一种地表水环境质量监测评价方法及系统

摘要

本申请涉及水环境质量监测评价领域，尤其涉及一种地表水环境质量监测评价方法及系统，包括：依据所述监测点位所归属的地表水环境质量监测网络，确定地表水环境质量监测评价类型；依据地表水环境质量监测评价类型，确定地表水环境质量监测评价方法，并且依据地表水环境质量监测评价方法对监测数据进行分析评价，得到水质定性评价结果。由于本申请的地表水环境质量监测评价方法基系统可以对河流、水系、流域、湖泊、水库、区域和国家的地表水环境质量均进行监测评价，从而客观、真实地反映全国地表水环境质量状况和变化趋势，有利于地表水环境质量评价、考核和排名工作的深入推进。

权利要求

1.一种地表水环境质量监测评价方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S110、接收一个或多个监测点位的监测数据，并且确定所述监测点位归属的地表水环境质量监测网络；

服务器从众多的河流地表水环境质量监测网络、水系地表水环境质量监测网络、流域地表水环境质量监测网络、湖泊地表水环境质量监测网络、水库地表水环境质量监测网络、区域地表水环境质量监测网络、国家地表水环境质量监测网络中，查找得到能够包括所述监测点位并且其覆盖范围最小的地表水环境质量监测网络，将查到的地表水环境质量监测网络作为提供监测数据的这些监测点位所归属的地表水环境质量监测网络；

步骤S120、依据所述监测点位所归属的地表水环境质量监测网络，确定地表水环境质量监测评价类型；

服务器得到提供监测数据的监测点位所归属的地表水环境质量监测网络后，查看该地表水环境质量监测网络所覆盖的范围，若所覆盖的范围中至少有湖泊和/或水库，则地表水环境质量监测评价类型为地表水水质监测评价和营养状态监测评价，若所覆盖的范围中仅有河流，则地表水环境质量监测评价类型为地表水水质监测评价；

其中，地表水环境质量监测评价类型包括：地表水水质监测评价和营养状态监测评价；

步骤S130、依据地表水环境质量监测评价类型，确定地表水环境质量监测评价方法，并且依据地表水环境质量监测评价方法对监测数据进行分析评价，得到水质定性评价结果；

地表水环境质量监测评价方法包括：断面水质评价法，河流、水系、流域水质评价法，湖泊和水库水质评价法，区域及国家水质评价法；

若服务器得到的地表水环境质量监测评价类型为地表水水质监测评价，那么服务器选用河流、水系、流域水质评价法对接收到的监测数据进行分析评价，得到河流、水系、流域的水质类别，再依据水质类别得到水质定性评价结果；

若服务器得到的地表水环境质量监测评价类型为地表水水质监测评价和营养状态监测评价，并且监测点位归属于湖泊地表水环境质量监测网络和/或水库地表水环境质量监测网络，那么服务器选用湖泊和水库水质评价法对接收到的监测数据进行分析评价，得到湖泊和水库的水质类别和水质营养类别，进而得到水质定性评价结果；

若服务器得到的地表水环境质量监测评价类型为地表水水质监测评价和营养状态监测评价，并且监测点位归属于区域地表水环境质量监测网络和/或国家地表水环境质量监测网络，那么服务器选用区域及国家水质评价法对接收到的监测数据进行分析评价，得到区域或国家的水质类别和水质营养类别，进而得到水质定性评价结果；

步骤S140、依据得到的水质定性评价结果，获得污染指标；

步骤S150、依据得到的水质定性评价结果，进行水质变化趋势预测；

步骤S160、将获得的污染指标和预测的水质变化趋势进行显示。

2.根据权利要求1所述的地表水环境质量监测评价方法，其特征在于，获得污染指标的方法包括：断面污染指标确定法，河流、水系、流域污染指标确定法。

3.一种地表水环境质量监测评价系统，其特征在于，包括：服务器、显示器和多个监测点位，其中，服务器包括：监测网络确定模块、类型确定模块、分析模块、指标获取模块、预测模块和显示驱动模块；

监测网络确定模块接收一个或多个监测点位的监测数据，并且确定所述监测点位归属的地表水环境质量监测网络；

服务器从众多的河流地表水环境质量监测网络、水系地表水环境质量监测网络、流域地表水环境质量监测网络、湖泊地表水环境质量监测网络、水库地表水环境质量监测网络、区域地表水环境质量监测网络、国家地表水环境质量监测网络中，查找得到能够包括所述监测点位并且其覆盖范围最小的地表水环境质量监测网络，将查到的地表水环境质量监测网络作为提供监测数据的这些监测点位所归属的地表水环境质量监测网络；

类型确定模块依据所述监测点位所归属的地表水环境质量监测网络，确定地表水环境质量监测评价类型；

服务器得到提供监测数据的监测点位所归属的地表水环境质量监测网络后，查看该地表水环境质量监测网络所覆盖的范围，若所覆盖的范围中至少有湖泊和/或水库，则地表水环境质量监测评价类型为地表水水质监测评价和营养状态监测评价，若所覆盖的范围中仅有河流，则地表水环境质量监测评价类型为地表水水质监测评价；其中，地表水环境质量监测评价类型包括：地表水水质监测评价和营养状态监测评价；

分析模块依据地表水环境质量监测评价类型，确定地表水环境质量监测评价方法，并且依据地表水环境质量监测评价方法对监测数据进行分析评价，得到水质定性评价结果；

地表水环境质量监测评价方法包括：断面水质评价法，河流、水系、流域水质评价法，湖泊和水库水质评价法，区域及国家水质评价法；

若服务器得到的地表水环境质量监测评价类型为地表水水质监测评价，那么服务器选用河流、水系、流域水质评价法对接收到的监测数据进行分析评价，得到河流、水系、流域的水质类别，再依据水质类别得到水质定性评价结果；

若服务器得到的地表水环境质量监测评价类型为地表水水质监测评价和营养状态监测评价，并且监测点位归属于湖泊地表水环境质量监测网络和/或水库地表水环境质量监测网络，那么服务器选用湖泊和水库水质评价法对接收到的监测数据进行分析评价，得到湖泊和水库的水质类别和水质营养类别，进而得到水质定性评价结果；

