基于源径汇机理链条的污染源精准溯源方法及系统与流程

本技术涉及智慧环保领域，并且更具体地，涉及智慧环保领域中一种基于源径汇机理链条的污染源精准溯源方法及系统。

背景技术：

1、流域水生态环境管理中，当断面水质超标或在线监测数据出现异常时，需要快速、准确地定位造成异常的污染源，进而开展执法。传统的现场执法依赖执法人员逐一到场排查，存在人力成本高、响应慢、覆盖面有限的问题。随着排污单位数量增多，“大海捞针”式的排查已难以满足精准治污和快速响应的要求。

2、近年来发展出的“非现场执法”通过在线监测、视频监控、用电用水监控等手段远程发现问题，但现有技术在从“发现异常”到“锁定污染源”的溯源环节仍存在明显不足。现有溯源方法多依赖简单的空间就近匹配，即以异常点为中心画一个固定半径的圆或缓冲区，将圆内的排污单位一并列为嫌疑对象。这种方式没有考虑污染物实际的迁移规律，例如水污染物是沿河道自上游向下游输移的，简单的圆形缓冲既会漏掉位于上游较远但确实排入该河段的污染源，又会错误纳入位于下游或不连通水体旁的无关单位，溯源结果不准确、不可解释，难以作为执法举证依据。因此，如何精准地锁定污染源，以提升执法精准度与效率成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种基于源径汇机理链条的污染源精准溯源方法及系统，该方法将污染物“产生—迁移—危害”机理与空间计算相结合，以得到源径汇概化关系链，并根据源径汇概化关系链进行溯源，使非现场执法的溯源结果具备机理可解释性和可举证性，以精准锁定污染源，从而提升执法精准度与效率。

2、第一方面，提供了一种基于源径汇机理链条的污染源精准溯源方法，该方法包括：获取目标流域内的污染源数据及危害受体数据；根据污染源数据确定各个污染源对各个环境要素的影响范围；对于每个环境要素的影响范围，根据危害受体数据，确定落入影响范围内的危害受体，得到目标危害受体；将影响范围对应的污染源作为源节点、将影响范围对应的污染源到目标危害受体之间的迁移途径作为途径节点、将目标危害受体作为受体节点，以构造源径汇概化关系链，得到各个环境要素对应的源径汇概化关系链；对各个源径汇概化关系链中的各个受体节点进行污染物异常监测，在有受体节点的监测数据满足污染物异常条件的情况下，将监测数据满足污染物异常条件的受体节点所在的源径汇概化关系链中源节点对应的污染源标记为嫌疑污染源，以得到嫌疑污染源集合；根据管控数据，对嫌疑污染源集合中的嫌疑污染源进行筛选，得到目标污染源，管控数据包括许可排放限值、实际排放量和辅助数据中的至少一个；根据目标污染源生成执法线索，并输出执法线索，执法线索包括目标污染源的标识、目标污染源所在的源径汇概化关系链、异常发生时段及建议核查项。

3、通过上述技术方案，可确定各污染源在不同环境要素下的影响范围，并筛选落入各个影响范围的目标危害受体，以根据各个影响范围和其对应的目标危害受体搭建源径汇概化关系链，源径汇概化关系链可完整反映污染物从污染源出发，经由各类环境介质迁移传播，最终作用于危害受体的完整传导逻辑。在有受体节点的监测数据满足污染物异常条件的情况下，可根据源径汇概化关系链完成精准地污染源追溯，从各个污染源中锁定造成污染物异常情况的可能性较高的目标污染源，并根据目标污染源生成并输出执法线索，从而有利于执法人员精准执法。如此，本技术将污染物“产生—迁移—危害”机理与空间计算相结合，得到源径汇概化关系链，基于源径汇概化关系链，沿污染源至目标危害受体的正向路径，能够预判污染物扩散带来的环境影响。沿目标危害受体至污染源的反向路径，能够开展污染溯源排查，使非现场执法的溯源结果具备机理可解释性和可举证性，以提升执法精准度与效率。

