技术摘要：
本发明提供了一种农用地土壤环境质量预警管理系统，包括农用地土壤环境质量数据库、地理信息系统GIS平台、土壤污染物含量信息查询与发布平台；所述土壤污染物含量查询与发布平台是在所述农用地土壤环境质量数据库的集成管理基础上，基于所述地理信息系统GIS平台，将特 全部
背景技术：
目前开展的农用地土壤环境质量研究均是针对单一污染源并且其调查的特征污 染物相对单 一，或者是针对单一污染源的长期监测和评估，并不能直观、动态的展示不同 重金属污染物输入、 输出途径对周边农用地土壤环境质量的影响。
技术实现要素：
本发明提供了一种农用地土壤环境质量预警管理系统，针对农用地土壤环境质量 研究的污染 源单一且不能直观、动态的展示不同重金属污染物输入、输出途径对周边农用 地土壤环境质量的 影响等问题，本发明从农用地土壤环境保护监管需求出发，结合国内外 农用地环境保护模式，识 别农用地土壤污染物输入输出途径，构建区域土壤环境质量警情 分析模型，对土壤环境质量发展 趋势进行预测。 本发明提供了一种农用地土壤环境质量预警管理系统，包括农用地土壤环境质量 数据库、地 理信息系统GIS平台、土壤污染物含量信息查询与发布平台；所述农用地土壤环 境质量数据库， 用于采集土壤历年的重金属含量变化；所述地理信息系统GIS平台，用于根 据土壤所在地区的 地理环境构建3D模型；所述土壤污染物含量查询与发布平台是在所述 农用地土壤环境质量数据 库的集成管理基础上，基于所述地理信息系统GIS平台，将特征 污染物通量信息、区域环境信 息和农用地土壤环境质量预警融合为一体。所述土壤污染物 含量信息查询与发布平台用于制作矢 量化热图，将污染程度不同的空间分布叠加在所述 百度地图之上，直观展现不同位置农用地土壤 污染程度，在此基础上建立典型区域土壤环 境质量预警系统，实现对区域农用地土壤环境质量的 动态监管和预警。 进一步地，所述农用地土壤环境质量数据库的建立方法包括步骤如下： 步骤1：采集土壤基本信息；所述土壤基本信息包括农田土壤耕作情况，土壤pH、土 壤中 有害金属的含量、所述有害金属包括镉、汞、铅、砷、铬； 步骤2：确定土壤重金属的输入源、输出源，并分别进行一年的通量估算；所述土壤 重金属 的输入源包括大气沉降、肥料输入、污水灌溉，输出源为作物输出， 步骤3：利用步骤2中土壤重金属的输入源、输出源通量，估算土壤重金属年累积通 量； 步骤4：利用步骤3所得土壤当年的重金属年累积率，计算农用地土壤环境污染物 含量，并 重复步骤2、3、4，以计算不同年份土壤中污染物含量； 步骤5：确定土壤所在地的地理信息，将步骤4中计算得到的农用地土壤环境污染 物含量与 地理信息结构进行空间分配计算，构建农用地土壤环境污染物含量网格化空间 4 CN 111598315 A 说 明 书 2/10 页 分布数据，确定土 壤所在地区历年的重金属含量变化，并将所述农用地土壤环境污染物含 量网格化空间分布数据与 研究区域行政区划图通过利用插值法进行叠加分析，根据污染 等级绘制农用地土壤环境质量地图； 步骤6：将步骤5所得农用地土壤环境质量地图结合开源PostgreSQL数据库引擎， 建立基 于地理信息系统GIS的空间关系数据库，将农用地土壤环境质量数据与所述空间关 系数据库相 结合构建农用地土壤环境质量数据库。 更进一步地，所述土壤污染物含量信息查询与发布平台前端将步骤5中建立的所 述农用地土 壤环境质量地图接入百度地图API接口，实现数据可视化和网络展示，所述土 壤污染物含量信 息查询与发布平台后端通过步骤6中建立的所述农用地土壤环境质量数 据库系统对数据进行规 范和管理。 更进一步地，所述步骤2中土壤重金属的输入源包括大气沉降、肥料输入、污水灌 溉，输出 源为作物输出，土壤中重金属的年累积通量估算模型为： NF＝Q F S-R 式中，Q、F、S、R分别表示大气沉降、肥料输入、污水灌溉、作物输出的重金属量。 更进一步地，所述步骤2中重金属大气沉降通量的计算方法为： 确定土壤所在区域的大气污染物排放源清单，编制区域大气排放清单方案、排放 因子评估技 术方法、排放量计算模型参数率定方法和质量保证与质量控制操作协议，开展 土壤所在区域的大 气污染源排放清单编制和排放清单校验工作，进行数据建模，数据建模 方法为建立污染物排放空 间分布特征的关系模型，制定时间变化特征和空间分布特征表 征数据的收集方案，开展污染排放 关系模型参数采集工作和空间分配因子系数建立工作， 结合时空分配系数数据库和基准年清单， 建立区域基准年高时空分辨率排放源清单。 更进一步地，所述步骤2中重金属肥料输入通量的计算方法为： 确定通量计算时间内农业生产中农用物资的输入数量，并采集相应的各类代表性 样品进行重 金属含量分析，确定肥料输入通量。 更进一步地，所述步骤2中重金属污水灌溉通量的计算方法为： 在土壤所在区域设置灌溉水输入量计算点，采样选择在采样前连续3天无降水、水 质较稳定 的时段，监测灌溉水中重金属含量。 更进一步地，所述步骤2中重金属作物输出通量的计算方法为： 按照网格采集与土壤样点一一对应的农作物样品，农作物采样量每个样本采样量 不低于2kg， 样品等分为两份，一份用于分析，一份备查；采样部位为作物全体或根据土壤 所在区域的耕作习 惯，只采集收获部分，舍去回田部分。 更进一步地，所述步骤4中重金属年累积率估算公式如下： 式中，γ表示重金属年累积率，NF表示重金属的年净输入量，ρ表示土壤容重，h表 示土 层厚度，π表示单位换算系数。 更进一步地，所述管理系统结合高性能计算服务器、chrome浏览器及百度地图构 建农用地 土壤环境质量地图动态演示发布平台。 本发明与现有技术相比，构建农用地土壤环境质量数据库，将区域背景资料及现 5 CN 111598315 A 说 明 书 3/10 页 场调查资料 纳入其中，进行数据库的动态集成管理。在此基础上，基于GIS平台，构建风险 信息查询与发 布平台，将特征污染物排放信息、区域环境信息和环境健康风险评估融合为 一体，直观展示环境 污染信息、健康风险水平及风险等级。 附图说明 图1为本发明实施例数据采集图； 图2为本发明实施例A监测点模拟结果图； 图3为本发明实施例B监测点模拟结果图； 图4为本发明实施例2020年预测图； 图5为本发明实施例2021年预测图； 图6为本发明实施例2022年预测图； 图7为本发明实施例2023年预测图； 图8为本发明实施例2024年预测图； 图9为本发明实施例2025年预测图； 图10为本发明实施例2026年预测图； 图11为本发明实施例2027年预测图； 图12为本发明实施例2028年预测图； 图13为本发明实施例2029年预测图。
