专利摘要
本发明公开了一种水污染大数据监测与预警方法及装置，通过水质传感器网络并等距设置传感器节点，实时监测获取污染信息，计算每个传感器节点的氯转移速率并发出污染预警信息。实现污染企业的准确、快速污染成因定位，能够实时的智能判断水功能区的污染源位置、及时定位污染点并发出警报，出现异常时能够迅速给出预警排查节约大量的时间成本和提高环境监测效率，在监测测到污染后，及时智能判断污染成因并将相关信息以及预警推送给水污染监测人员。
权利要求
1.一种水污染大数据监测与预警方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，初始化配置水功能区中的水质传感器网络并等距设置传感器节点；
步骤2，实时的通过每个传感器节点监测获取污染信息；
步骤3，根据污染信息计算每个传感器节点的氯转移速率；
所述计算每个传感器节点的氯转移速率的方法为:
步骤3.1,计算氯总转移系数KCL：氯总转移系数KCL是计算氯转移速率的基本参数，
步骤3.2,修正水质对氯总转移系数KCL值：污水中的污染物质将增加氯分子转移的阻力，使KCL值降低；为此引入系数α，对KCL值进行修正：KLaw＝α·KCL，式中，KLaw为污水中的修正后的氯总转移系数；α取值范围为0.8～0.85；
步骤3.3,修正水质对饱和溶解氯浓度Cs值：污水中含有的盐分将使其饱溶解氯浓度降低，对此，以系数β加以修正：Csw＝β·Cs，式中Csw为修正后的饱和溶解氯浓度；β的取值范围为0.9～0.97之间；
步骤3.4,根据修正后的氯总转移系数和饱和溶解氯浓度计算氯转移速率的方法为：标准氯转移速率R0为：
步骤4，当氯转移速率小于氯转移阈值且pH异常时发出污染预警信息；
步骤5，推送污染预警信息到水污染监测人员的移动设备。
2.根据权利要求1所述的一种水污染大数据监测与预警方法，其特征在于，在步骤1中，所述水质传感器网络至少包括一个传感器节点和监测基站，所述传感器节点为有源的余氯传感器节点和pH传感器节点构成，节点通过传感器网络的通信线路供电与传输污染信息，污染信息包括游离氯、一氯胺和总氯的含量以及pH数值，所述监测基站至少用于接收传感器网络的传感器编号、传感器节点监测到的污染信息，所述等距设置传感器节点为在待测流域每隔20米等距设置一个传感器监测点。
3.根据权利要求1所述的一种水污染大数据监测与预警方法，其特征在于，在步骤4中，所述氯转移阈值的默认值为9.17kgCL/h。
4.根据权利要求1所述的一种水污染大数据监测与预警方法，其特征在于，在步骤4中，所述pH异常的范围为>9.5和<4.0。
5.根据权利要求1所述的一种水污染大数据监测与预警方法，其特征在于，所述推送污染预警信息到水污染监测人员的移动设备的方法为：监测基站将信息通过因特网推送到水污染监测人员的移动设备的应用系统，所述应用系统包括安卓与IOS系统的应用软件。
6.一种水污染大数据监测与预警装置，其特征在于，所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下装置的单元中：
初始化单元，用于初始化配置水功能区中的水质传感器网络并等距设置传感器节点；
实时监测单元，用于实时的通过每个传感器节点监测获取污染信息；
氯转移速率单元，用于根据污染信息计算每个传感器节点的氯转移速率；
所述计算每个传感器节点的氯转移速率的方法为:
步骤3.1,计算氯总转移系数KCL：氯总转移系数KCL是计算氯转移速率的基本参数，
步骤3.2,修正水质对氯总转移系数KCL值：污水中的污染物质将增加氯分子转移的阻力，使KCL值降低；为此引入系数α，对KCL值进行修正：KLaw＝α·KCL，式中，KLaw为污水中的修正后的氯总转移系数；α取值范围为0.8～0.85；
步骤3.3,修正水质对饱和溶解氯浓度Cs值：污水中含有的盐分将使其饱溶解氯浓度降低，对此，以系数β加以修正：Csw＝β·Cs，式中Csw为修正后的饱和溶解氯浓度；β的取值范围为0.9～0.97之间；
步骤3.4,根据修正后的氯总转移系数和饱和溶解氯浓度计算氯转移速率的方法为：标准氯转移速率R0为：
污染判断单元，用于在当氯转移速率小于氯转移阈值且pH异常时发出污染预警信息；
预警推送单元，用于推送污染预警信息到水污染监测人员的移动设备。
说明书
技术领域
本公开涉及水污染监测领域，具体涉及一种水污染大数据监测与预警方法及装置。
背景技术
随着工业发展、人类活动、地质地形变迁等因素的影响，水环境系统成为受到生物、化学、物理、人为等多种因素影响的动态开放复杂系统，水体污染呈现复合污染的显著趋势，多种污染共存并联合作用；多种人污染过程同时发生；多种污染效应表现出协同或拮抗作用；污染物在环境中的行为涉及多介质、多界面；同时发生物理、化学和生物过程，致使水体污染问题更加复杂化。
为了实现污染企业的准确、快速污染位置定位，首先建立排污企业的污水库，整体上，我国当前的突发污染事件中，事故源的查找定位效率均较低。在近年全国发生的突发性污染事件中，事故污染源的查找定位时间少则4～7日，多则3～4星期，更长达到2个月(如2008年云南阳宗海砷污染事件)。事故源排查周期长延长了污染持续时间，加重了污染程度，更大大增加了后期恢复治理的难度与成本.