若服务器得到的地表水环境质量监测评价类型为地表水水质监测评价和营养状态监测评价，并且监测点位归属于区域地表水环境质量监测网络和/或国家地表水环境质量监测网络，那么服务器选用区域及国家水质评价法对接收到的监测数据进行分析评价，得到区域或国家的水质类别和水质营养类别，进而得到水质定性评价结果；

指标获取模块依据得到的水质定性评价结果，获得污染指标；

预测模块依据得到的水质定性评价结果，进行水质变化趋势预测；

显示驱动模块将获得的污染指标和预测的水质变化趋势进行显示。

4.根据权利要求3所述的地表水环境质量监测评价系统，其特征在于，获得污染指标的方法包括：断面污染指标确定法，河流、水系、流域污染指标确定法。

说明书

一种地表水环境质量监测评价方法及系统

技术领域

[0001] 本申请涉及水环境质量监测评价领域，尤其涉及一种地表水环境质量监测评价方法及系统。

背景技术

[0002] 目前，地表水环境质量监测评价通常是在某一地的地表水站安装在线监测仪，针对该地的地表水质量的监测指标进行相应的监测评价，而且每项监测指标的分析方法是多
样的，以氨氮为例，自动分析方法包括纳氏试剂分光光度法、水杨酸分光光度等；或当某地
不具备建设地表水站条件时，往往采用手工采样并利用物理化学等实验室分析方法对监测
指标进行分析得到各监测指标在水体中的浓度，进而利用评价方法对监测指标的浓度值进
行评价，最终得到该水体的水质情况，但是由于现有的地表水环境质量监测评价往往是针
对不同的地区确定不同的监测评价方法，所以若将适用于一个地区的地表水环境质量监测
评价方法应用至另一个地区后，必定会出现一些问题，而在解决了相应的问题后，若将适用
于一个地区的地表水环境质量监测评价方法应用至其他地区后，必定还会出现新的问题，
需要反复测试，工作量较大，所以现有的地表水环境质量监测评价方法难以在全国范围内
适用。

[0003] 因此，如何将地表水环境质量监测评价方法在全国范围内适用，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

[0004] 本申请提供了一种地表水环境质量监测评价方法及系统，可以在全国范围内适用。

[0005] 为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

[0006] 一种地表水环境质量监测评价方法，包括如下步骤：步骤S110、接收一个或多个监测点位的监测数据，并且确定所述监测点位归属的地表水环境质量监测网络；步骤S120、依
据所述监测点位所归属的地表水环境质量监测网络，确定地表水环境质量监测评价类型；
步骤S130、依据地表水环境质量监测评价类型，确定地表水环境质量监测评价方法，并且依
据地表水环境质量监测评价方法对监测数据进行分析评价，得到水质定性评价结果；步骤
S140、依据得到的水质定性评价结果，获得污染指标；步骤S150、依据得到的水质定性评价
结果，进行水质变化趋势预测；步骤S160、将获得的污染指标和预测的水质变化趋势进行显
示。

[0007] 如上所述的地表水环境质量监测评价方法，其中，优选的是，服务器从众多的河流地表水环境质量监测网络、水系地表水环境质量监测网络、流域地表水环境质量监测网络、
湖泊地表水环境质量监测网络、水库地表水环境质量监测网络、区域地表水环境质量监测
网络、国家地表水环境质量监测网络中，查找得到能够包括所述监测点位并且其覆盖范围
最小的地表水环境质量监测网络，将查到的地表水环境质量监测网络作为提供监测数据的
这些监测点位所归属的地表水环境质量监测网络。

[0008] 如上所述的地表水环境质量监测评价方法，其中，优选的是，地表水环境质量监测评价类型包括：地表水水质监测评价和营养状态监测评价。

[0009] 如上所述的地表水环境质量监测评价方法，其中，优选的是，地表水环境质量监测评价方法包括：断面水质评价法，河流、水系、流域水质评价法，湖泊和水库水质评价法，区
域及国家水质评价法。

[0010] 如上所述的地表水环境质量监测评价方法，其中，优选的是，获得污染指标的方法包括：断面污染指标确定法，河流、水系、流域污染指标确定法。

[0011] 一种地表水环境质量监测评价系统，包括：服务器、显示器和多个监测点位，其中，服务器包括：监测网络确定模块、类型确定模块、分析模块、指标获取模块、预测模块和显示
驱动模块；监测网络确定模块接收一个或多个监测点位的监测数据，并且确定所述监测点
位归属的地表水环境质量监测网络；类型确定模块依据所述监测点位所归属的地表水环境
质量监测网络，确定地表水环境质量监测评价类型；分析模块依据地表水环境质量监测评
价类型，确定地表水环境质量监测评价方法，并且依据地表水环境质量监测评价方法对监
测数据进行分析评价，得到水质定性评价结果；指标获取模块依据得到的水质定性评价结
果，获得污染指标；预测模块依据得到的水质定性评价结果，进行水质变化趋势预测；显示
驱动模块将获得的污染指标和预测的水质变化趋势进行显示。

[0012] 如上所述的地表水环境质量监测评价系统，其中，优选的是，服务器从众多的河流地表水环境质量监测网络、水系地表水环境质量监测网络、流域地表水环境质量监测网络、
湖泊地表水环境质量监测网络、水库地表水环境质量监测网络、区域地表水环境质量监测
网络、国家地表水环境质量监测网络中，查找得到能够包括所述监测点位并且其覆盖范围
最小的地表水环境质量监测网络，将查到的地表水环境质量监测网络作为提供监测数据的
这些监测点位所归属的地表水环境质量监测网络。

[0013] 如上所述的地表水环境质量监测评价系统，其中，优选的是，地表水环境质量监测评价类型包括：地表水水质监测评价和营养状态监测评价。

[0014] 如上所述的地表水环境质量监测评价系统，其中，优选的是，地表水环境质量监测评价方法包括：断面水质评价法，河流、水系、流域水质评价法，湖泊和水库水质评价法，区
域及国家水质评价法。

