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基于物聯(lián)網(wǎng)的河流溫室氣體排放評(píng)價(jià)系統(tǒng)及方法

文檔序號(hào):39805924發(fā)布日期:2024-10-29 17:23閱讀:10來源:國知局
基于物聯(lián)網(wǎng)的河流溫室氣體排放評(píng)價(jià)系統(tǒng)及方法

本發(fā)明涉及環(huán)境檢測,尤其涉及基于物聯(lián)網(wǎng)的河流溫室氣體排放評(píng)價(jià)系統(tǒng)及方法。


背景技術(shù):

1、河流作為陸地與海洋之間的重要紐帶,其溫室氣體排放對(duì)全球碳循環(huán)和氣候變化具有顯著影響。因此對(duì)河流溫室氣體的排放進(jìn)行精確監(jiān)測成了在環(huán)境保護(hù)道路上需要得到重視的措施;近年來,隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引進(jìn)應(yīng)用,為河流溫室氣體排放的精準(zhǔn)監(jiān)測和實(shí)時(shí)評(píng)估提供了可能。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的河流溫室氣體排放監(jiān)測過程中,能夠?qū)崿F(xiàn)河流溫室氣體排放的連續(xù)、實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程監(jiān)測,并自動(dòng)生成監(jiān)測報(bào)告,為科學(xué)研究、環(huán)境保護(hù)和政策制定提供有力支持。

2、但現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行溫室氣體排放評(píng)價(jià)時(shí)只是根據(jù)地形地貌差異較大的不同類型河流的水溫、流速等物理參數(shù)或者通過監(jiān)測得到的河流溶解氧的變化等方法對(duì)正常狀態(tài)下河流溫室氣體排放進(jìn)行分析,但當(dāng)河流處于泄洪狀態(tài)時(shí)河流中氣液傳質(zhì)發(fā)生改變、不同流域的溫室氣體濃度差異較大,導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)無法在水庫進(jìn)行泄洪時(shí)針對(duì)泄洪區(qū)域內(nèi)的河流不同流域的溫室氣體的排放進(jìn)行預(yù)測,不能對(duì)泄洪區(qū)域河流溫室氣體的排放做出與實(shí)際情況相符的評(píng)價(jià),進(jìn)而使泄洪區(qū)域的生態(tài)環(huán)境遭到影響。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷與不足,本發(fā)明提供基于物聯(lián)網(wǎng)的河流溫室氣體排放評(píng)價(jià)系統(tǒng)及方法,通過在水庫進(jìn)行泄洪時(shí)針對(duì)泄洪區(qū)域內(nèi)的河流不同流域的溫室氣體的排放進(jìn)行評(píng)價(jià),能夠優(yōu)化泄洪區(qū)域的泄洪方案,減少河流溫室氣體排放,降低對(duì)河流生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。

2、為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:

3、本發(fā)明提供基于物聯(lián)網(wǎng)的河流溫室氣體排放評(píng)價(jià)方法,包括下述步驟:

4、s1、獲取泄洪區(qū)域內(nèi)河流多個(gè)流域的地理數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、水流數(shù)據(jù)、溫室氣體數(shù)據(jù),同時(shí)獲取泄洪水庫的蓄水?dāng)?shù)據(jù)、泄洪數(shù)據(jù);

5、s2、將地理數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、水流數(shù)據(jù)、溫室氣體數(shù)據(jù)代入流域排放風(fēng)險(xiǎn)模型中分析泄洪區(qū)域內(nèi)河流多個(gè)流域的溫室氣體排放風(fēng)險(xiǎn);

6、s3、將蓄水?dāng)?shù)據(jù)、泄洪數(shù)據(jù)代入泄洪干擾風(fēng)險(xiǎn)模型中分析泄洪水庫對(duì)河流溫室氣體排放的干擾風(fēng)險(xiǎn);

7、s4、根據(jù)多個(gè)流域的溫室氣體排放風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果、泄洪水庫對(duì)河流溫室氣體排放的干擾風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果對(duì)泄洪區(qū)域河流溫室氣體排放情況進(jìn)行評(píng)估;

8、s5、根據(jù)泄洪區(qū)域河流溫室氣體排放情況評(píng)估結(jié)果,對(duì)河流多個(gè)流域進(jìn)行溫室氣體排放預(yù)警。

9、優(yōu)選地,所述步驟s2包括以下具體步驟:

10、s21、將泄洪區(qū)域內(nèi)的河流按照河流長度劃分為多個(gè)流域,獲取多個(gè)流域內(nèi)的地理數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、水流數(shù)據(jù)、溫室氣體數(shù)據(jù),所述地理數(shù)據(jù)包括河流多個(gè)流域的流域面積、流域中河流長度、每個(gè)流域內(nèi)的最高海拔落差;所述氣候數(shù)據(jù)包括每個(gè)流域的河流平均水溫、平均降雨量、平均風(fēng)速;所述水流數(shù)據(jù)包括每個(gè)流域的平均流速、每個(gè)流域的最高水位、最低水位;所述溫室氣體數(shù)據(jù)包括每個(gè)流域的溫室氣體種類、每種溫室氣體濃度;