在实际工作中，由于大部分污染自动监测站仅设置在重要行政区流域进出界线的对照断面处，两者相距百余公里。当事故发生后，能够最先确定的污染河段范围也往往长达百余公里，而在这段范围内，排污口的数量可能不计其数。若对每一个排污口取样分析，即便应急监测仪器设备能够使用并且每个排污口仅取一次样，由于现有的便携式污染监测仪器完成一次样品分析需耗时2h，且一次只能分析一个样品，也需要较长时间。并且由于便携式污染监测仪器价格昂贵，多数环保部门不愿意大量重复配置，因此造成了实践工作中沿排污点逐个排查的方法需要花费很长时间才能完成对所有排污口的检测，无法达到迅速排查的要求。
发明内容
本公开提供一种水污染大数据监测与预警方法及装置，能够实时的智能判断、及时定位污染点并发出警报，出现异常时能够迅速给出预警排查节约大量的时间成本。
为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种水污染大数据监测与预警方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，初始化配置水功能区中的水质传感器网络并等距设置传感器节点；
步骤2，实时的通过每个传感器节点监测获取污染信息；
步骤3，根据污染信息计算每个传感器节点的氯转移速率；
步骤4，当氯转移速率小于氯转移阈值且pH异常时发出污染预警信息；
步骤5，推送污染预警信息到水污染监测人员的移动设备。
进一步地，在步骤1中，所述水质传感器网络至少包括一个传感器节点和监测基站，所述传感器节点为有源的余氯传感器节点和pH传感器节点构成，节点通过传感器网络的通信线路供电与传输污染信息，污染信息包括游离氯、一氯胺和总氯的含量以及pH数值。所述监测基站至少用于接收传感器网络的传感器编号、传感器节点监测到的污染信息，所述等距设置传感器节点为在待测流域每隔20米等距设置一个传感器监测点。
进一步地，在步骤3中，所述计算每个传感器节点的氯转移速率的方法为:
步骤3.1,计算氯总转移系数KCL：氯总转移系数KCL是计算氯转移速率的基本参数， 式中，C为当t＝0时，液体主体中的溶解氯浓度(mg/l)，t为时间；Cs为在实际水温、当地气压下溶解氯在水功能区中传感器监测到的浓度(mg/l)。KCL氯总转移系数表示氯的总传递性，当传递过程中阻力大，则KCL值低，反之则KCL值高。
步骤3.2,修正水质对氯总转移系数KCL值：污水中的污染物质将增加氯分子转移的阻力，使KCL值降低；为此引入系数α，对KCL值进行修正：KLaw＝α·KCL，式中，KLaw为污水中的修正后的氯总转移系数；α值通过试验确定，α取值范围为0.8～0.85；
步骤3.3,修正水质对饱和溶解氯浓度Cs值：污水中含有的盐分将使其饱溶解氯浓度降低，对此，以系数β加以修正：Csw＝β·Cs，式中Csw为修正后的饱和溶解氯浓度，单位mg/l；β的取值范围为0.9～0.97之间。
步骤3.4,根据修正后的氯总转移系数和饱和溶解氯浓度计算氯转移速率的方法为：标准氯转移速率R0为： 式中CL为水中的溶解氯浓度，按2mg/l来考虑，对于脱氯清水CL＝0，V为水功能区的体积，单位m
进一步地，在步骤4中，所述氯转移阈值按当地实际情况，(水温、气压等)进行测定，默认值为9.17kgCL/h。
进一步地，在步骤4中，所述pH异常：pH异常的范围为>9.5和<4.0。
进一步地，pH正常范围为6.5～8.5，pH最佳范围7.2～7.4，pH异常范围为>9.5和<4.0，即大于9.5和小于4.0。
进一步地，所述推送污染预警信息到水污染监测人员的移动设备的方法为：监测基站将信息通过因特网推送到水污染监测人员的移动设备的应用系统，所述应用系统包括安卓与IOS系统的应用软件。
本发明还提供了一种水污染大数据监测与预警装置，所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下装置的单元中：
初始化单元，用于初始化配置水功能区中的水质传感器网络并等距设置传感器节点；
实时监测单元，用于实时的通过每个传感器节点监测获取污染信息；
氯转移速率单元，用于根据污染信息计算每个传感器节点的氯转移速率；
污染判断单元，用于在当氯转移速率小于氯转移阈值且pH异常时发出污染预警信息；
预警推送单元，用于推送污染预警信息到水污染监测人员的移动设备。
本公开的有益效果为：本发明提供一种水污染大数据监测与预警方法及装置，实现污染企业的准确、快速污染成因定位，能够实时的智能判断水功能区的污染源位置、及时定位污染点并发出警报，出现异常时能够迅速给出预警排查节约大量的时间成本和提高环境监测效率，在监测测到污染后，及时智能判断污染成因并将相关信息以及预警推送给水污染监测人员。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：
图1所示为一种水污染大数据监测与预警方法的流程图；
图2所示为一种水污染大数据监测与预警装置图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示为根据本公开的一种水污染大数据监测与预警方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本公开的实施方式的一种水污染大数据监测与预警方法。
本公开提出一种水污染大数据监测与预警方法，具体包括以下步骤：
步骤1，初始化配置水功能区中的水质传感器网络并等距设置传感器节点；
