[發明專利]多入河口的中小流域水質達標動態補水量預測方法

有效

• 申請號: 202010029213.2
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111259530B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 張水燕;丁程程;謝建輝;姜騰龍;張戰朝;孫良
• 申請（專利權）人: 山東省濟南生態環境監測中心
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 濟南市易拓知識產權代理事務所(普通合伙) 37325
• 代理人: 江莉莉

1.多入河口的中小流域水質達標動態補水量預測方法，其特征在于，包括以下的步驟：

（1）分析河流污染特性

搜集河流重點斷面及考核標準相關資料，分析近四～五年河流水質監測數據，篩選河流重點污染物，考察重點污染物的變化規律，考察化學需氧量和氨氮，并搭建化學需氧量和氨氮的水質預測模型；

（2）建立動態補水模型

選擇適宜的模型，對河流進行精細分段，確定模型參數，對污染源進行概化，確定邊界條件輸入，搭建動態補水模型，進行運行與驗證；

具體的步驟為：

首先開展入河口核查，搜集污染源及排污口資料，現場查勘，確定入河排污口分布狀況和具體位置，繪制入河口位置分布圖；

然后，對河流進行分段，將小清河濟南段分為25段，對河流分段的方法是：①以支流、工業污染源、污水處理廠、排污溝、排污口、干流溢流口的入河處作為河段分段節點，合并距離為500米以內的排放源；②河流斷面形狀發生劇烈變化處設置新河段；③河流取水處設置河段節點；④源頭、終點斷面、閘壩、水文站設置河段節點；

最后，列出分段明細，據排污口分布情況以及分段方法，對河流進行精細分段，確定河流相關信息，所述的河流的相關信息包括河流分段數量、節點斷面名稱、河段起始點、節點斷面特征、河段長度、河段排放源名稱；

模型參數的確定：確定模型參數時，采用分析借用法確定河流污染物綜合降解系數，確定河流污染物綜合降解系數時，按月份、分河段賦予不同的降解系數；首先分河段對20℃的降解系數賦值，然后按照水溫計算不同月份的衰減系數，不同水溫條件下K值的估算關系式如下：

K_T＝K₂₀·1.047^(T-20)

其中：K_T—T℃時的K值，d^-1；T—水溫，℃；K₂₀—20℃時的K值，d^-1；

選擇適宜的模型時對于中小河流，干流衰減選用一維水質模型，在支流及其它排污口匯入干流與上游來水混合時采用完全混合模型；

（3）預測動態補水量

以平陰田山沉砂池黃河水為水源，通過南水北調濟平干渠，將水引到濟南，從濟西小清河濟平干渠樞紐閘補入小清河，建立小清河補水模型，開展基于實際排放狀況和排污改善的動態補水量預測，并將此補水口列入河流分段中的第一段參與模擬計算。

2.如權利要求1所述的多入河口的中小流域水質達標動態補水量預測方法，其特征在于：

（2）中，確定邊界條件輸入時，模型的上邊界設置在研究河段的初始斷面，下邊界設置在最終斷面；

并且，將入河口分為以下六類：第一類是清潔水；第二類是污水處理廠及中水處理站排水；第三類是直排污水，所述的直排污水為干流溢出口直排污水；第四類是支流；第五類是工業廢水；第六類是地表徑流；水質模型的邊界條件，第一類至第五類按點源污染處理，流量和污染物濃度采用實測法；第六類按面源污染處理，流量采用簡易模型計算城市地表徑流污染負荷，污染物濃度采用徑流事件平均濃度。

3.如權利要求1所述的多入河口的中小流域水質達標動態補水量預測方法，其特征在于：

（2）中，基于EXCEL搭建動態補水模型、進行運行與驗證時，基于EXCEL軟件建立河流水質預測模型，污染物濃度從上一級河段向下一級河段依次傳遞，直至河流最后斷面；輸入所確定的模型參數及邊界條件，運行軟件，模擬各斷面重點污染物濃度；所述的模型參數及邊界條件包括排放源水量、排放源濃度、河段距離、河段降解系數、河段流速；根據在線監測數據和兩種主要污染物COD和氨氮的水質預測模型驗證補水模型的準確性與可行性，采用在線數據月均值進行驗證，使水質預測誤差控制在20%以內；若預測誤差大于20%，則重新核查污染源信息及模型參數信息，直至誤差結果在20%之內。

4.如權利要求1所述的多入河口的中小流域水質達標動態補水量預測方法，其特征在于：

（3）中，確定補水水源以及入河位置時，確定所研究的河流可以實施的補水水源、水質情況，以及各水源進入干流的方式和位置；與干流上排污口處置方式一致，根據入河位置情況將其嵌入模型相應的河段中，作為清潔水源參與水質預測。