[0015] 如上所述的地表水环境质量监测评价系统，其中，优选的是，获得污染指标的方法包括：断面污染指标确定法，河流、水系、流域污染指标确定法。

[0016] 相对上述背景技术，由于本申请的地表水环境质量监测评价方法基系统可以对河流、水系、流域、湖泊、水库、区域和国家的地表水环境质量均进行监测评价，从而客观、真实
地反映全国地表水环境质量状况和变化趋势，有利于地表水环境质量评价、考核和排名工
作的深入推进。

附图说明

[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他
的附图。

[0018] 图1是本申请实施例提供的地表水环境质量监测评价方法的流程图；

[0019] 图2是本申请实施例提供的地表水环境质量监测评价系统的示意图。

具体实施方式

[0020] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

[0021] 实施例一

[0022] 请参阅图1，图1是本申请实施例提供的地表水环境质量监测评价方法的流程图。

[0023] 本申请提供了一种地表水环境质量监测评价方法，包括如下步骤：

[0024] 步骤S110、接收一个或多个监测点位的监测数据，并且确定所述监测点位归属的地表水环境质量监测网络；

[0025] 在河流的不同断面布置监测点位（例如：监测仪），将该河流的所有监测点位集合在一起形成了该河流的河流地表水环境质量监测网络，同样可以形成不同河流的河流地表
水环境质量监测网络；将一个水系内的所有河流的河流地表水环境质量监测网络集合在一
起形成了该水系的水系地表水环境质量监测网络，同样可以形成不同水系的水系地表水环
境质量监测网络；将一个流域内的所有水系地表水环境质量监测网络集合在一起形成了该
流域的流域地表水环境质量监测网络，同样可以形成不同流域的流域地表水环境质量监测
网络；在湖泊的不同位置布置监测点位，将该湖泊的所有监测点位集合在一起形成了该湖
泊的湖泊地表水环境质量监测网络，同样可以形成不同湖泊的湖泊地表水环境质量监测网
络；在水库的不同位置布置监测点位，将该水库的所有监测点位集合在一起形成了该水库
的水库地表水环境质量监测网络，同样可以形成不同水库的水库地表水环境质量监测网
络；将一个行政区域内的所有监测点位（河流中布置的监测点位、湖泊中布置的监测点位、
水库中布置的监测点位）集合在一起形成该行政区域的区域地表水环境质量监测网络，同
样可以形成不同行政区域的区域地表水环境质量监测网络；将一个国家范围内所有行政区
域的区域地表水环境质量监测网络集合在一起形成国家地表水环境质量监测网络，同样可
以形成不同国家的国家地表水环境质量监测网络。

[0026] 服务器接收到一个或多个监测点位的监测数据，其中，每个监测点位获得的监测数据包括多个评价指标对应的数据。具体的，可以是这些监测点位的监测仪自动将监测到
的监测数据发送至服务器，也可以是工作人员将从这些监测点位采集的监测数据手动输入
至服务器。

[0027] 服务器从众多的河流地表水环境质量监测网络、水系地表水环境质量监测网络、流域地表水环境质量监测网络、湖泊地表水环境质量监测网络、水库地表水环境质量监测
网络、区域地表水环境质量监测网络、国家地表水环境质量监测网络中，查找得到能够包括
这些监测点位并且其覆盖范围最小的地表水环境质量监测网络，将查到的地表水环境质量
监测网络作为提供监测数据的这些监测点位所归属的地表水环境质量监测网络。

[0028] 例如：提供监测数据的这些监测点位是布置于一个水系的不同河流的断面上，那么就将该水系的水系地表水环境质量监测网络作为这些提供监测数据的监测点位所归属
的地表水环境质量监测网络。

[0029] 步骤S120、依据所述监测点位所归属的地表水环境质量监测网络，确定地表水环境质量监测评价类型；

[0030] 地表水环境质量监测评价类型包括：地表水水质监测评价和营养状态监测评价。具体的，对于河流、湖泊和水库的水环境质量监测评价均需要进行地表水水质监测评价，并
且对于湖泊和水库的水环境质量监测评价还需要进行营养状态监测评价。

[0031] 服务器得到提供监测数据的监测点位所归属的地表水环境质量监测网络后，查看该地表水环境质量监测网络所覆盖的范围，若所覆盖的范围中至少有湖泊和/或水库（例
如：湖泊地表水环境质量监测网络、水库地表水环境质量监测网络、区域地表水环境质量监
测网络和国家地表水环境质量监测网络），则地表水环境质量监测评价类型为地表水水质
监测评价和营养状态监测评价，若所覆盖的范围中仅有河流（例如：河流地表水环境质量监
测网络、水系地表水环境质量监测网络和流域地表水环境质量监测网络），则地表水环境质
量监测评价类型为地表水水质监测评价。

[0032] 另外，不同的地表水环境质量监测评价类型具有不同的评价指标。具体的，地表水水质监测评价的评价指标为：pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、化学需氧量、
氨氮、总磷、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、铬（六价）、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表
面活性剂和硫化物共21项指标，这21项评价指标可以作为一个整体进行评价。另外，粪大肠
菌群、湖泊和水库的总氮，这几项评价指标可以单独进行评价。营养状态监测评价的评价指
标为：叶绿素a（Chl a）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数共5项指标。将上
述评价指标对应的标准限值存储至服务器中，在确定了地表水环境质量监测评价类型后，
将该地表水环境质量监测评价类型所监测的评价指标所对应的监测数据，与预存的相应评
价指标对应的标准限值进行对比，以进行监测评价。

[0033] 步骤S130、依据地表水环境质量监测评价类型，确定地表水环境质量监测评价方法，并且依据地表水环境质量监测评价方法对监测数据进行分析评价，得到水质定性评价
结果；