步骤2，实时的通过每个传感器节点监测获取污染信息；
步骤3，根据污染信息计算每个传感器节点的氯转移速率；
步骤4，当氯转移速率小于氯转移阈值且pH异常时发出污染预警信息；
步骤5，推送污染预警信息到水污染监测人员的移动设备。
进一步地，在步骤1中，所述水质传感器网络至少包括一个传感器节点和监测基站，所述传感器节点为有源的余氯传感器节点和pH传感器节点构成，节点通过传感器网络的通信线路供电与传输污染信息，污染信息包括游离氯、一氯胺和总氯的含量以及pH数值。所述监测基站至少用于接收传感器网络的传感器编号、传感器节点监测到的污染信息，所述等距设置传感器节点为在待测流域每隔20米等距设置一个传感器监测点。
进一步地，在步骤3中，所述计算每个传感器节点的氯转移速率的方法为:
步骤3.1,计算氯总转移系数KCL：氯总转移系数KCL是计算氯转移速率的基本参数， 式中，C为当t＝0时，液体主体中的溶解氯浓度(mg/l)，t为时间；Cs为在实际水温、当地气压下溶解氯在水功能区中传感器监测到的浓度(mg/l)。KCL氯总转移系数表示氯的总传递性，当传递过程中阻力大，则KCL值低，反之则KCL值高。
步骤3.2,修正水质对氯总转移系数KCL值：污水中的污染物质将增加氯分子转移的阻力，使KCL值降低；为此引入系数α，对KCL值进行修正：KLaw＝α·KCL，式中，KLaw为污水中的修正后的氯总转移系数；α值通过试验确定，α取值范围为0.8～0.85；
步骤3.3,修正水质对饱和溶解氯浓度Cs值：污水中含有的盐分将使其饱溶解氯浓度降低，对此，以系数β加以修正：Csw＝β·Cs，式中Csw为修正后的饱和溶解氯浓度，单位mg/l；β的取值范围为0.9～0.97之间。
步骤3.4,根据修正后的氯总转移系数和饱和溶解氯浓度计算氯转移速率的方法为：标准氯转移速率R0为： 式中CL为水中的溶解氯浓度，按2mg/l来考虑，对于脱氯清水CL＝0，V为水功能区的体积，单位m
进一步地，在步骤4中，所述氯转移阈值按当地实际情况，(水温、气压等)进行测定，默认值为9.17kgCL/h。
进一步地，在步骤4中，所述pH异常：pH异常的范围为>9.5和<4.0。
进一步地，pH正常范围为6.5～8.5，pH最佳范围7.2～7.4，pH异常范围为>9.5和<4.0，即大于9.5和小于4.0。
进一步地，所述推送污染预警信息到水污染监测人员的移动设备的方法为：监测基站将信息通过因特网推送到水污染监测人员的移动设备的应用系统，所述应用系统包括安卓与IOS系统的应用软件。
本公开的实施例提供的一种水污染大数据监测与预警装置，如图2所示为本公开的一种水污染大数据监测与预警装置图，该实施例的一种水污染大数据监测与预警装置包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种水污染大数据监测与预警装置实施例中的步骤。
所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下装置的单元中：
初始化单元，用于初始化配置水功能区中的水质传感器网络并等距设置传感器节点；
实时监测单元，用于实时的通过每个传感器节点监测获取污染信息；
氯转移速率单元，用于根据污染信息计算每个传感器节点的氯转移速率；
污染判断单元，用于在当氯转移速率小于氯转移阈值且pH异常时发出污染预警信息；
预警推送单元，用于推送污染预警信息到水污染监测人员的移动设备。
所述一种水污染大数据监测与预警装置可以运行于桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备中。所述一种水污染大数据监测与预警装置，可运行的装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种水污染大数据监测与预警装置的示例，并不构成对一种水污染大数据监测与预警装置的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种水污染大数据监测与预警装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种水污染大数据监测与预警装置运行装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种水污染大数据监测与预警装置可运行装置的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种水污染大数据监测与预警装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
尽管本公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本公开的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本公开进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本公开的非实质性改动仍可代表本公开的等效改动。
一种水污染大数据监测与预警方法及装置专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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