[發明專利]用于河流流域的水質模擬方法及系統

有效

• 申請號: 201811359909.0
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109522645B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 廖炳瑜;潘玉瑾;郭丙坤;田啟明;范迎春
• 申請（專利權）人: 北京英視睿達科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06T17/20;G06F30/28
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 林政

1.一種用于河流流域的水質模擬方法，包括：

將所述河流流域劃分成多個子流域，獲取指定時間范圍內各子流域的降雨量、氣溫、潛在蒸發量、水質檢測值、河流水文數據，其中，在劃分過程中，對所述河流流域的面源污染進行網格劃分，通過網格劃分將面源轉化成點源處理；

將所述各子流域的降雨量以及潛在蒸發量作為第一輸入參數，通過水文模型的非線性模塊，確定出所述各子流域的有效降雨量，再將所述各子流域的有效降雨量作為第二輸入參數，通過水文模型的線性模塊，確定出所述各子流域的面源徑流量；

將所述各子流域的面源徑流量、氣溫、水質檢測值、河流水文數據作為第三輸入參數，通過水質分析模型，得到所述河流流域的水質模擬結果；

其中，所述水質分析模型按照水質組分的空間分布特征分為一維模型、二維模型和三維模型；按水質組分的時間變化特征，分為穩態模型和動態模型；按水質組分的轉化特征分為純遷移模型、純反應模型和遷移—反應模型；通過這些組分的類型根據實際中的需要，按需選擇相對合適的水質分析模型；所述水質分析模型用于不同環境污染決策系統中分析和預測由于自然和污染造成的水質狀況。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述潛在蒸發量通過查詢已知河流流域環境數據集獲得，或者根據氣溫確定獲得。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述通過水文模型的非線性模塊，確定出所述各子流域的有效降雨量包括：

根據所述各子流域降雨量、潛在蒸發量、蓄水系數增加率以及濕潤度的衰減率確定出所述各子流域的濕潤度；

根據流域濕潤度影響指數以及所述各子流域的濕潤度確定所述各子流域的有效降雨量，其中，所述蓄水系數增加率、濕潤度的衰減率以及所述流域濕潤度影響指數通過查詢已知河流流域環境數據集獲得。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述方法采用以下公式實現，包括：

其中，所述k為所述指定時間范圍的k時刻，所述S_k為k時刻的流域濕潤度，S_k-1為k-1時刻的流域濕潤度，所述c為蓄水系數增加率，所述P_k為k時刻的降雨量，所述k_w為濕潤度的衰減率，所述U_k為k時刻的有效降雨量，所述p為流域濕潤度影響指數。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述將所述河流流域劃分成多個子流域包括：

根據所述河流流域的土地利用類型和/或下墊面類型將所述河流流域劃分成多個子流域。

6.一種用于河流流域的水質模擬系統，包括：

流域信息獲取程序模塊，用于將所述河流流域劃分成多個子流域，獲取指定時間范圍內各子流域的降雨量、氣溫、潛在蒸發量、水質檢測值、河流水文數據，其中，在劃分過程中，對所述河流流域的面源污染進行網格劃分，通過網格劃分將面源轉化成點源處理；

面源徑流量確定程序模塊，用于將所述各子流域的降雨量以及潛在蒸發量作為第一輸入參數，通過水文模型的非線性模塊，確定出所述各子流域的有效降雨量，再將所述各子流域的有效降雨量作為第二輸入參數，通過水文模型的線性模塊，確定出所述各子流域的面源徑流量；

水質模擬程序模塊，用于將所述各子流域的面源徑流量、氣溫、水質檢測值、河流水文數據作為第三輸入參數，通過水質分析模型，得到所述河流流域的水質模擬結果；

其中，所述水質分析模型按照水質組分的空間分布特征分為一維模型、二維模型和三維模型；按水質組分的時間變化特征，分為穩態模型和動態模型；按水質組分的轉化特征分為純遷移模型、純反應模型和遷移—反應模型；通過這些組分的類型根據實際中的需要，按需選擇相對合適的水質分析模型；所述水質分析模型用于不同環境污染決策系統中分析和預測由于自然和污染造成的水質狀況。

7.根據權利要求6所述的系統，其中，所述潛在蒸發量通過查詢已知河流流域環境數據集獲得，或者根據氣溫確定獲得。