[0034] 其中，地表水环境质量监测评价方法包括：断面水质评价法，河流、水系、流域水质评价法，湖泊和水库水质评价法，区域及国家水质评价法。

[0035] 断面水质评价法是取某一断面上布置的监测点位所获得的多次监测数据中对应于某一评价指标的监测数据，形成监测数据集合 ，其
中， 为某一评价指标对应的第一次监测数据， 为某一评价指标对应的第二次监测数
据， 为某一评价指标对应的第 次监测数据，依据
计算得到某一评价指标对应的多次监测数据的综
合值 ，其中， 为某一评价指标对应的第 次监测数据， 为监测数据集合
中的最大值，然后将多次监测数据的综合值 与预先存储至服务器中的该评价指
标所对应的标准限值进行比较，从而得到某一断面的水质类别（例如：Ⅰ～Ⅱ类水质、Ⅲ类水
质、Ⅳ类水质、Ⅴ类水质、劣Ⅴ类水质），依据水质类别得到水质定性评价结果（例如：优、良
好、轻度污染、中度污染、重度污染等级别），当然每个级别的水质定性评价结果皆对应相应
的表征颜色、水质功能类别等，如表1。

[0036] 表1 断面水质定性评价

[0037] 水质类别 定性评价 表征颜色 水质功能类别Ⅰ～Ⅱ类水质 优 蓝色 饮用水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等
Ⅲ类水质 良好 绿色 饮用水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区、游泳区等
Ⅳ类水质 轻度污染 黄色 一般工业用水和人体非直接接触的娱乐用水
Ⅴ类水质 中度污染 橙色 农业用水及一般景观用水
劣Ⅴ类水质 重度污染 红色 除调节局部气候外，使用功能较差

[0038] 具体的，若在某一断面上布置的监测点位获得的多次监测数据中对应于某一评价指标的监测数据的综合值 的符合相应的标准限值的要求，则该标准限值所对应的
水质类别即为该监测点位的水质类别。

[0039] 在上述基础上，若相同的标准限值对应于多个水质类别，则按照最优水质类别进行接下来的地表水环境质量监测评价；另外，若某一断面上布置的监测点位获得的某一评
价指标的多次监测数据的综合值 低于检出限，则采用1/2检出限值进行水质类别
的评价。

[0040] 河流、水系、流域水质评价法是当监测点位的总数 在预定范围内（例如：监测点位的总数 ＜5个）时，将 个监测点位监测的某一评价指标的 个监测数据集合
在一起形成监测数据集合 ，其中， 为第一个监
测点位监测的某一评价指标对应的监测数据， 为第二个监测点位监测的某一评价指标
对应的监测数据， 为第 个监测点位监测的某一评价指标对应的监测数据，依据
计算得到 个监测点位监测的某一评价指标对应的监测
数据的算术平均值，然后将每个评价指标对应的监测数据的算术平均值按照断面水质评价
法，与预先存储至服务器中的该评价指标所对应的标准限值进行比较，从而得到河流、水
系、流域的水质类别（例如：Ⅰ～Ⅱ类水质、Ⅲ类水质、Ⅳ类水质、Ⅴ类水质、劣Ⅴ类水质）；或
者，当监测点位的总数 超过预定范围（例如：监测点位的总数 ≥5个）时，同上计算
得到 个监测点位监测的某一评价指标对应的监测数据的算术平均值，然后将每个水质
评价指标对应的监测数据的算术平均值按照断面水质评价法，与预先存储至服务器中的该
评价指标所对应的标准限值进行比较，从而得到所有监测点位的水质类别（例如：Ⅰ～Ⅱ类
水质、Ⅲ类水质、Ⅳ类水质、Ⅴ类水质、劣Ⅴ类水质），待得到所有监测点位的水质类别后，采
用断面水质类别比例法得到河流、水系、流域的水质类别（例如：Ⅰ～Ⅱ类水质、Ⅲ类水质、Ⅳ
类水质、Ⅴ类水质、劣Ⅴ类水质），如表2。

[0041] 表2 河流、水系、流域水质类别比例与定性评价关系表

[0042]

[0043] 依据水质类别得到水质定性评价结果（例如：优、良好、轻度污染、中度污染、重度污染等级别），当然每个级别的水质定性评价结果皆对应相应的表征颜色等。

[0044] 在上述基础上，若对监测点位进行了多次监测，获得多次监测数据，则先按照时间序列再按空间序列计算所有监测点位的各个评价指标对应的监测数据的算术平均值，然后
将评价指标对应的监测数据的算术平均值按照断面水质评价法，与预先存储至服务器中的
该评价指标所对应的标准限值进行比较，从而得到河流、水系、流域的水质类别（例如：Ⅰ～
Ⅱ类水质、Ⅲ类水质、Ⅳ类水质、Ⅴ类水质、劣Ⅴ类水质）。

[0045] 另外，若计算得到的所有监测点位的水质类别均相同，并且通过评价指标对应的监测数据的算术平均值得到的河流、水系、流域的水质类别优于通过断面水质评价法获得
的各监测点位的水质类别，则以通过断面水质评价法获得的各监测点位的水质类别作为河
流、水系、流域的水质类别。

[0046] 湖泊和水库水质评价法是当监测点位为一个时，按照断面水质评价法对该监测点位所获得的各个评价指标对应的监测数据进行评价，从而得到该监测点位的水质类别，也
就是湖泊和水库的水质类别，进而得到水质定性评价结果；或者，当监测点位为多个时，计
算所有监测点位的各个评价指标对应的监测数据的算术平均值，然后将每个评价指标对应
的监测数据的算术平均值按照断面水质评价法进行评价，从而得到湖泊和水库的水质类
别，进而得到水质定性评价结果。

[0047] 在上述基础上，若有对监测点位进行了多次监测，获得多次监测数据，则先按照时间序列再按空间序列计算所有监测点位的各个评价指标对应的监测数据的算术平均值，然
后将水质评价指标对应的监测数据的算术平均值按照断面水质评价法进行评价，从而得到
湖泊和水库的水质类别，进而得到水质定性评价结果。

