[發明專利]一種閘控重污染小流域污染物通量觀測方法

有效

• 申請號: 202011115509.2
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112215504B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 范中亞;羅千里;王鐘;陳鋼;王文才;郭靜;胡艷芳;楊漢杰;趙長進;陳昭婷;黃菊;張進
• 申請（專利權）人: 生態環境部華南環境科學研究所
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06F17/11;G01D21/02;G06Q50/26
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 盧倩

1.一種閘控重污染小流域污染物通量觀測方法，其特征在于：該方法包括，

基于河道地形數據得到水位—水量關系式：Q＝b₁H²+b₂H+b₃，其中Q表示水量；H表示水位；b₁，b₂，b₃表示回歸系數；

根據閘控開關及降雨條件，得到重污染封閉小流域水體水位變化條件下的水量平衡關系其中，△Q表示閘站調度前后水量差；表示流域范圍日均內入河污水量；Q_雨表示月徑流量；Q_排表示排入受納水體的流量；

在不考慮地下水補充，閘站未調度、未降雨時，水位長時序變化條件下，Q_雨、Q_排的數值均為零，代入水量平衡關系式：得到入河污水量日均值

得到長時序內的入河污水量日均值后，根據電排站或水閘調度時段內水位數據變化，得到水量變化數據△Q，利用公式，得出Q_排；

根據閘站調度時電排站用電量信號或水閘閘門高度差信號獲取時段內水質數據，用以計算排入受納水體的污染物通量，即污染物通量其中，為出口斷面污染物平均日通量，單位為kg/d；X為月份；為X月第k天電排排水期間污染物的濃度均值，單位為mg/L；n為X月的排水天數；為人為排放的日均污水量，單位為萬m³/d；Q_雨Xk為X月降雨產生的徑流在第k天所占的量，單位為萬m³/d；ΔQ_Xk為X月第k天電排后的水量與電排前的水量差值，單位為萬m³/d。

2.根據權利要求1所述的閘控重污染小流域污染物通量觀測方法，其特征在于：水位—流量關系式的建立過程：通過收集相關河道地形矢量數據資料，結合河流實際形貌，合理劃分成若干河段，每段3-10m，依據劃分后河段長度和河段橫斷面底高程數據，利用MATLAB軟件積分計算不同水位下的橫斷面面積，再乘以劃分后河段長度以得到該段不同水位下的水量，以此得到整條河流不同水位下的水量，利用一元二次方程Q＝b₁H²+b₂H+b₃曲線進行擬合。

3.根據權利要求1所述的閘控重污染小流域污染物通量觀測方法，其特征在于：電排站控制下的小流域需要安裝一個水位計，此水位計安裝在水質自動監測站附近或電排站前100-200m范圍內的平緩河床底部；水閘控制條件下的小流域，需要安裝兩個水位計，同時要確保兩個水位計在同一底高程水平面上，其中一個水位計固定在閘門底部側邊上，另一個水位計固定在河床上。

4.根據權利要求1所述的閘控重污染小流域污染物通量觀測方法，其特征在于：Q_雨根據經驗公式：Q_雨＝(P*F*C)/1000得出，其中Q_雨表示月徑流量，m³/月；P為自動氣象站統計的月降雨量，mm/月；F為目標流域的集水面積，m²；C為地表徑流系數，取值0-1。

5.根據權利要求3所述的閘控重污染小流域污染物通量觀測方法，其特征在于：針對電排站控制下的小流域，水位計通過水位數據傳感器與管理平臺連接；電排站通過電量數據傳感器與管理平臺連接；水質自動監測站通過數據輸入接口與管理平臺連接，自動氣象站通訊模塊與管理平臺連接。

6.根據權利要求3所述的閘控重污染小流域污染物通量觀測方法，其特征在于：針對水閘控制下的小流域，兩個水位計和水閘均通過水位數據傳感器與管理平臺連接；水質自動監測站通過數據輸入接口與管理平臺連接，自動氣象站通訊模塊與管理平臺連接。

7.根據權利要求5或6所述的閘控重污染小流域污染物通量觀測方法，其特征在于：水位數據傳感器、電量數據傳感器與數據采集端口連接后經數據輸入接口利用局域網與管理平臺連接，水質自動監測站可直接通過局域網與管理平臺連接，管理平臺通過局域網與智能終端連接。

8.根據權利要求5或6所述的閘控重污染小流域污染物通量觀測方法，其特征在于：所述管理平臺包括流量計算器、通量計算器和通訊服務器。