本发明涉及水资源治理，具体为一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术。
背景技术：
1、现有水域污染防治是典型的多龙管水模式。国家投入了大量财力物力，而无经济回报，有鉴于此，提出一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术来解决现有技术中所存在的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，具备数据资产的梳理、采集清洗、结构化存储、可视化管理和多维度分析优点，解决了水域污染防治的管控效果差的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，其特征在于，包括以下步骤：
3、s1、水污染数据治理：从污染源数据的收集、整理、分类开始，并结合人类活动、河长制管理形成一个完整的管理体系；
4、所述水污染数据治理包括数据来源和数据清洗、归类；
5、所述数据来源的作用包括获取流量、水质污染、化学径流变化趋势众多数据；
6、所述数据来源分为流量数据来源和水污染数据来源；
7、所述数据清洗、归类即以水文学原理为基础，以信息管理学原理为手段，以服务组织战略目标为基本原则，通过组织成员的协同努力，流程制度的制定，以及数据资产的梳理、采集清洗、结构化存储、可视化管理和多维度分析，实现数据资产价值获取、业务模式创新和经营风险控制的全过程；
8、所述数据清洗、归类包括水化学径流分析和数据治理；
9、s2、水污染防治：依托“树式水服务模型”，收集水污染数据并进行治理，发布动态指标，开发数据产品，并针对各级河长管辖河段，开展污染源及纳污能力预警、预报；
10、所述水污染防治包括动态指标和水文预报(纳污能力预警预报)；
11、所述动态指标的设定要以开发数据产品可交易为目的，“水污染数据元”内最核心的数据是“污染源”随“纳污水量”变化的系列数据，通过利用水文统计、水文分析计算的方法，提取可交易的控制性指标，开发数据产品，并设定相应的管理边界；
12、所述水文预报包括水文预报应该是对自然界未来一切水文现象的变化进行预报。不仅要做洪水预报，也要做枯水预报；不仅预报洪水流量，也要预报生态流量；不仅对河流、水库做预报，也要对湖泊、沼泽、地下水作预报；不仅要预报水情，也要预报墒情、旱情、沙情、水质；不仅要预报雨洪径流，也要预报化学径流；不仅要有短期预报，还要做出中长期预报。
13、s3、价值实现路径：通过污染源、污染范围、污染时长、污染河段项目的预警预报，为全面开展区域间、流域间、上下游间、行业间、企业间的水权交易、生态补偿提供技术服务，评估山水价值，开发生态产品，实现青山绿水价值；
14、s4、水文模型及训练：运用随机水文学、环境水文学、水文生态学、水化学以及水文预报的一些基本原理，结合实际工作中碰到的机制、体制问题，并寻找各行各业排污过程中的经济规律，探索经济规律与自然规律的协同性；并依托经济学中的经济管理技术和最严格的水资源管理考核，探索河长制排污权交易方法，训练树式水服务模型。
15、进一步，流量数据来源即数据收集和数据分类，包括自然数据、人文数据；
16、其中自然数据来源于野外勘查，包括水文现象调查、污染源调查和人类活动调查；调查方法采用水文勘查、水文测验与水象分析计算方法，获取流量、水质污染、化学径流变化趋势众多数据；
17、下面以水文测验为例，阐明流量、水质污染数据来源水污染来源广泛，例如：点源污染、面源污染、线源污染和内源污染，但有监测的数据不多，一般只在重要排污口安装了监控设备，大部份污染入河量只能依靠水文计算方法，分析得到。
18、进一步，流量数据来源流量测验方式很多，有流速仪法、浮标法、水面线法、浮杆法、水工建筑物法、溶液法、新技术；
19、而水污染数据来源包括生活饮用水(铵离子的测定)、工业污水(氰化物测定)，水污染数据来源是水化学成分测验是获取水污染数据的有效途径；
20、其中，生活饮用水(铵离子的测定)用碘化汞钾比色法测天然水中的铵离子；
21、工业污水(氰化物测定)用吡啶联苯胺比色法和吡啶吡唑酮比色法；氰含量(以cn-计)可用吡啶联苯胺比色法和吡啶吡唑酮比色法；
22、在源头地区，离子径流由大气降水形成，并通过流域内不同路径进入土壤、溪、沟、泉点，由地表径流、地下径流、壤中流形式汇入河道；
23、进一步，所述水化学径流分析包括降水、蒸发、入渗、流量、水质、泥沙、水温和水环境，要在流域内实现综合控制，并能形成交易，还必须依据河道内控制性指标辐射上岸，量化成水环境容量指标(可设定为动态指标)，形成规范人类行为的控制指标
