[發(fā)明專利]一種城市地塊尺度面源污染動態(tài)輸出特征評估的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011135217.5
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112163347B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙洪濤;廖云杰;蘇靜君;李敘勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/26;G06F111/10
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周天宇

本發(fā)明提供一種城市地塊尺度面源污染動態(tài)輸出特征評估的方法，包括：S1，根據(jù)不透水地表面積比率將城市地塊劃分為第一數(shù)量種類的開發(fā)強(qiáng)度地塊；S2，根據(jù)透水地表?不透水地表空間分布將城市地塊劃分為第二數(shù)量種類的空間模式地塊；S3，對第一數(shù)量種類、第二數(shù)量種類的地塊進(jìn)行雨水徑流樣品的采集，測試樣品中的污染物濃度；S4，計(jì)算降雨沖刷污染輸出特征源因子；S5，根據(jù)降雨沖刷污染輸出特征源因子分析得到不同種類地塊的污染源輸出特征及輸出風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明提供的方法可定量獲取不同降雨量下城市地塊面源污染源的動態(tài)輸出特性，具有準(zhǔn)確、快速、簡易的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城市污染風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城市地塊尺度面源污染動態(tài)輸出特征評估的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前基于野外監(jiān)測的土地利用或者下墊面的污染物輸出系數(shù)是一種常用的面源污染源強(qiáng)評估方法，然而它們大多存在以下缺陷：

1)復(fù)雜的城市空間導(dǎo)致上述分類系統(tǒng)過于瑣碎，從而導(dǎo)致城市面源污染現(xiàn)場監(jiān)測工作量和實(shí)驗(yàn)分析成本巨大，源因子難獲取，不能很好的滿足對代表性污染負(fù)荷預(yù)測應(yīng)用的實(shí)際要求；2)城市地表污染物在進(jìn)入排水系統(tǒng)之前的遷移發(fā)生在工業(yè)區(qū)、居住小區(qū)、公園等典型城市地塊，這導(dǎo)致基于土地利用或者下墊面的污染源輸出系數(shù)與污染物遷移不在同一個(gè)水平，給城市面源污染風(fēng)險(xiǎn)評估帶來了挑戰(zhàn)；3)基于土地利用或者下墊面的污染物輸出系數(shù)假設(shè)其污染輸出特征是靜態(tài)的常數(shù)，事實(shí)上，污染輸出特征是動態(tài)變化的。尤其是綠地在強(qiáng)降雨或者持續(xù)降雨條件下會出現(xiàn)污染物的“匯-源”互變效應(yīng)；不考慮其動態(tài)效應(yīng)會給面源污染評估帶來較大偏差。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種城市地塊尺度面源污染動態(tài)輸出特征評估的方法，用于至少部分解決傳統(tǒng)評估方法分類系統(tǒng)過于瑣碎、結(jié)果偏差較大等技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供了一種城市地塊尺度面源污染動態(tài)輸出特征評估的方法，包括：S1，根據(jù)不透水地表面積比率將城市地塊劃分為第一數(shù)量種類的開發(fā)強(qiáng)度地塊；S2，根據(jù)透水地表-不透水地表空間分布將城市地塊劃分為第二數(shù)量種類的空間模式地塊；S3，對第一數(shù)量種類、第二數(shù)量種類的地塊進(jìn)行雨水徑流樣品的采集，測試樣品中的污染物濃度；S4，計(jì)算降雨沖刷污染輸出特征源因子，公式如下：

其中，S_i是降雨沖刷污染輸出特征源因子，i代表第i個(gè)城市地塊匯水區(qū)，j代表第j種下墊面，和分別代表第i個(gè)城市地塊第j種下墊面在中小雨和大雨事件下污染物平均濃度，W_ij分別代表第i個(gè)城市地塊第j種下墊面的面積權(quán)重，P為單場次降雨量；P_{i，threshold}為第i種城市地塊匯水區(qū)綠地發(fā)生“匯-源”互變的降雨閾值；S5，根據(jù)降雨沖刷污染輸出特征源因子分析得到不同種類地塊的污染源輸出特征及輸出風(fēng)險(xiǎn)。

進(jìn)一步地，S1具體包括根據(jù)不透水地表面積比率將城市地塊劃分為低開發(fā)強(qiáng)度、中等開發(fā)強(qiáng)度、中高開發(fā)強(qiáng)度和高開發(fā)強(qiáng)度的4種開發(fā)強(qiáng)度地塊。

進(jìn)一步地，S2具體包括根據(jù)透水地表-不透水地表空間分布將城市地塊劃分為均勻分布、環(huán)形均勻分布和聚集分布的3種空間模式的地塊。

進(jìn)一步地，S3之前還包括將城市地塊下墊面劃分為屋頂、道路、綠地和水體4種典型下墊面。

進(jìn)一步地，S5之前還包括考慮透水綠地出現(xiàn)污染物的“匯-源”互變效應(yīng)，對其污染物輸出特征進(jìn)行改進(jìn)，公式如下：

其中，種分別代表第i個(gè)城市地塊第j種下墊面在中小雨和大雨時(shí)污染物事件平均濃度，P為單場次降雨量；P_{i，Threshold}為第i種城市地塊匯水區(qū)綠地發(fā)生“匯-源”互變的降雨閾值。