科创中国
面向黄河流域基于生物行为信号的水质检测与预测关键技术研究与应用
发布时间: 2025-07-11
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
发明专利,实用新型专利,软件著作权
行业领域：
电子信息技术,生物与新医药技术
成果介绍
传统的水质检测方法主要依赖于采集水样后送至实验室进行化学分析，这个过程通常需要较长的时间，使得监测结果存在滞后性；其次，由于污染物在水体中的浓度和活性可能随时间变化，传统方法无法提供实时的监测数据，从而无法准确反映污染物的动态变化和对环境的实际影响；再次，由于缺乏在流域尺度上进行水质检测预测机制的研究，加之传统的水质化学检测方法存在一定的局限性和时间上的不连贯性。难以全面、及时、准确地掌握黄河流域水质的真实状况与变化趋势。最后，传统方法通常只能检测特定的物质或参数，无法全面地评估水体的整体质量和综合毒性效应。
成果亮点
1.开发基于生物行为信号的黄河水域水质检测方法，利用斑马鱼对水质变化的敏感性和特异性行为反应，开发水质检测传感器或系统。通过分析生物行为信号（如游动速度、方向、频率等）与水质参数（如溶解氧、pH值、重金属含量等）之间的关联，实现对黄河水域水质状况的实时监测。研究生物行为信号的选择与识别方法，建立符合黄河水域特征的生物毒性行为模型和剂量效应关系模型；
2、基于物理信息神经网络（PINN）构建适宜于黄河水域的高精度水质预测模型，利用大数据和人工智能算法，整合历史水质数据、生物行为信号及柔性环境因子等多源信息，构建基于生物行为信号的水质变化预测模型。通过模型训练和优化，提高水质预测的准确性和时效性；
3、为黄河水域水资源管理与利用提供决策支持，基于生物行为信号的水质检测与预测技术，开发一套适合于黄河流域水质特性的能够自动捕捉和识别生物行为信号的水质检测分析与智能控制系统，可以为水资源相关管理部门提供更加精准、全面的水质信息，进而可基于上述信息制定合理的水资源分配、调度和利用方案，提高黄河水资源的利用效率和管理水平。
团队介绍
兰州城市供水（集团）有限公司始建于 1955 年，是国家“一五”期间兴建的大型城市供水企业，在城市水务经营领域积累了丰富的管理经验，拥有大量的自主研发的技术和科研成果。被国家主管部门审定为大型二类供水企业。现拥有各类专业技术人员 471 人，具有较强的技术创新实力，同时在常规水处理生产运行上，生产工艺运行水平居于全国前列。曾于舟曲抢险过程中，援建过渡性供水设施，获得了一致好评；集团公司还拥有通过国家质量技术监督局和建设部质量认证的国家城市供水水质监测网兰州监测站，是西北地区唯一的一家国家级水质检验机构，是甘肃省唯一能检测 106 项（GB5749-2006）水质指标的实验室，仪器设备总数达到二百八十余台套，价值近二千万元。集团公司通过多年的发展，积累了丰富的科技研发成果，共完成省市科技项目30项，发明专利4项，实用新型专利60项，共获得省科技进步奖4项，市级科技奖励20余项，得到了相关部门的一致肯定。
成果资料
下载app