4、在一种可能的实现方式中，根据污染源数据确定各个污染源对各个环境要素的影响范围，包括：针对每个污染源，根据污染源的属性判定污染源对各个环境要素对应的评价等级；在以污染源的坐标为原点的米制局地投影空间下生成影响范围的面几何，并将面几何逆投影回地理坐标系，以得到污染源对应的目标地图；根据污染源对各个环境要素对应的评价等级和目标地图，确定污染源对各个环境要素的影响范围。

5、通过上述技术方案，影响范围的缓冲运算在以污染源为原点的方位等距投影米制空间下进行，避免直接在经纬度下缓冲导致的距离畸变，保证全流域范围内基于米的距离计算精度一致。

6、在一种可能的实现方式中，环境要素包括水环境，当环境要素为水环境时，根据污染源对各个环境要素对应的评价等级和目标地图，确定污染源对各个环境要素的影响范围，包括：获取污染源对应的点源与河段关系数据，以确定污染源关联的受纳河段；在污染源存在关联的受纳河段的情况下，根据污染源的水环境对应的评价等级，确定上游长度阈值和下游长度阈值；根据污染源对应的水系拓扑数据、受纳河段、上游长度阈值和下游长度阈值，在目标地图中确定水环境对应的影响范围；在污染源不存在关联的受纳河段的情况下，根据污染源的坐标和预设半径确定水环境对应的影响范围。

7、通过上述技术方案，本技术的路径拓扑真实、输送长度分级量化、河道宽度自适应缓冲、导则依据充分，因此生成的水环境对应的影响范围可以客观表征水污染物在地表水体中能够迁移到达的最大空间边界，即输移可及范围，水环境对应的影响范围沿真实河网自上游向下游展布，准确反映水污染物的输移可及范围。

8、在一种可能的实现方式中，环境要素包括大气环境、土壤环境或声环境，在环境要素为大气环境、土壤环境或声环境的情况下，根据污染源对各个环境要素对应的评价等级和目标地图，确定污染源对各个环境要素的影响范围，包括：根据环境要素和评价等级获取环境要素对应的延伸距离；在污染源存在对应的厂界面的情况下，根据厂界面和延伸距离在目标地图中确定污染源对各个环境要素的影响范围；在污染源不存在对应的厂界面的情况下，根据污染源的坐标和延伸距离在目标地图中确定污染源对各个环境要素的影响范围。

9、通过以上方案，生成的大气环境、土壤环境或声环境对应的影响范围可以客观表征污染物扩散能够抵达的最大空间边界，即扩散可及范围。同时，无对应的厂界面的情况下，影响范围自动降级为圆形范围，不会出现计算空值。

10、在一种可能的实现方式中，针对每个污染源，根据污染源的属性判定污染源对各个环境要素对应的评价等级，包括：针对各个污染源，根据污染源的属性和各个环境要素对应的分级判定规则，确定各个环境要素对应的评价等级，属性包括类型编码、是否为重点排污单位、是否位于大气重点控制区、是否为工业源、是否为污水处理设施、是否为畜禽养殖、是否为风险源，以及排放口是否存在直接排放或者入河排放中的至少一者。

11、通过以上方案，结合污染源属性与各环境要素对应的分级判定规则分别评定评价等级，以实现多要素影响差异化判定，使得评价等级更加精细客观。

12、在一种可能的实现方式中，根据管控数据，对嫌疑污染源集合中的嫌疑污染源进行筛选，得到目标污染源，包括：根据管控数据确定嫌疑污染源集合中的各个嫌疑污染源的嫌疑度；确定嫌疑度大于嫌疑度阈值的嫌疑污染源为目标污染源。

13、通过以上方案，可通过阈值筛选锁定目标污染源，有效剔除低嫌疑度的嫌疑污染源，从而在减少无效工单的同时，提升溯源识别效率与准确性，确保最终确定的目标污染源具有可解释性与可验证性。

