[發明專利]一種熱分層水庫溶解氧控制因素的識別方法

有效

• 申請號: 202011150046.3
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112345473B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 余曉;杜霞;諸葛亦斯;張芃;張德敏;許玉;陳國亮;杜強;譚紅武;李國強;石浩洋;聶睿;李雙雙;梁曉旭;陳一迪
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院;新疆博衍水利水電環境科技有限公司
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N21/33;G01N30/96;G01N27/00;G06F30/28;G06F30/27;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合

本發明公開了一種熱分層水庫溶解氧控制因素的識別方法，包括S1、基于熱分層水庫溶解氧演化機理，確定熱分層水庫溶解氧影響因子；S2、得到熱分層水庫溶解氧的空間特征；S3、根據熱分層水庫溶解氧的空間特征，構建熱分層水庫溶解氧演化的概念模型；S4、基于水庫溶解氧演化的概念模型，根據水庫地形沿程布設若干個監測點，獲取足夠數量的水質樣本數據；S5、根據分析監測得到的水質樣本數據，得到水庫溶解氧的時空分布特征和層化結構特征；S6、基于熱分層水庫溶解氧的時空分布特征和層化結構特征，構建熱分層水庫溶解氧監測點特征分布矩陣圖；S7、根據熱分層水庫溶解氧監測點特征分布矩陣圖，識別熱分層水庫溶解氧演化的關鍵控制因素。

技術領域

本發明屬于水庫溶解氧的技術領域，具體涉及一種熱分層水庫溶解氧控制因素的識別方法。

背景技術

熱分層水庫，一般是調節能力強、庫容大、流速小的深水水庫，每年會出現明顯的熱分層現象。隨著流域污染負荷的大量增加，水體富營養化現象時有發生，熱分層水庫水體缺氧問題嚴重，水體缺氧已成為嚴重的全球性生態環境問題。由于熱分層水庫內部能質體系的多樣性和復雜性，熱分層水庫溶解氧的演化成因目前尚不完全清楚，研究其演變機制對制定水庫水質保護和管理策略至關重要。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中的上述不足，提供一種熱分層水庫溶解氧控制因素的識別方法，以解決現有技術仍然對熱分層水庫溶解氧的關鍵控制因素不清楚的問題。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種熱分層水庫溶解氧控制因素的識別方法，其包括：

S1、基于熱分層水庫溶解氧演化機理，確定熱分層水庫溶解氧影響因子；

S2、根據熱分層水庫溶解氧影響因子，得到熱分層水庫溶解氧的空間特征；

S3、根據熱分層水庫溶解氧的空間特征，構建熱分層水庫溶解氧演化的概念模型；

S4、基于水庫溶解氧演化的概念模型，根據水庫地形沿程布設若干個水質監測點，獲取足夠數量的水質樣本數據；

S5、根據分析監測得到的樣本數據，得到水庫溶解氧的時空分布特征和層化結構特征；

S6、基于熱分層水庫溶解氧的時空分布特征和層化結構特征，構建熱分層水庫監測點溶解氧特征分布矩陣圖；

S7、根據熱分層水庫監測點溶解氧特征分布矩陣圖，識別熱分層水庫溶解氧演化的關鍵控制因素。

優選地，S1中熱分層水庫溶解氧演化機理包括水庫水動力、熱分層和生化過程的交互作用，其具體包括：

根據水庫水動力對熱分層的相互影響作用，確定水動力對水庫溶解氧的影響因子包括：水庫水位和抽、泄水調度；

根據熱分層對垂向分異性物理環境形成的影響，確定熱分層對水庫溶解氧的影響因子包括：熱分層的穩定性、熱分層時垂向各層水溫；

根據生化過程對水庫氧的補給、消耗和緩沖作用，確定生化過程對水庫溶解氧的影響因子包括：水生動植物呼吸作用、有機物分解、無機物氧化、硝化和反硝化反應。

優選地，S2中根據熱分層水庫溶解氧影響因子，得到熱分層水庫溶解氧的空間特征，包括：

水庫表層，主要過程為大氣復氧、水生植物光合作用補給溶解氧；

水庫中下層，主要過程為水生生物的呼吸作用和有機物分解作用消耗溶解氧；

熱分層期間水溫垂向分層包括：表水層、溫躍層和滯溫層，其中表水層對應水庫表層，溫躍層和滯溫層對應水庫中下層。

優選地，熱分層水庫熱分層期間水溫垂向分層作用下，溶解氧呈現分層-循環特征，分層溶解氧從上至下包括混合層、氧躍層和氧虧層。