11、s22、將所述地理數(shù)據(jù)代入流域地形變化系數(shù)計(jì)算公式中計(jì)算每個(gè)流域的流域地形變化系數(shù);所述流域地形變化系數(shù)計(jì)算公式為:

12、;

13、式中為第i個(gè)流域的流域地形變化系數(shù),表示第i個(gè)流域中河流的長度,表示第i個(gè)流域的流域面積,表示第i個(gè)流域內(nèi)的最高海拔落差,m為流域數(shù)量,i為1至m中任一項(xiàng)。

14、優(yōu)選地,所述步驟s2還包括以下具體步驟:

15、s23、將所述氣候數(shù)據(jù)代入流域氣候變化系數(shù)計(jì)算公式中計(jì)算每個(gè)流域的流域氣候變化系數(shù);所述流域氣候變化系數(shù)計(jì)算公式為:

16、;

17、式中為第i個(gè)流域的流域氣候變化系數(shù),表示第i個(gè)流域中的河流平均水溫,表示第i個(gè)流域的平均降雨量,表示第i個(gè)流域的平均風(fēng)速,分別為所有流域中河流平均水溫的最大值、最小值,分別為所有流域中平均降雨量的最大值、最小值,分別為所有流域中平均風(fēng)速的最大值、最小值。

18、優(yōu)選地,所述步驟s2具體還包括:

19、s24、將所述水流數(shù)據(jù)和所述溫室氣體數(shù)據(jù)代入流域水流環(huán)境變化系數(shù)計(jì)算公式中計(jì)算每個(gè)流域的流域水流環(huán)境變化系數(shù);所述流域水流環(huán)境變化系數(shù)計(jì)算公式為:

20、;

21、式中表示第i個(gè)流域的流域水流環(huán)境變化系數(shù),表示第i個(gè)流域的平均流速、分別表示第i個(gè)流域的最高水位、最低水位,表示第i個(gè)流域的第j種溫室氣體濃度,i為1至m中任一項(xiàng),j為1至n中任一項(xiàng),n為第i個(gè)流域的溫室氣體種類數(shù)量。

22、優(yōu)選地,所述步驟s2還包括計(jì)算流域河流排放風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),具體步驟為:

23、s25、獲取計(jì)算得到的所述流域地形變化系數(shù)、所述流域氣候變化系數(shù)和所述流域水流環(huán)境變化系數(shù);

24、s26、將所述流域地形變化系數(shù)、所述流域氣候變化系數(shù)和所述流域水流環(huán)境變化系數(shù)代入流域河流排放風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)計(jì)算公式中計(jì)算所述流域河流排放風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),所述流域河流排放風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)計(jì)算公式為:

25、;

26、式中表示第i個(gè)流域的流域河流排放風(fēng)險(xiǎn)系數(shù),分別表示流域地形影響權(quán)重、流域氣候影響權(quán)重、流域水流環(huán)境影響權(quán)重。

27、優(yōu)選地,所述步驟s3包括以下具體步驟:

28、s31、獲取泄洪水庫的蓄水?dāng)?shù)據(jù)、泄洪數(shù)據(jù),所述蓄水?dāng)?shù)據(jù)包括泄洪水庫的蓄水量、入庫流速以及泄洪水庫的溫室氣體種類、每種溫室氣體濃度;所述泄洪數(shù)據(jù)包括泄洪流速、泄洪水量;

29、s32、將所述蓄水?dāng)?shù)據(jù)、所述泄洪數(shù)據(jù)代入泄洪干擾影響系數(shù)計(jì)算公式中計(jì)算泄洪干擾影響系數(shù),所述泄洪干擾影響系數(shù)計(jì)算公式為:

30、;

31、式中表示泄洪干擾影響系數(shù),表示泄洪水庫的蓄水量,表示泄洪水庫的入庫流速,表示泄洪水庫的泄洪水量,表示泄洪水庫的泄洪流速,表示泄洪水庫的第k種溫室氣體濃度,表示泄洪水庫的所有種類溫室氣體濃度的最大值,k為1至k中任一項(xiàng),其中exp()為e的次數(shù)冪。

32、優(yōu)選地,所述步驟s4包括以下具體步驟:

33、s41、獲取計(jì)算得到的所述流域河流排放風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和所述泄洪干擾影響系數(shù);

34、s42、將所述流域河流排放風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)和所述泄洪干擾影響系數(shù)代入溫室氣體泄洪排放風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算公式中計(jì)算泄洪狀態(tài)時(shí)每個(gè)流域的溫室氣體泄洪排放風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),所述溫室氣體泄洪排放風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算公式為:

35、;

36、式中表示第i個(gè)流域的溫室氣體泄洪排放風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。

37、優(yōu)選地,所述步驟s5中對(duì)河流多個(gè)流域進(jìn)行溫室氣體排放預(yù)警包括以下具體步驟:

38、s51、獲取計(jì)算得到的泄洪區(qū)域內(nèi)河流全部流域的溫室氣體泄洪排放風(fēng)險(xiǎn)指數(shù),并提取全部流域的溫室氣體泄洪排放風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)中的最大值、最小值;

39、s52、將第i個(gè)流域的溫室氣體泄洪排放風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)和全部流域的溫室氣體泄洪排放風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)中的最大值、最小值代入溫室氣體排放預(yù)警值計(jì)算公式中計(jì)算泄洪河流第i個(gè)流域的溫室氣體排放預(yù)警值;

40、s53、所述溫室氣體排放預(yù)警值計(jì)算公式為:

41、;

42、式中表示泄洪河流第i個(gè)流域的溫室氣體排放預(yù)警值,分別表示全部流域的溫室氣體泄洪排放風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)中的最大值、最小值;

43、s54、預(yù)設(shè)溫室氣體排放預(yù)警閾值,當(dāng)泄洪河流第i個(gè)流域的溫室氣體排放預(yù)警值小于溫室氣體排放預(yù)警閾值時(shí),不執(zhí)行溫室氣體排放預(yù)警操作;當(dāng)泄洪河流第i個(gè)流域的溫室氣體排放預(yù)警值大于等于溫室氣體排放預(yù)警閾值時(shí),向泄洪河流第i個(gè)流域執(zhí)行溫室氣體排放預(yù)警操作。

44、本發(fā)明還提供基于物聯(lián)網(wǎng)的河流溫室氣體排放評(píng)價(jià)系統(tǒng),包括:

45、數(shù)據(jù)獲取模塊,用于獲取泄洪區(qū)域內(nèi)河流多個(gè)流域的地理數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、水流數(shù)據(jù)、溫室氣體數(shù)據(jù),同時(shí)獲取泄洪水庫的蓄水?dāng)?shù)據(jù)、泄洪數(shù)據(jù);

46、流域排放風(fēng)險(xiǎn)分析模塊,用于將地理數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、水流數(shù)據(jù)、溫室氣體數(shù)據(jù)代入流域排放風(fēng)險(xiǎn)模型中分析泄洪區(qū)域內(nèi)河流多個(gè)流域的溫室氣體排放風(fēng)險(xiǎn);

47、泄洪干擾影響分析模塊,用于將蓄水?dāng)?shù)據(jù)、泄洪數(shù)據(jù)代入泄洪干擾風(fēng)險(xiǎn)模型中分析泄洪水庫對(duì)河流溫室氣體排放的干擾風(fēng)險(xiǎn);

48、溫室氣體泄洪排放風(fēng)險(xiǎn)分析模塊,用于根據(jù)多個(gè)流域的溫室氣體排放風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果、泄洪水庫對(duì)河流溫室氣體排放的干擾風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果對(duì)泄洪區(qū)域河流溫室氣體排放情況進(jìn)行評(píng)估;

49、溫室氣體排放預(yù)警模塊,用于根據(jù)泄洪區(qū)域河流溫室氣體排放情況評(píng)估結(jié)果,對(duì)河流多個(gè)流域進(jìn)行溫室氣體排放預(yù)警;

50、控制模塊,用于控制所述數(shù)據(jù)獲取模塊、所述流域排放風(fēng)險(xiǎn)分析模塊、所述泄洪干擾影響分析模塊、所述溫室氣體泄洪排放風(fēng)險(xiǎn)分析模塊和所述溫室氣體排放預(yù)警模塊的運(yùn)行。

51、本發(fā)明的一種電子設(shè)備,包括:處理器和存儲(chǔ)器,其中,所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有可供處理器調(diào)用的計(jì)算機(jī)程序,所述處理器通過調(diào)用所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序,執(zhí)行基于物聯(lián)網(wǎng)的河流溫室氣體排放評(píng)價(jià)方法。

52、本發(fā)明的一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),儲(chǔ)存有指令,當(dāng)所述指令在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí),使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行基于物聯(lián)網(wǎng)的河流溫室氣體排放評(píng)價(jià)方法。

53、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:

54、本發(fā)明獲取流域的地理數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、水流數(shù)據(jù)、溫室氣體數(shù)據(jù),同時(shí)獲取泄洪水庫的蓄水?dāng)?shù)據(jù)、泄洪數(shù)據(jù);通過地理數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、水流數(shù)據(jù)、溫室氣體數(shù)據(jù)分析泄洪區(qū)域內(nèi)河流多個(gè)流域的溫室氣體排放風(fēng)險(xiǎn);通過蓄水?dāng)?shù)據(jù)、泄洪數(shù)據(jù)分析泄洪水庫對(duì)河流溫室氣體排放的干擾風(fēng)險(xiǎn);根據(jù)上述分析結(jié)果對(duì)泄洪區(qū)域河流溫室氣體排放情況進(jìn)行評(píng)估;并對(duì)多個(gè)流域進(jìn)行溫室氣體排放預(yù)警。通過針對(duì)泄洪區(qū)域內(nèi)河流不同流域溫室氣體的排放進(jìn)行評(píng)價(jià),能夠優(yōu)化泄洪方案,減少河流溫室氣體排放,降低對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

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