14、在一种可能的实现方式中，基于源径汇机理链条的污染源精准溯源方法还包括：在有受体节点的监测数据满足污染物异常条件的情况下，根据水系拓扑数据确定监测数据满足污染物异常条件的受体节点的上游河段；将上游河段作为受纳河段的污染源确认为嫌疑污染源，以得到嫌疑污染源集合。

15、通过以上方案，相比固定圆形缓冲，本技术通过水系拓扑数据进行污染物溯源，可沿真实河网上溯，能够纳入上游较远但确实排入的污染源，并排除下游及不连通水体旁的无关单位，从而确保得到的嫌疑污染源更为精准。

16、在一种可能的实现方式中，环境要素包括水环境、大气环境、土壤环境和声环境中至少一者，水环境对应的危害受体数据包括影响范围内的河段、控制断面、监测断面、控制单元及水生风险受体，大气环境与土壤环境对应的危害受体数据包括影响范围内的居民点、耕地及陆生风险受体，声环境对应的危害受体数据包括影响范围内的居民点及声环境风险受体。

17、通过以上方案，可建立不同环境要素对应的危害受体数据，精准匹配污染影响对象，同时便于分要素开展影响评估与风险分级，提升后续生成的源径汇概化关系链的针对性。

18、在一种可能的实现方式中，基于源径汇机理链条的污染源精准溯源方法还包括：根据各个污染源对不同环境要素的源径汇概化关系链、评价等级、影响范围、目标危害受体生成污染源对应的不同环境要素的影响范围数据；根据不同的租户对应的影响范围数据，生成各个租户对应的存储表，租户与存储表一一对应；和/或根据各个环境要素对应的影响范围进行分图层渲染，以生成三维地图，并显示三维地图；在接收到污染源点选指令的情况下，在三维地图中调取并显示污染源点选指令对应的污染源的全部环境要素的影响范围；在接收到影响范围点选指令的情况下，在三维地图中调取显示影响范围点选指令对应的源径汇概化关系链，并显示源径汇概化关系链对应的污染源、迁移途径、危害受体的详细信息。

19、通过以上方案，可按租户创建独立存储表并存储租户对应的影响范围数据，实现多租户数据隔离，便于权限管控、独立查询与运维管理。同时，基于各环境要素影响范围分层渲染生成三维地图，同时还支持点选污染源展示其对应的影响范围、点选影响范围调取对应的源径汇概化关系链并展示污染源、迁移途径及危害受体详细信息，可立体直观呈现污染传导全过程，高效支撑污染影响研判与溯源排查工作。

20、第二方面，提供一种基于源径汇机理链条的污染源精准溯源系统，系统包括数据获取模块、范围确定模块、受体确定模块、关系链确定模块、追溯模块、筛选模块及线索生成模块。数据获取模块用于获取目标流域内的污染源数据及危害受体数据。范围确定模块用于根据污染源数据确定各个污染源对各个环境要素的影响范围。受体确定模块用于对于每个环境要素的影响范围，根据危害受体数据，确定落入影响范围内的危害受体，得到目标危害受体。关系链确定模块用于将影响范围对应的污染源作为源节点、将影响范围对应的污染源到目标危害受体之间的迁移途径作为途径节点、将目标危害受体作为受体节点，以构造源径汇概化关系链，得到各个环境要素对应的源径汇概化关系链。追溯模块用于对各个源径汇概化关系链中的各个受体节点进行污染物异常监测，在有受体节点的监测数据满足污染物异常条件的情况下，将监测数据满足污染物异常条件的受体节点所在的源径汇概化关系链中源节点对应的污染源标记为嫌疑污染源，以得到嫌疑污染源集合。筛选模块用于根据管控数据，对嫌疑污染源集合中的嫌疑污染源进行筛选，得到目标污染源，管控数据包括许可排放限值、实际排放量和辅助数据中的至少一个。线索生成模块用于根据目标污染源生成执法线索，并输出执法线索，执法线索包括目标污染源的标识、目标污染源所在的源径汇概化关系链、异常发生时段及建议核查项。