[0048] 并且，湖泊和水库水质评价法还包括对营养状态进行评价。具体的，将监测数据中与营养状态监测评价的评价指标对应的监测数据集合在一起，形成营养评价集合
， 为营养评价集合中第一个评价指标对应的监
测数据， 为营养评价集合中第二个评价指标对应的监测数据， 为营养评价集合中
第 个评价指标对应的监测数据，依据 计算得到
综合营养状态指数 ，然后将综合营养状态指数 与预先存储至服务器中的湖泊
和水库的营养状态指数的标准限值进行比较，从而得到水质营养类别，依据营养类别得到
水质定性评价结果。其中， 为第 中评价指标对应的营养状态指数； 为
第 中评价指标对应的营养状态指数的相关权重，且 ， 为第 评
价指标与基准参数Chl.a的相关系数，是常数，如表3（示出部分）。

[0049] 表3湖泊部分参数与Chl.a的相关系数 及

[0050]

[0051] 区域及国家水质评价法是将所有监测点位的各个水质评价指标对应的监测数据按照断面水质评价法，与预先存储至服务器中的该水质评价指标所对应的标准限值进行比
较，从而得到所有监测点位的水质类别（例如：Ⅰ～Ⅱ类水质、Ⅲ类水质、Ⅳ类水质、Ⅴ类水
质、劣Ⅴ类水质），待得到所有监测点位的水质类别后，采用断面水质类别比例法得到区域
或国家的水质类别，进而得到水质定性评价结果。

[0052] 并且，区域及国家水质评价法还对营养状态进行评价从而得到区域或国家的水质营养类别，进而也得到水质定性评价结果。

[0053] 若服务器得到的地表水环境质量监测评价类型为地表水水质监测评价，那么服务器选用河流、水系、流域水质评价法对接收到的监测数据进行分析评价，得到河流、水系、流
域的水质类别，然后再依据水质类别得到水质定性评价结果。若服务器得到的地表水环境
质量监测评价类型为地表水水质监测评价和营养状态监测评价，并且监测点位归属于湖泊
地表水环境质量监测网络和/或水库地表水环境质量监测网络，那么服务器选用湖泊和水
库水质评价法对接收到的监测数据进行分析评价，得到湖泊和水库的水质类别和水质营养
类别，进而得到水质定性评价结果。若服务器得到的地表水环境质量监测评价类型为地表
水水质监测评价和营养状态监测评价，并且监测点位归属于区域地表水环境质量监测网络
和/或国家地表水环境质量监测网络那么服务器选用区域及国家水质评价法对接收到的监
测数据进行分析评价，得到区域或国家的水质类别和水质营养类别，进而得到水质定性评
价结果。

[0054] 步骤S140、依据得到的水质定性评价结果，获得污染指标；

[0055] 其中，获得污染指标的方法包括：断面污染指标确定法，河流、水系、流域污染指标确定法。

[0056] 具体的，断面污染指标确定法是依据断面的监测点位的监测数据得到的水质定性评价结果为“优”或“良好”时，不评价污染指标；依据断面的监测点位的监测数据得到的水
质定性评价结果为“轻度污染”、“中度污染”和“重度污染”时，若不同评价指标对应的水质
类别不同时，选择水质类别较差的前3项的评价指标作为污染指标；若不同评价指标对应的
水质类别相同时，计算浓度超过Ⅲ类的标准限值的倍数，按照超标倍数大小排列，取超标倍
数最大的前3项的评价指标作为污染指标，若超标倍数相同导致污染指标超过3项，则列出
全部污染指标，并且污染指标多于3项时，溶解氧不作为污染指标列出；若氰化物或汞、铅、
镉、铬(六价) 超标时，将氰化物或汞、铅、镉、铬(六价)作为污染指标；若因本底值或无法消
除对监测方法的干扰造成的评价指标超标，可以作出相应标注。

[0057] 河流、水系、流域污染指标确定法是依据河流、水系、流域的监测点位的监测数据得到的水质为“优”或“良好”时，不评价污染指标；依据监测点位的监测数据得到的水质定
性评价结果为“轻度污染”、“中度污染”和“重度污染”时，并且监测点位少于预定数量（例
如：5个）的河流、水系、流域，按“断面污染指标确定方法”确定污染指标；监测点位不少于预
定数量（例如：5个）的河流、水系、流域，将浓度超过Ⅲ类的标准限值的评价指标按其超标率
数值大小排列，选择超标率最大的前3项评价指标作为河流、水系、流域的污染指标；若河
流、水系、流域的评价指标的超标率相同导致超标评价指标超过3项时，列出全部污染指标，
并且污染指标多于3项时，溶解氧不作为污染指标列出；若氰化物或汞、铅、镉、铬(六价)超
标时，将氰化物或汞、铅、镉、铬(六价)作为污染指标。

[0058] 服务器得到水质定性评价结果后，若是对河流、水系、流域进行污染指标确定，则服务器选择河流、水系、流域污染指标确定法，对污染指标进行确定；若是对湖泊和水库进
行污染指标确定，则服务器选择断面污染指标确定法对污染指标进行确定；若是对区域及
国家水质进行污染指标确定，则服务器选择河流、水系、流域污染指标确定法，对污染指标
进行确定。

[0059] 步骤S150、依据得到的水质定性评价结果，进行水质变化趋势预测；

[0060] 由于水质定性评价结果由水质类别和水质营养类别决定，因此本申请中服务器依据上述得到的水质类别和水质营养类别对水质变化趋势进行预测。

[0061] 具体的，服务器可以依据专家的经验进行预测。具体的，在服务器中预存有专家经验，服务器依据得到的水质定性评价结果的变化情况，与专家经验进行比较，从而预测水质
变化趋势。

[0062] 另外，还可以是服务器依据预测得到下一时刻的水质变化趋势 ，t为当前时刻； 为输入层到隐含层的
权值； 为隐含层到输出层的权值； 为输入层到隐含层的阈值； 为隐含层到输出
层的阈值； ，e为自然常数， 为神经网络预测模型的输入，
， 为上一时刻的水质类别， 为当前时刻
的水质类别， 为上一时刻水质营养类别， 为当前时刻的水质营养类别， 为水质
类别变化对趋势预测的影响权重， 为水质类别变化对趋势预测的影响权重。