24、所述数据治理包括数据治理框架、梳理构建数据治理模型和数据治理流程；
25、所述数据治理框架包括顶层设计、数据治理环境、数据治理域与数据治理过程四大部分；
26、所述梳理构建数据治理模型包括构建“树式水服务模型”的逻辑，根：水文数据治理，杆、枝：各级河长所在小流域及其管理对象，叶：各行各业、用排水部门分析水资源数据的特性，结合数据管理体系以及数据价值体系构建数据治理模型；
27、所述数据治理流程是一个管理体系，包括组织、制度、流程、工具。我们站在大自然的角度观察人类活动，自下而上，从收集最基础的水文资料入手；还包括酸雨污染降水过程能将空气中的可溶性成分以及颗粒物清除并富集在降水里；ph值小于5、6的大气降水，是大气污染的一种表现，其降雨称为酸雨；
28、且酸雨中所含的h2so4和hno3是水质酸化的原因；酸雨对水质的影响，表现为水质的酸化以及随之而使金属种类和浓度增加；水质酸化也决定于某一流域区内，河流及湖泊对酸的缓冲能力；
29、通过酸雨分析法：酸雨分析与监测是酸雨化学研究的重要手段；酸雨含有多种化学污染物，要弄清它们的含量水平，以及在大气、水体和土壤中的污染现状，需要通过酸雨分析：
30、例如比浊法、比色法、容量法、离子色谱法、蒸发、入渗、流量、水质、泥沙、水温和水环境八类。
31、进一步，理顺自然信息数据，人类活动中的排污行为贯穿着大自然从“降水——蒸发——入渗——流动”的全过程，空气污染、地面污染、任意排污最终随河川径流，形成化学径流，各污染离子改变或破坏了生态环境；理顺人文、管理数据，找出污染排放过程中各环节的控制节点，为各级政府、各级河长提供数据信息服务，为河流健康评价、水文化宣传活动、规范人类活动中的不文明行为提供技术方案；开发数据产品：在大数据+水信息背景下，为河长制排污权交易提供技术服务。
32、进一步，水污染防治—纳污能力预警、预报包括动态指标、水文统计、水文分析计算、水文预报—纳污能力预警预报；收集水污染数据并进行治理，发布动态指标，开发数据产品；并针对各级河长管辖河段，开展污染源及纳污能力预警、预报；
33、动态指标由水功能区静态指标辐射上岸，对应人类活动、自然生态环境，确定控制性指标，即为动态指标。
34、进一步，所述水文统计水污染现象随时间变化，有周期性，也有随机性，有稳定性，也有跳跃性；受自然因素影响一般有周期性，如河流纳污水量的变化；受人类活动影响的成份，有随机性，如工厂排污、生活污染污染源的变化；
35、对于呈随机性变化的水文现象--纳污水量变化，常用经验频率计算，公式为：
36、自然界大量的水文资料经统计整理，其分布曲线具有单峰渐变性或正态偏离性，
37、计算公式：
38、式中：
39、
40、上述8类水文特征及相关特征值对频率曲线都会有影响。
41、进一步，通过数据的水文治理，可以让各类水数据在流域和区域之间任意切换，在信息技术支持下各级水行政管理部门之间、各级河长之间、各行各业之间的水信息畅通无阻；
42、动态指标是可交易指标，是相对于静态指标设定的；静态指标是指由国家、省政府批复的各类水生态、水环境、水功能目标，必须满足最严格水资源管理考核；动态指标是指根据经济社会发展需求，可调整、可变动的指标，一般按交易年度调整动态指标是可交易指标，是相对于静态指标设定的；
43、水文分析计算方法很多；常用水文计算方法有：数理统计法、成因分析法、地区综合法；地区综合法又有趋势回归法、影响矩阵修正法、情景选择法、模拟比较法；水文预报——纳污能力预警预报包括水质预警、预报方案、水量预警预报方案、经济预测；
44、水文计算条件及污染因子水域纳污能力计算，采用90％保证率最枯月平均流量或近10年最枯月平均流量作为断面设计流量；集中式饮用水源地采用95％保证率最枯月平均流量作为其设计流量。
45、进一步，纳污能力计算，根据河流的输水特性，河流被划分为相应的水功能区，每一水功能区都有相应的水质控制目标。
46、进一步，数据治理框架梳理包括顶层设计、数据治理环境、数据治理域与数据治理过程四大部分包括顶层设计、顶层设计:是数据治理实施的基础，包括战略规划、组织构建以及构架设计三部分，战略规划应包括指导数据治理方案的建立，监控和评价数据治理的实施并持续改进；组织构建聚焦责任主体，通过组织机制获得利益相关方的支持，制定数据治理的流程与制度以支撑数据治理的实施；架构设计关注应用架构，通过持续的评估、改进和优化以支撑数据的应用和服务。
