什么是太湖水质智能预警系统
太湖水质智能预警系统是由扬州立丹科技有限公司开发的智能水环境监测平台。系统实时接入生态环境部国控水质自动监测站数据,
结合气象观测数据,通过深度学习模型 (ST-GAT V2) 对太湖流域水质监测站点的水质变化进行预测,
提前 14 天预报 11 项关键水质指标,并发出蓝藻水华分级预警。
监测参数
水温°C
pH-
溶解氧 (DO)mg/L
高锰酸盐 (CODMn)mg/L
氨氮 (NH3-N)mg/L
总磷 (TP)mg/L
总氮 (TN)mg/L
叶绿素a (Chl-a)μg/L
藻密度万cells/L
电导率μS/cm
浊度NTU
数据来源
◎
水质监测数据
来自生态环境部地表水水质自动监测实时数据发布系统,覆盖太湖流域 61 个国控自动监测断面,
包含水温、pH、溶解氧、CODMn、氨氮、总磷、总氮、叶绿素a、藻密度等实时参数。
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气象观测数据
通过和风天气 API 获取太湖流域 5 个气象站点的实时和预报数据,
包括气温、湿度、降水、风速风向、气压、云量等 15 维气象特征,为水质预测提供驱动因子。
预测原理
系统采用 ST-GAT V2 (Spatio-Temporal Graph Attention Network) 深度学习模型。
该模型将太湖流域的监测站点组织为图结构,使用 Temporal Transformer 捕获水质参数的时间变化规律,
使用 Graph Attention Network 建模站点之间的空间相关性,
融合时空特征后输出未来 14 天的水质预测值及不确定性估计。
水质 + 气象数据
→
特征工程 (35维)
→
ST-GAT V2 推理
→
14天预测 + 预警
蓝藻预警分级
系统依据叶绿素a浓度和藻密度对各站点进行蓝藻水华风险等级评估:
无风险
Chl-a < 10 μg/L
轻度
10 ≤ Chl-a < 26 μg/L
中度
26 ≤ Chl-a < 64 μg/L
重度
Chl-a ≥ 64 μg/L
更新频率
每 4 小时
自动采集水质监测数据 + 气象数据,运行模型推理,更新预测结果
更新时间点
0:00 / 4:00 / 8:00 / 12:00 / 16:00 / 20:00
Dashboard 功能
交互式地图
太湖流域监测站点的空间分布,支持按参数切换颜色渲染,点击站点查看详情。
时间轴滑动
通过滑动条查看过去 7 天到未来 14 天的水质变化,地图颜色和数据随之动态更新。
水质趋势图
单站点水质参数的时间序列 + 14 天预测曲线,含置信区间的不确定性可视化。
蓝藻预警面板
实时蓝藻水华风险预警列表,中度及以上预警高亮显示。
全湖参数对比
所有站点的水质参数横向对比柱状图,快速识别异常站点。
水质评价标准
依据《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002),主要参考 CODMn、氨氮、总磷进行水质类别判定:
I 类≤2≤0.15≤0.02
II 类≤4≤0.5≤0.1
III 类≤6≤1.0≤0.2
IV 类≤10≤1.5≤0.3
V 类≤15≤2.0≤0.4