[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

本發明屬于水環境保護技術領域，具體涉及一種多入河口的中小流域水質達標動態補水量預測方法。本發明的方法包括：對中小河流的污染特征進行分析，選擇關鍵控制指標；基于EXCEL軟件建立一維水質模型和完全混合模型相耦合的多河段流域高精度動態水質預測模型，根據在線監測數據和手工監測數據對模型參數進行率定；預測補水時機及補水量。本發明的方法利用在線數據以及兩種污染物的水質預測模型相互驗證，提高了模型的準確性。該方法建立的河流水質與補水量之間的定量響應關系，能夠實現水質現狀與最佳補水量之間的動態匹配，克服了補水量不實時更新造成的水資源浪費或無法滿足水質達標、無法滿足環境管理者需求等問題。

技術領域

本發明屬于水環境保護技術領域，具體涉及一種多入河口的中小流域水質達標動態補水量預測方法。

背景技術

在城市河流生態修復過程中，生態補水作為一項重要舉措，對于緩解河流污染、恢復景觀功能具有重要意義。生態補水在河流污染治理中應用廣泛。目前關于生態補水量的研究有兩個方向，一是為改善水質而進行的補水量研究；二是為改善、修復河流生態系統的結構、功能及自我調節能力而進行的生態需水量研究。

為改善水質進行的補水量預測一般基于水質模型進行預測。水質模型是一個用于描述物質在水中混合、遷移等變化過程的數學方程，即描述水體中污染物與時間、空間的定量關系。水質模型的基本原理是質量守恒原理。目前用于補水量預測的模型有WASP模型、MIKE11模型、一維模型、二維模型、均勻混合模型、穩態模型等。

唐玉蘭等在《基于MIKE11的渾河沈撫段非汛期閘壩分區生態補水量研究》中，首先采用MIKE11軟件模擬各斷面流量，計算得到各區段的初始水量，然后由月保證率法及Tennant法計算各區段的最小生態環境需水量，最后計算各區生態補水量。

柯晶等在《基于WASP水質模型的漢江中下游調水前后水質模擬研究》中，基于WASP水質模型模擬了漢江中下游調水前后水質，發現調水及梯級電站開發后漢江中下游有些區域水質將會出現惡化，尤其是平水期和枯水期水質變化較為明顯。

陳棟等人發表了《基于水質模擬分析的生態補水方案研究》，該文章中，針對不達水質目標要求的4條河道進行生態補水方案調度研究，基于一維水質模型對最不利的非汛期最枯月工況進行了生態補水計算。

張洪斌等人在《荊門市竹皮河的生態補水方案研究》一文中披露：對從漳河水庫調水改善竹皮河水環境的作用進行研究，采用一維穩態模型和均勻混合水質模型，發現從漳河水庫引入3m³/s的水量補給竹皮河，可使各斷面的水質情況得到較大改善。以上研究均均未考慮排污動態變化，多數以最不利情況下進行補水量預測，補水量最大，造成水資源浪費，且使用商業化模型軟件進行預測計算，成本較高。另外，上述研究均未對預測準確度進行評判。

譚永明分別采用一維和二維模型對小清河環境需水量進行了預測，考慮了排污狀況的變化，但是這些排放狀況僅是設計的數值，不是實際排放狀況，所以預測的需水量不能滿足環境管理者的需要。另外，該研究中水質模型是基于計算機程序語言進行計算，較為復雜。

綜上，需要針對上述方法的缺陷進行改進，發明一種多入河口的中小流域水質達標動態補水量預測方法，以克服補水量不實時更新造成的水資源浪費或無法滿足水質達標、無法滿足管理者需求以及預測模型成本較高等缺陷。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種多入河口中小流域水質達標動態補水量預測方法，該方法解決了現有方法所表現出的補水量未及時的實時更新所造成的水資源浪費或無法滿足水質達標、無法滿足管理者需求以及預測模型成本較高這些缺陷。