[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

本發明實施例提供一種用于河流流域的水質模擬方法。該方法包括：將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數據；將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，確定出各子流域的有效降雨量，再將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，確定出各子流域的面源徑流量；將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，得到河流流域的水質模擬結果。本發明實施例還提供一種用于河流流域的水質模擬系統。本發明實施例在模擬水質中考慮到面源污染對河流水質的影響，提高了水質預測的準確性。

技術領域

本發明涉及水質模擬領域，尤其涉及一種用于河流流域的水質模擬方法及系統。

背景技術

河流水質預測是了解河流水質污染趨勢的重要手段，是河流水質污染及其控制管理的重要手段。為了弄清河流日常或事故所引起的水質污染狀況的來龍去脈、預測擬建廠礦建成后排污可能造成的污染狀況、推求水環境容量、確定水污染物的排放標準、預測水污染防治措施實行后水體的水質的可能改善狀況和水質分布，都需要建立河流水質污染預測預報全面、科學的方法。

隨著城市化進程的加快以及農業化肥、農藥的大面積施用，由暴雨徑流產生的突發性、沖擊性強的城市生活污染和農業污染已成為受納水體水環境污染的主要來源之一。為了預測水質，現有方法會使用：基于河流水質歷史監測數據建立水質數學模型來確定模型參數，進行驗證和誤差分析，然后用于實際預測；或者根據污水排放口監測數據，疊加點源污染的輸入動態變化的影響，建立水質與河流水文要素的關系，根據上、下游水質間存在的關系和混合物質的平衡原理，建立水質預測模型進行實際預測。

在實現本發明過程中，發明人發現相關技術中至少存在如下問題：

基于河流水質歷史監測數據建立水質數學模型的基礎是基于歷史數據，因此對于污染物輸入穩定或者污染物輸入存在規律變化的河流水質的預測具有參考價值，然而通常情況下，河流的污染物輸入均存在不規則的動態變化，因此采用該方法進行水質預測具有較大的誤差，尤其是在異常氣象條件及突發污染事件中；而根據污水排放口監測數據，疊加點源污染的輸入動態變化的影響等因素建立的水質預測模型相比于基于河流水質歷史監測數據建立水質數學模型，在一定程度上可以減少電源污染動態變化對水質預測結果的影響，但是卻忽略了面源污染對河流水質的影響。

面源污染又稱非點源污染，主要由土壤泥沙顆粒，以及農藥、畜禽養殖糞便污水、水產養殖餌料藥物、農村生活污水垃圾、各種大氣顆粒物沉降等組成，通過地表徑流、土壤侵蝕、農田排水等方式進入水、土壤或大氣環境。由于面源污染向河流遷移的過程伴隨著徑流與泥沙的輸移在流域內增加和衰減，同時在河道內還有一個遷移轉化過程，這也增加了其污染的復雜性，是水質預測中的難點，面源污染對流域水環境的影響有著指導城市及農業產業合理布局有重要的作用，而在現有的水質預測方法中均忽略了面源污染的影響。

發明內容

為了至少解決現有技術中在模擬水質的過程中沒有考慮到面源污染對河流水質的影響的問題。

第一方面，本發明實施例提供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；

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。

第二方面，本發明實施例提供一種用于河流流域的水質模擬系統，包括：