[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

本發明涉及污染物通量高頻觀測及計算技術領域，公開了一種閘控重污染小流域污染物通量觀測方法，包括：基于河道地形數據得到水位—水量關系式；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在不考慮地下水補充，閘站未調度、未降雨時，得到入河污水量日均值根據計算污染物通量。其有益效果在于：公式擬合度高，根據水位變化直接讀取排水前后水量變化，通過局域網與智能終端相連接實現污染物通量的實時、自動和智能化監控。

技術領域

本發明涉及污染物通量高頻觀測及計算技術領域，具體涉及一種閘控重污染小流域污染物通量觀測方法。

背景技術

河流污染物通量是流域水環境治理效果評價的核心指標。近年來，國家對劣V類水體、城市黑臭水體等水環境問題的整治力度不斷加強，由水質自動監測站長期跟蹤監測的主要水質指標監測頻率大幅度提高，而針對相對獨立和封閉的自然匯水區域而言，一般水位在特定高度時排水、多依靠閘控(電排、閘門)調度排水、流域范圍確定、主要受人類生產生活或降雨補水，水量平衡關系簡單，同時，因水文監測站建設成本高、難維護、水體流動緩慢等原因并不適合在小流域進行大規模建設，因此難以計算排入受納水體的污染物總量。

河流污染物通量是河流流量與水質濃度的乘積，目前國內多通過聲學多普勒流速儀(ADCP)、水文測船流速儀等短時序監測手段獲取流量數據，流量監測頻率低費用高、流量和水質監測不同步、數據分散且難共享、監測點位少等因素導致污染物通量估算誤差大，難以有效計算進入受納水體的污染物負荷占比。

發明內容

本發明的目的是為了克服以上現有技術存在的不足，提供了一種具有水位監測頻率高、成本低、流量-水質數據同步、數據獲取簡單的閘控重污染小流域污染物通量觀測方法。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：

一種閘控重污染小流域污染物通量觀測方法，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，根據水量平衡關系式：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，利用水量平衡關系式：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(剔除未降雨天數)，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。