(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210669406.3 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 河北省水利工程局集团有限公司 地址 050019 河北省石家庄市 建设南大街 103号 (72)发明人 刘斌　贺磊　武彦东　梁朝军　 贾玉霞　李斌　刘建华　马金龙　 许晶　龚杰夫　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 杨浩林 (51)Int.Cl. G01N 33/18(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种河流水环境污染物实时监测方法 (57)摘要 本发明公开了一种河流水环境污染物实时 监测方法， 涉及河流污染物监测技术领域。 该方 法包括采用分布式布设方法在河流水域中布设 污染物监测点； 在布设的各个污染物 监测点安装 多种监测传感器采集水流信息和污染物监测指 标信息； 对采集的水流信息和污染物 监测指标信 息进行分类和去噪处理； 根据不同污染物监测点 采集的污染物监测指标信息中污染物浓度等级 显示不同颜色， 并采用贝塞尔曲线绘制方法生成 污染物水体区域； 根据采集的水流信息、 污染物 监测指标信息和生成的污染物水体区域计算污 染物在河流水环境中的排放量。 本发 明能够提高 水域污染的全面性和实时性， 快速发现污染源以 及排放量。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 115184568 A 2022.10.14 CN 115184568 A 1.一种河流水环境污染物实时监测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 采用分布式布设方法在河流水域中布设污染物监测点； 在布设的各个污染物监测点安装多种监测传感器采集水流信息和污染物监测指标信 息； 对采集的水流信息和污染物监测指标信息进行分类和去噪处 理； 根据不同污染物监测点采集的污染物监测指标信 息中污染物浓度等级显示不同颜色， 并采用贝 塞尔曲线绘制方法生成污染物水体区域； 根据采集的水流信 息、 污染物监测指标信 息和生成的污染物水体区域计算污染物在河 流水环境中的排 放量。 2.根据权利要求1所述的河流水环境污染物实时监测方法， 其特征在于， 所述采用分布 式布设方法在河流水域中布设污染物监测点具体包括： 以河流排污口为坐标系原点， 以东西方向为坐标系横轴， 以南北方向为坐标系纵轴， 在 河流水面建立 二维坐标系； 将建立的二维坐标系采用空间网格法进行划分， 在划分的各个网格点上布设污染物监 测点。 3.根据权利要求1所述的河流水环境污染物实时监测方法， 其特 征在于， 所述水流信息具体包括水流速度、 水流方向； 所述污染物监测指标信息具体包括TN、 TP、 NH3‑N、 CODMn、 BOD5、 Chla的浓度。 4.根据权利要求1所述的河流水环境污染物实时监测方法， 其特征在于， 对采集的河流 信息和污染物监测指标信息进行分类处 理具体包括： 将各个污染物监测点 安装的多种监测传感器分别设置设备编号； 建立各个监测传感器采集的河流信息和污染物监测指标信息与设置的设备编码之间 的映射关系； 根据建立的映射关系， 采用样本聚类方法对各个监测传感器采集的河流信 息和污染物 监测指标信息进行分类。 5.根据权利要求1所述的河流水环境污染物实时监测方法， 其特征在于， 所述采用贝塞 尔曲线绘制方法生成污染物水体区域具体包括： A1、 建立绘制坐标点 集合， 并向绘制坐标点 集合中添加一个污染物监测点； A2、 判断绘制坐标点 集合中的污染物监测点数量是否小于四个； 若是， 则返回步骤A1； 否则， 执 行步骤A3； A3、 从绘制坐标点集合中选取四个污染物监测点， 分别计算相邻污染物监测点连线的 中点坐标， 得到三个控制点 坐标； A4、 根据步骤A3得到的三个控制点坐标， 分别计算相邻控制点连线的中点坐标， 得到两 个控制点 坐标； A5、 根据步骤A4得到的两个控制点坐标， 计算控制点连线的中点坐标， 得到连线点坐 标； A6、 根据首尾两个污染物监测点和步骤A5得到的连线点坐标绘制曲线， 生成污染物水 体区域。 6.根据权利要求5所述的河流水环境污染物实时监测方法， 其特征在于， 所述从绘制坐权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115184568 A 2标点集合中选取四个污染物监测点具体包括： 从绘制坐标点 集合中选取一个污染物监测点作为当前污染物监测点； 以当前污染物监测点 为基点， 选取当前污染物监测点相邻的两个污染物监测点； 以当前污染物监测点相邻的一个污染物监测点为基点， 选取该污染物监测点的另一相 邻污染物监测点。 7.根据权利要求1所述的河流水环境污染物实时监测方法， 其特征在于， 所述根据采集 的水流信息、 污染物监测指标信息和生成的污染物水体区域计算污染物在河流水环境中的 排放量， 具体包括： 对采集的水流信息进行 预处理； 对生成的污染物水体区域进行双线性插值； 根据设定的通 量方向角度， 计算平均水流速度在该 方向上的投影水流速度； 根据投影水流速度和污染物监测点采集的污染物监测指标信 息， 在单位水域面积和单 位时间上积分得到在指定方向上污染物的排 放量。 8.根据权利要求7所述的河流水环境污染物实时监测方法， 其特征在于， 所述对采集的 水流信息进行 预处理具体包括： 根据污染物监测点采集的设定时间段内的水流信息， 采用下式进行 预处理： 其中， Ai为设定时间段内第i次采集的水流角度， μ为东西方位的水流角度平均分量， v 为 南北方向的水流角度平均分量， θ为单位矢量的水流角度， δ为象限纠正角， τ为设定时间段 内的平均水流速度， Si为设定时间段内第i次采集的水流速度， n 为设定时间段内采样次数。 9.根据权利要求8所述的河流水环境污染物实时监测方法， 其特征在于， 所述根据设定 的通量方向角度， 计算平均水流速度在该 方向上的投影水流速度的计算公式为： 其中， γ 为平均水流速度在设定通 量方向角度上的投影水流速度。 10.根据权利要求9所述的河流水环境污染物实时监测方法， 其特征在于， 所述根据投 影水流速度和污染物监测点采集的污染物监测指标信息， 在单位水域面积和单位时间上积 分得到在指定方向上污染物的排 放量的计算公式为： s(t)＝γ(t) ·p(t) 其中， s(t)为当前 时刻监测的污染物排放量， γ(t)为当前 时刻的投影水流速度， ρ(t)为权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115184568 A 3