[0063] 步骤S160、将获得的污染指标和预测的水质变化趋势进行显示；

[0064] 具体的，服务器将获得的污染指标和预测的水质变化趋势在显示器上显示，以将监测评价结果展示给用户。

[0065] 实施例二

[0066] 请参阅图2，图2是本申请实施例提供的地表水环境质量监测评价系统的示意图。

[0067] 本申请提供了一种地表水环境质量监测评价系统200，包括：服务器210、显示器220和多个监测点位230，其中，服务器210包括：监测网络确定模块211、类型确定模块212、
分析模块213、指标获取模块214、预测模块215和显示驱动模块216。

[0068] 监测网络确定模块211接收一个或多个监测点位230的监测数据，并且确定所述监测点位归属的地表水环境质量监测网络。

[0069] 在河流的不同断面布置监测点位（例如：监测仪），将该河流的所有监测点位集合在一起形成了该河流的河流地表水环境质量监测网络，同样可以形成不同河流的河流地表
水环境质量监测网络；将一个水系内的所有河流的河流地表水环境质量监测网络集合在一
起形成了该水系的水系地表水环境质量监测网络，同样可以形成不同水系的水系地表水环
境质量监测网络；将一个流域内的所有水系地表水环境质量监测网络集合在一起形成了该
流域的流域地表水环境质量监测网络，同样可以形成不同流域的流域地表水环境质量监测
网络；在湖泊的不同位置布置监测点位，将该湖泊的所有监测点位集合在一起形成了该湖
泊的湖泊地表水环境质量监测网络，同样可以形成不同湖泊的湖泊地表水环境质量监测网
络；在水库的不同位置布置监测点位，将该水库的所有监测点位集合在一起形成了该水库
的水库地表水环境质量监测网络，同样可以形成不同水库的水库地表水环境质量监测网
络；将一个行政区域内的所有监测点位（河流中布置的监测点位、湖泊中布置的监测点位、
水库中布置的监测点位）集合在一起形成该行政区域的区域地表水环境质量监测网络，同
样可以形成不同行政区域的区域地表水环境质量监测网络；将一个国家范围内所有行政区
域的区域地表水环境质量监测网络集合在一起形成国家地表水环境质量监测网络，同样可
以形成不同国家的国家地表水环境质量监测网络。

[0070] 服务器接收到一个或多个监测点位的监测数据，其中，每个监测点位获得的监测数据包括多个评价指标对应的数据。具体的，可以是这些监测点位的监测仪自动将监测到
的监测数据发送至服务器，也可以是工作人员将从这些监测点位采集的监测数据手动输入
至服务器。

[0071] 服务器从众多的河流地表水环境质量监测网络、水系地表水环境质量监测网络、流域地表水环境质量监测网络、湖泊地表水环境质量监测网络、水库地表水环境质量监测
网络、区域地表水环境质量监测网络、国家地表水环境质量监测网络中，查找得到能够包括
这些监测点位并且其覆盖范围最小的地表水环境质量监测网络，将查到的地表水环境质量
监测网络作为提供监测数据的这些监测点位所归属的地表水环境质量监测网络。

[0072] 例如：提供监测数据的这些监测点位是布置于一个水系的不同河流的断面上，那么就将该水系的水系地表水环境质量监测网络作为这些提供监测数据的监测点位所归属
的地表水环境质量监测网络。

[0073] 类型确定模块212依据所述监测点位所归属的地表水环境质量监测网络，确定地表水环境质量监测评价类型。

[0074] 地表水环境质量监测评价类型包括：地表水水质监测评价和营养状态监测评价。具体的，对于河流、湖泊和水库的水环境质量监测评价均需要进行地表水水质监测评价，并
且对于湖泊和水库的水环境质量监测评价还需要进行营养状态监测评价。

[0075] 服务器得到提供监测数据的监测点位所归属的地表水环境质量监测网络后，查看该地表水环境质量监测网络所覆盖的范围，若所覆盖的范围中至少有湖泊和/或水库（例
如：湖泊地表水环境质量监测网络、水库地表水环境质量监测网络、区域地表水环境质量监
测网络和国家地表水环境质量监测网络），则地表水环境质量监测评价类型为地表水水质
监测评价和营养状态监测评价，若所覆盖的范围中仅有河流（例如：河流地表水环境质量监
测网络、水系地表水环境质量监测网络和流域地表水环境质量监测网络），则地表水环境质
量监测评价类型为地表水水质监测评价。

[0076] 另外，不同的地表水环境质量监测评价类型具有不同的评价指标。具体的，地表水水质监测评价的评价指标为：pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、化学需氧量、
氨氮、总磷、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、铬（六价）、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表
面活性剂和硫化物共21项指标，这21项评价指标可以作为一个整体进行评价。另外，粪大肠
菌群、湖泊和水库的总氮，这几项评价指标可以单独进行评价。营养状态监测评价的评价指
标为：叶绿素a（Chl a）、总磷、总氮、透明度（SD）和高锰酸盐指数共5项指标。将上述评价指
标对应的标准限值存储至服务器中，在确定了地表水环境质量监测评价类型后，将该地表
水环境质量监测评价类型所监测的评价指标所对应的监测数据，与预存的相应评价指标对
应的标准限值进行对比，以进行监测评价。

[0077] 分析模块213依据地表水环境质量监测评价类型，确定地表水环境质量监测评价方法，并且依据地表水环境质量监测评价方法对监测数据进行分析评价，得到水质定性评
价结果。