47、与现有技术相比，本发明提供了一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，具备以下有益效果：
48、该以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，通过数据治理，实现数据服务、以各行各业轮值牵头，开展各行业之间的数据服务，实现数据价值；通过水污染分析评价，量化指标，通过河长制确定交易对象、交易标的、开展排污权交易。体现青山绿水价值，为生态补偿奠定基础；通过水污染分析评价，由控制断面的量化指标辐射上岸开展针对土地资源、生态、环境问题的水污染预警、预报；以四级水资源区为单元，由各类污染量化指标辐射上岸，根据山、水、林、田、湖、草、沙自然资源及动物、植物将生态资源细分各类生态区间，为开发生态产品奠定基础；由各类污染量化指标辐射上岸，根据工业、农业、城市、农村、道路交通、城建城管各行各业发展需求。
1.一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，其特征在于：流量数据来源即数据收集和数据分类，包括自然数据、人文数据；
3.根据权利要求1所述的一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，其特征在于，流量数据来源流量测验方式很多，有流速仪法、浮标法、水面线法、浮杆法、水工建筑物法、溶液法、新技术；
4.根据权利要求1所述的一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，其特征在于：所述水化学径流分析包括降水、蒸发、入渗、流量、水质、泥沙、水温和水环境，要在流域内实现综合控制，并能形成交易，还必须依据河道内控制性指标辐射上岸，量化成水环境容量指标(可设定为动态指标)，形成规范人类行为的控制指标
5.根据权利要求1所述的一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，其特征在于：理顺自然信息数据，人类活动中的排污行为贯穿着大自然从“降水——蒸发——入渗——流动”的全过程，空气污染、地面污染、任意排污最终随河川径流，形成化学径流，各污染离子改变或破坏了生态环境；理顺人文、管理数据，找出污染排放过程中各环节的控制节点，为各级政府、各级河长提供数据信息服务，为河流健康评价、水文化宣传活动、规范人类活动中的不文明行为提供技术方案；开发数据产品：在大数据+水信息背景下，为河长制排污权交易提供技术服务。
6.根据权利要求1所述的一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，其特征在于：水污染防治—纳污能力预警、预报包括动态指标、水文统计、水文分析计算、水文预报—纳污能力预警预报；收集水污染数据并进行治理，发布动态指标，开发数据产品；并针对各级河长管辖河段，开展污染源及纳污能力预警、预报；
7.根据权利要求1所述的一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，其特征在于：所述水文统计水污染现象随时间变化，有周期性，也有随机性，有稳定性，也有跳跃性；受自然因素影响一般有周期性，如河流纳污水量的变化；受人类活动影响的成份，有随机性，如工厂排污、生活污染污染源的变化；
8.根据权利要求1所述的一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，其特征在于，通过数据的水文治理，可以让各类水数据在流域和区域之间任意切换，在信息技术支持下各级水行政管理部门之间、各级河长之间、各行各业之间的水信息畅通无阻；
9.根据权利要求1所述的一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，其特征在于：纳污能力计算，根据河流的输水特性，河流被划分为相应的水功能区，每一水功能区都有相应的水质控制目标。
10.根据权利要求4所述的一种以水文学原理为基础的小河流纳污能力控制技术，其特征在于：数据治理框架梳理包括顶层设计、数据治理环境、数据治理域与数据治理过程四大部分包括顶层设计、顶层设计:是数据治理实施的基础，包括战略规划、组织构建以及构架设计三部分，战略规划应包括指导数据治理方案的建立，监控和评价数据治理的实施并持续改进；组织构建聚焦责任主体，通过组织机制获得利益相关方的支持，制定数据治理的流程与制度以支撑数据治理的实施；架构设计关注应用架构，通过持续的评估、改进和优化以支撑数据的应用和服务。
