[發明專利]一種模擬水污染事故污染帶時空分布的方法和裝置

有效

• 申請號: 201611190316.7
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106844857B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 張波;郝千婷;閆其年;秦宇;郝瑩;陳瀛;徐昊;李詩瑤
• 申請（專利權）人: 生態環境部信息中心
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京恒都律師事務所 11395
• 代理人: 王清亮

1.一種模擬水污染事故污染帶時空分布的方法，其特征在于，執行所述方法的系統設置有一維水動力模型的圖形建模接口，所述方法包括：

通過所述圖形建模接口接收用戶輸入的狀態變量和輔助變量；

建立所述狀態變量與輔助變量的關聯關系，形成一維水動力模型；

以已獲取的輔助變量參數值和其他輔助變量在可信度范圍內的估計參數值為輸入參數，利用所述一維水動力模型計算各狀態變量在各斷面對應時間的值；

根據各狀態變量在各斷面對應時間的值生成水污染事故污染帶到達各斷面的模擬時間；

所述狀態變量包括河水深度H和河流流量Q，初始值分別為水污染事故發生地所在斷面的水深和流量；

所述輔助變量包括單位支流流入量q_in、單位支流流出量q_out、河面寬度B_w、流速的不均勻系數β、河流截面積A、重力加速度g、河床坡度S_x、河床高度B_h、河床摩擦阻力S_f、斷面的平均流速ū、彌散系數E_x、水力半徑R、曼寧粗糙度系數n和支流流速在河流方向的平均分流速；

狀態變量H、Q及輔助變量之間的關聯關系采用如下公式建立：

其中，x表示斷面與水污染事故發生地的距離，?x表示相鄰斷面的間隔距離，t表示時間；輔助變量之間的關聯關系為：

A=H·B_w；

；

，；

，；

；

；其中ρ表示水的密度，u表示斷面上的點流速。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，水污染事故污染帶到達各斷面的模擬時間具體采用如下公式計算：

t_(x+?x)=t_x+ ?x/ū_x

其中，當x=0時，t_x=0。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述一維水動力模型還包括狀態變量的速率控制參數，其中：

上述公式中，hr表示狀態變量H的速率控制參數，slope表示狀態變量Q的第一速率控制參數，qr表示狀態變量Q的第二速率控制參數。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述彌散系數E_x的取值范圍為0~100平方千米/天。

5.一種模擬水污染事故污染帶時空分布的裝置，其特征在于，包括：

圖形建模接口，用于接收建立一維水動力模型所需的狀態變量和輔助變量；

模型創建模塊，用于建立所述狀態變量與輔助變量的關聯關系，形成一維水動力模型；

運算執行模塊，用于以已獲取的輔助變量參數值和其他輔助變量在可信度范圍內的估計參數值為輸入參數，利用所述一維水動力模型計算各狀態變量在各斷面對應時間的值；

結果生成模塊，用于根據各狀態變量在各斷面對應時間的值生成水污染事故污染帶到達各斷面的模擬時間；

所述狀態變量包括河水深度H和河流流量Q，初始值分別為水污染事故發生地所在斷面的水深和流量；

所述輔助變量包括單位支流流入量q_in、單位支流流出量q_out、河面寬度B_w、流速的不均勻系數β、河流截面積A、重力加速度g、河床坡度S_x、河床高度B_h、河床摩擦阻力S_f、斷面的平均流速ū、彌散系數E_x、水力半徑R、曼寧粗糙度系數n和支流流速在河流方向的平均分流速；

所述模型創建模塊采用如下公式建立狀態變量H、Q及輔助變量之間的關聯關系：

其中，x表示斷面與水污染事故發生地的距離，?x表示相鄰斷面的間隔距離，t表示時間；輔助變量之間的關聯關系為：

A=H·B_w；

；

，；

，；

；

；其中ρ表示水的密度，u表示斷面上的點流速。