[0078] 其中，地表水环境质量监测评价方法包括：断面水质评价法，河流、水系、流域水质评价法，湖泊和水库水质评价法，区域及国家水质评价法。

[0079] 断面水质评价法是取某一断面上布置的监测点位所获得的多次监测数据中对应于某一评价指标的监测数据，形成监测数据集合 ，其中，
为某一评价指标对应的第一次监测数据， 为某一评价指标对应的第二次监测数据，
为某一评价指标对应的第 次监测数据，依据 计算
得到某一评价指标对应的多次监测数据的综合值 ，其中， 为某一评价指标对应
的第 次监测数据， 为监测数据集合 中的最大值，然后将多次监测数据的综合值
与预先存储至服务器中的该评价指标所对应的标准限值进行比较，从而得到某一
断面的水质类别（例如：Ⅰ～Ⅱ类水质、Ⅲ类水质、Ⅳ类水质、Ⅴ类水质、劣Ⅴ类水质），依据水
质类别得到水质定性评价结果（例如：优、良好、轻度污染、中度污染、重度污染等级别），当
然每个级别的水质定性评价结果皆对应相应的表征颜色、水质功能类别等，如表1。

[0080] 表1 断面水质定性评价

[0081]

[0082] 具体的，若在某一断面上布置的监测点位获得的多次监测数据中对应于某一评价指标的监测数据的综合值 的符合相应的标准限值的要求，则该标准限值所对应的
水质类别即为该监测点位的水质类别。

[0083] 在上述基础上，若相同的标准限值对应于多个水质类别，则按照最优水质类别进行接下来的地表水环境质量监测评价；另外，若某一断面上布置的监测点位获得的某一评
价指标的多次监测数据的综合值 低于检出限，则采用1/2检出限值进行水质类别的
评价。

[0084] 河流、水系、流域水质评价法是当监测点位的总数 在预定范围内（例如：监测点位的总数 ＜5个）时，将 个监测点位监测的某一评价指标的 个监测数据集合在一
起形成监测数据集合 ，其中， 为第一个监测点位监测
的某一评价指标对应的监测数据， 为第二个监测点位监测的某一评价指标对应的监测
数据， 为第 个监测点位监测的某一评价指标对应的监测数据，依据
计算得到 个监测点位监测的某一评价指标对应的监测数据
的算术平均值，然后将每个评价指标对应的监测数据的算术平均值按照断面水质评价法，
与预先存储至服务器中的该评价指标所对应的标准限值进行比较，从而得到河流、水系、流
域的水质类别（例如：Ⅰ～Ⅱ类水质、Ⅲ类水质、Ⅳ类水质、Ⅴ类水质、劣Ⅴ类水质）；或者，当
监测点位的总数 超过预定范围（例如：监测点位的总数 ≥5个）时，同上计算得到
个监测点位监测的某一评价指标对应的监测数据的算术平均值，然后将每个水质评价指标
对应的监测数据的算术平均值按照断面水质评价法，与预先存储至服务器中的该评价指标
所对应的标准限值进行比较，从而得到所有监测点位的水质类别（例如：Ⅰ～Ⅱ类水质、Ⅲ类
水质、Ⅳ类水质、Ⅴ类水质、劣Ⅴ类水质），待得到所有监测点位的水质类别后，采用断面水
质类别比例法得到河流、水系、流域的水质类别（例如：Ⅰ～Ⅱ类水质、Ⅲ类水质、Ⅳ类水质、
Ⅴ类水质、劣Ⅴ类水质），如表2。

[0085] 表2 河流、水系、流域水质类别比例与定性评价关系表

[0086]

[0087] 依据水质类别得到水质定性评价结果（例如：优、良好、轻度污染、中度污染、重度污染等级别），当然每个级别的水质定性评价结果皆对应相应的表征颜色等。

[0088] 在上述基础上，若对监测点位进行了多次监测，获得多次监测数据，则先按照时间序列再按空间序列计算所有监测点位的各个评价指标对应的监测数据的算术平均值，然后
将评价指标对应的监测数据的算术平均值按照断面水质评价法，与预先存储至服务器中的
该评价指标所对应的标准限值进行比较，从而得到河流、水系、流域的水质类别（例如：Ⅰ～
Ⅱ类水质、Ⅲ类水质、Ⅳ类水质、Ⅴ类水质、劣Ⅴ类水质）。

[0089] 另外，若计算得到的所有监测点位的水质类别均相同，并且通过评价指标对应的监测数据的算术平均值得到的河流、水系、流域的水质类别优于通过断面水质评价法获得
的各监测点位的水质类别，则以通过断面水质评价法获得的各监测点位的水质类别作为河
流、水系、流域的水质类别。

[0090] 湖泊和水库水质评价法是当监测点位为一个时，按照断面水质评价法对该监测点位所获得的各个评价指标对应的监测数据进行评价，从而得到该监测点位的水质类别，也
就是湖泊和水库的水质类别，进而得到水质定性评价结果；或者，当监测点位为多个时，计
算所有监测点位的各个评价指标对应的监测数据的算术平均值，然后将每个评价指标对应
的监测数据的算术平均值按照断面水质评价法进行评价，从而得到湖泊和水库的水质类
别，进而得到水质定性评价结果。

[0091] 在上述基础上，若有对监测点位进行了多次监测，获得多次监测数据，则先按照时间序列再按空间序列计算所有监测点位的各个评价指标对应的监测数据的算术平均值，然
后将水质评价指标对应的监测数据的算术平均值按照断面水质评价法进行评价，从而得到
湖泊和水库的水质类别，进而得到水质定性评价结果。

[0092] 并且，湖泊和水库水质评价法还包括对营养状态进行评价。具体的，将监测数据中与营养状态监测评价的评价指标对应的监测数据集合在一起，形成营养评价集合
， 为营养评价集合中第一个评价指标对应的监
测数据， 为营养评价集合中第二个评价指标对应的监测数据， 为营养评价集合中
第  个评价指标对应的监测数据，依据 计算得到
综合营养状态指数 ，然后将综合营养状态指数 与预先存储至服务器中的湖泊
和水库的营养状态指数的标准限值进行比较，从而得到水质营养类别，依据营养类别得到
水质定性评价结果。其中， 为第 中评价指标对应的营养状态指数； 为
第 中评价指标对应的营养状态指数的相关权重，且 ， 为第 中评
价指标与基准参数Chl.a的相关系数，是常数，如表3（示出部分）。

