[發(fā)明專利]一種流域水質(zhì)水量監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010570416.2
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111723505A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏征;王利軍;高曉薇;陳鶴;席鵬;彭致功;蔡甲冰;盧曉楊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院;北京市水利規(guī)劃設(shè)計研究院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F113/08
• 代理公司: 天津創(chuàng)信方達專利代理事務(wù)所(普通合伙) 12247
• 代理人: 李京京

本發(fā)明屬于測試系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種流域水質(zhì)水量監(jiān)測系統(tǒng)，HYDRUS模塊，通過兩套網(wǎng)格交叉切割形成更小的交叉單元，用于實現(xiàn)進行根區(qū)土壤水，地下水，地表河道水模擬；MODFLOW模塊，用于實現(xiàn)對包氣帶土壤水入滲通量和河床水流交換通量監(jiān)測；EFDC模塊，用于實現(xiàn)河流、湖泊、水庫、濕地、河口和海洋水體的水動力和水質(zhì)運移過程模擬。能根據(jù)河道水的實時水位與地下水的實時水位，模擬河道水與地下水兩者之間的實時交換；能根據(jù)實時降水速率、土壤水、地下水之間的關(guān)系，模擬降水在土壤中的滲透、土壤水與地下水之間的實時轉(zhuǎn)換；對流域中不同形態(tài)的水含量進行耦合模擬，考慮不同形態(tài)水之間的相互影響、相互轉(zhuǎn)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測試系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種流域水質(zhì)水量監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水質(zhì)監(jiān)測是監(jiān)視和測定水體中污染物的種類和各類污染物的濃度及變化趨勢，評價水質(zhì)狀況的過程，監(jiān)測范圍十分廣泛，包括未被污染和已受污染的天然水及各種各樣的工業(yè)排水等。主要監(jiān)測項目可分為兩大類，一類是反映水質(zhì)狀況的綜合指標(biāo)，如溫度、色度、濁度、pH值、電導(dǎo)率、懸浮物、溶解氧、化學(xué)需氧量和生化需氧量等，另一類是一些有毒物質(zhì)，如酚、氰、砷、鉛、鉻、鎘、汞和有機農(nóng)藥等，為客觀的評價江河和海洋水質(zhì)的狀況，除上述監(jiān)測項目外，有時需進行流速和流量的測定。

水資源在大氣、地表面、以及地表面以下的不斷運動形成了水文循環(huán)。而水文循環(huán)的核心是地表水與地下水的不斷交換、相互作用。在水文循環(huán)中，地表水和地下水不是孤立的個體，二者通過不斷變化的氣候、地形地貌和地質(zhì)條件相互作用。因此，不管開發(fā)或污染了地表水或地下水都勢必在一定程度上影響另一水體的質(zhì)量。

目前，由于資料限制或研究問題的側(cè)重點不同，很多水文模型只關(guān)注地表水部分或地下水部分，或者將其中一部分簡化處理。如地表水模型主要側(cè)重于近地表水文過程，對地下水過程一般簡化為線性水庫演算方法，僅考慮進入含水層的水量而未考慮地下水對土壤水傳輸及對地表水的作用。地下水模型一般只考慮飽和帶水流和賦存作用，對降雨入滲及蒸散發(fā)過程則采取簡化處理，僅給出含水層的補給率，未考慮非飽和帶土壤水與地下水之間的動態(tài)聯(lián)系，對降雨－徑流這一重要水文過程則完全忽略。

通過上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷為：

(1)現(xiàn)有的地表水模型主要側(cè)重于近地表水文過程，對地下水過程一般簡化為線性水庫演算方法，僅考慮進入含水層的水量而未考慮地下水對土壤水傳輸及對地表水的作用。

(2)地下水模型一般只考慮飽和帶水流和賦存作用，對降雨入滲及蒸散發(fā)過程則采取簡化處理，僅給出含水層的補給率，未考慮非飽和帶土壤水與地下水之間的動態(tài)聯(lián)系，對降雨－徑流這一重要水文過程則完全忽略。

解決以上問題及缺陷的難度為：地表水與地下水的相互作用異常復(fù)雜，二者在特定的氣候、地形和地質(zhì)條件下相互作用。地表水和地下水是具有內(nèi)在聯(lián)系的有機整體。單純的簡化甚至忽略某一部分必然導(dǎo)致水文系統(tǒng)的不完整，難以準(zhǔn)確地模擬出它們之間的水量交換規(guī)律。

解決以上問題及缺陷的意義為：在研究地表水和地下水相互轉(zhuǎn)化時，采用地表水與地下水耦合模型，對于水資源評價、區(qū)域水資源開發(fā)利用和綜合管理以及生態(tài)環(huán)境保護均具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種流域水質(zhì)水量監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種流域水質(zhì)水量監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置有：

HYDRUS模塊，通過兩套網(wǎng)格交叉切割形成更小的交叉單元，用于實現(xiàn)進行根區(qū)土壤水，地下水，地表河道水模擬；

MODFLOW模塊，用于實現(xiàn)對包氣帶土壤水入滲通量和河床水流交換通量監(jiān)測；

EFDC模塊，用于實現(xiàn)河流、湖泊、水庫、濕地、河口和海洋水體的水動力和水質(zhì)運移過程模擬。

進一步，所述HYDRUS模塊的耦合方法包括以下步驟：