CN119295259B 用于碳氮比失调的污水溯源定位方法及装置 （生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所)）

WO2024148683A1,2024.07.18US2023054713A1,2023.用于碳氮比失调的污水溯源定位方法及装置一种用于碳氮比失调的污水溯源定位方法及装数据和碳氮污染物迁移轨迹数据进行多维度数空间分布数据进行污染贡献量计算和区域边界公开通过建立碳氮时空衰减特征与管网连通性2对排水用户排水口和管网关键节点的进水碳氮比参数及水质监测原始数据进行时序对所述碳氮时空衰减数据进行碳氮比标准曲线偏离度计算和数据降对所述多层级污水系统坐标数据进行管网连通性计算和传递路径分析对所述碳氮失衡特征向量数据和所述碳氮污染物迁移轨迹数据进行多维度数据融合，对所述碳氮失衡管段的空间分布数据进行污染贡献量计算和区域边对所述排水用户基础信息进行用地类型分类和空间坐标提取处理，得对所述污水处理厂拓扑结构进行汇水分区边界划分，得到分区管网归对所述环境要素数据中的地形高程进行插值运算，得到研究区数字高通过空间叠加分析对所述分区排水负荷数据、所述管网特性水用户排水口和管网关键节点的进水碳氮比参数及水质监测原始数据进行时序关联分析，对排水用户排水口的进水水样进行碳氮含量检测，对管网关键节点的水质监测数据进行时段划分统计，得到节点碳氮浓度时间序列数对所述节点碳氮浓度有效数据进行上下游关联计算对所述碳氮浓度季节变化数据和所述碳氮浓度空间分布数据进行时空插值运碳氮浓度分布曲面数据，并通过小波变换对所述碳氮浓度分布曲面数据进行多尺度分解，3对所述碳氮浓度特征尺度数据进行衰减规律提取，得到所述表征碳源对所述碳氮时空衰减数据进行数据标准化处理，得到标准化碳氮对所述分段碳氮数据序列进行正常工况筛选，得到基准碳氮比曲线数对所述标准化碳氮时序数据与所述标准碳氮比参考曲线进行差值对所述偏离特征频率数据进行主成分提取，得到碳氮失衡主要特征所述多层级污水系统坐标数据中的管网节点进行连通关系提取，对所述管网有向图数据进行上下游层级识别，得到管网层对所述污水流向序列数据进行管段水力计算，得到管段流速分布数对所述污染物传递时间数据进行传播路径追踪，得到污染物迁移对所述碳氮失衡特征向量数据进行空间坐标映射，得到特征点位对所述碳氮污染物迁移轨迹数据进行路径重叠度分析，得到关键传输对所述特征聚集区域数据进行缓冲区划分，得到特征影响范围数对所述区域管段关联数据进行碳氮贡献率计算，得到管段影响度数对所述失衡管段分级数据进行空间关系重构，得到所述碳氮失衡管段的空间分布数4对所述碳氮失衡管段的空间分布数据进行管段长度对所述标准化管段参数进行污染物浓度衰减计算，得到污染负荷对所述管段贡献量数据进行空间自相关分析，得到污染团簇边界数据对所述关联区域数据进行边界特征提取，得到异常边界对所述核心区位范围数据进行空间坐标提取，得到所述碳氮比异8.一种用于碳氮比失调的污水溯源定位装置，用于实现如权利要求1_7中任一项所述关联模块，用于对排水用户排水口和管网关键节点的进水碳氮比参计算模块，用于对所述碳氮时空衰减数据进行碳氮比标分析模块，用于对所述多层级污水系统坐标数据进行管网连通性计算和传递路径分融合模块，用于对所述碳氮失衡特征向量数据和所述碳氮污识别模块，用于对所述碳氮失衡管段的空间分布5快速精准定位问题区域；二是单一的水质监测数据无法反映碳氮比失衡的空间分布特征，处理厂拓扑结构及环境要素数据进行空间关系集成处理，得到多层级污水系统坐标数据；对排水用户排水口和管网关键节点的进水碳氮比参数及水质监测原始数据进行时序关联污水系统坐标数据进行管网连通性计算和传递路径分析，得到碳氮污染物迁移轨迹数据；6拓扑结构及环境要素数据进行空间关系集成处理，建立了完整的多层级污水系统坐标数[0015]图1为本申请实施例中用于碳氮比失调的污水溯源定位方法的一个实施例示意[0016]图2为本申请实施例中用于碳氮比失调的污水溯源定位装置的一个实施例示意7[0021]步骤S103、对碳氮时空衰减数据进行碳氮比标准曲线偏离度计算和数据降维处[0024]步骤S106、对碳氮失衡管段的空间分布数据进行污染贡献量计算和区域边界识[0025]可以理解的是，本申请的执行主体可以为用于碳氮比失8域1.2公里范围内的27个管网节点进行系统监测和数据分析，最终将碳氮比异常源头定位9[0040]具体例如:在某污水处理厂服务区域内，通过用地类型分类识别出居住小区1561200吨之间。管网系统包含主干管498条，次干管1245条，支管2367条，管径范围200_通过插值形成5m×5m分辨率的数字高程模型，计算得到区域内主要地表径流方向为东北_[0047]可选地，采用光电传感器对进水水质进行实时监测，检测指标包括总有机碳Tik为待求点的浓度值，Z(s,)为已知点的浓度值，为空间权重系D(s,t)为时空距离函数。[0065]标准化后的碳氮时序数据与标准碳氮比参考曲线之间的偏离程度采用欧式距离[0075]针对污水流向序列数据进行管段水力计算，采用曼宁公式计算管段内的实际流[0089]特征聚集区域数据的处理采用多级缓冲区分析方法，以聚集区域的中心点为基[0090]对于区域管段关联数据，采用综合评分方法计算每个管段对碳氮失衡的贡献程重，为影响因素数量。根据计算结果对管段进行分级，通常划分为高度影响(贡献率>发现在工业园区周边形成了3个明显的特征聚集区，核密度分析结果显示最高密度区域达[0102]其中c(x)为距离源头x处的污染物浓度，为初始浓度，u为综合衰减系数，区域提供依据。在异常的管段，总长度约3.2公里。对这些管段进行单位长度指标计算，考虑管径范围厂进水口约2.5公里，涉及区域内的排水户主要为化工和食品加工企业，日均排水量约为中用于碳氮比失调的污水溯源定位装置一个[0109]关联模块202，用于对排水用户排水口和管网关键节点的进水碳氮比参数及水质[0110]计算模块203，用于对所述碳氮时空衰减数据进行碳氮比标准曲线偏离度计算和[0111]分析模块204，用于对所述多层级污水系统坐标数据进行管网连通性计算和传递[0112]融合模块205，用于对所述碳氮失衡特征向量数据和所述碳氮污染物迁