[0093] 表3湖泊部分参数与Chl.a的相关系数 及

[0094]

[0095] 区域及国家水质评价法是将所有监测点位的各个水质评价指标对应的监测数据按照断面水质评价法，与预先存储至服务器中的该水质评价指标所对应的标准限值进行比
较，从而得到所有监测点位的水质类别（例如：Ⅰ～Ⅱ类水质、Ⅲ类水质、Ⅳ类水质、Ⅴ类水
质、劣Ⅴ类水质），待得到所有监测点位的水质类别后，采用断面水质类别比例法得到区域
或国家的水质类别，进而得到水质定性评价结果。

[0096] 并且，区域及国家水质评价法还对营养状态进行评价从而得到区域或国家的水质营养类别，进而也得到水质定性评价结果。

[0097] 若服务器得到的地表水环境质量监测评价类型为地表水水质监测评价，那么服务器选用河流、水系、流域水质评价法对接收到的监测数据进行分析评价，得到河流、水系、流
域的水质类别，然后再依据水质类别得到水质定性评价结果。若服务器得到的地表水环境
质量监测评价类型为地表水水质监测评价和营养状态监测评价，并且监测点位归属于湖泊
地表水环境质量监测网络和/或水库地表水环境质量监测网络，那么服务器选用湖泊和水
库水质评价法对接收到的监测数据进行分析评价，得到湖泊和水库的水质类别和水质营养
类别，进而得到水质定性评价结果。若服务器得到的地表水环境质量监测评价类型为地表
水水质监测评价和营养状态监测评价，并且监测点位归属于区域地表水环境质量监测网络
和/或国家地表水环境质量监测网络那么服务器选用区域及国家水质评价法对接收到的监
测数据进行分析评价，得到区域或国家的水质类别和水质营养类别，进而得到水质定性评
价结果。

[0098] 指标获取模块214依据得到的水质定性评价结果，获得污染指标。

[0099] 其中，获得污染指标的方法包括：断面污染指标确定法，河流、水系、流域污染指标确定法。

[0100] 具体的，断面污染指标确定法是依据断面的监测点位的监测数据得到的水质定性评价结果为“优”或“良好”时，不评价污染指标；依据断面的监测点位的监测数据得到的水
质定性评价结果为“轻度污染”、“中度污染”和“重度污染”时，若不同评价指标对应的水质
类别不同时，选择水质类别较差的前3项的评价指标作为污染指标；若不同评价指标对应的
水质类别相同时，计算浓度超过Ⅲ类的标准限值的倍数，按照超标倍数大小排列，取超标倍
数最大的前3项的评价指标作为污染指标，若超标倍数相同导致污染指标超过3项，则列出
全部污染指标，并且污染指标多于3项时，溶解氧不作为污染指标列出；若氰化物或汞、铅、
镉、铬(六价) 超标时，将氰化物或汞、铅、镉、铬(六价)作为污染指标；若因本底值或无法消
除对监测方法的干扰造成的评价指标超标，可以作出相应标注。

[0101] 河流、水系、流域污染指标确定法是依据河流、水系、流域的监测点位的监测数据得到的水质为“优”或“良好”时，不评价污染指标；依据监测点位的监测数据得到的水质定
性评价结果为“轻度污染”、“中度污染”和“重度污染”时，并且监测点位少于预定数量（例
如：5个）的河流、水系、流域，按“断面污染指标确定方法”确定污染指标；监测点位不少于预
定数量（例如：5个）的河流、水系、流域，将浓度超过Ⅲ类的标准限值的评价指标按其超标率
数值大小排列，选择超标率最大的前3项评价指标作为河流、水系、流域的污染指标；若河
流、水系、流域的评价指标的超标率相同导致超标评价指标超过3项时，列出全部污染指标，
并且污染指标多于3项时，溶解氧不作为污染指标列出；若氰化物或汞、铅、镉、铬(六价)超
标时，将氰化物或汞、铅、镉、铬(六价)作为污染指标。

[0102] 服务器得到水质定性评价结果后，若是对河流、水系、流域进行污染指标确定，则服务器选择河流、水系、流域污染指标确定法，对污染指标进行确定；若是对湖泊和水库进
行污染指标确定，则服务器选择断面污染指标确定法对污染指标进行确定；若是对区域及
国家水质进行污染指标确定，则服务器选择河流、水系、流域污染指标确定法，对污染指标
进行确定。

[0103] 预测模块215依据得到的水质定性评价结果，进行水质变化趋势预测。

[0104] 由于水质定性评价结果由水质类别和水质营养类别决定，因此本申请中服务器依据上述得到的水质类别和水质营养类别对水质变化趋势进行预测。

[0105] 具体的，服务器可以依据专家的经验进行预测。具体的，在服务器中预存有专家经验，服务器依据得到的水质定性评价结果的变化情况，与专家经验进行比较，从而预测水质
变化趋势。

[0106] 另外，还可以是服务器依据预测得到下一时刻的水质变化趋势 ，t为当前时刻； 为输入层到隐含层
的权值； 为隐含层到输出层的权值； 为输入层到隐含层的阈值； 为隐含层到
输出层的阈值； ，e为自然常数， 为神经网络预测模型的
输入， ， 为上一时刻的水质类
别， 为当前时刻的水质类别， 为上一时刻水质营养类别， 为当前时刻的水质
营养类别， 为水质类别变化对趋势预测的影响权重， 为水质类别变化对趋势预测
的影响权重。

[0107] 显示驱动模块216将获得的污染指标和预测的水质变化趋势在显示器220上进行显示。

[0108] 具体的，服务器将获得的污染指标和预测的水质变化趋势在显示器上显示，以将监测评价结果展示给用户。

[0109] 由于本申请的地表水环境质量监测评价方法基系统可以对河流、水系、流域、湖泊、水库、区域和国家的地表水环境质量均进行监测评价，从而客观、真实地反映全国地表
水环境质量状况和变化趋势，有利于地表水环境质量评价、考核和排名工作的深入推进。

[0110] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0111] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。