[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于水質(zhì)模型與污染物消減機(jī)理的水質(zhì)斷面污染貢獻(xiàn)率計(jì)算方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011167131.0
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112632714A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王永桂
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢祁聯(lián)生態(tài)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/17
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 深圳至誠(chéng)化育知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44728
• 代理人: 劉英

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于水質(zhì)模型與污染物消減機(jī)理的水質(zhì)斷面污染貢獻(xiàn)率計(jì)算方法，包括以下步驟：S1、識(shí)別污染源；S2、構(gòu)建一維水質(zhì)模型，在水質(zhì)模型中添加污染源，模擬得到河道中每個(gè)斷面的污染物濃度；S3、基于污染物消減機(jī)理，計(jì)算每個(gè)污染源的污染物在河道運(yùn)行過(guò)程中的消減量；S4、得到水質(zhì)斷面處所有污染源的消減量；S5、得到水質(zhì)斷面處，污染源的污染物通量組成S6、利用污染源在斷面通量除以斷面的總的通量，就是斷面的污染貢獻(xiàn)。本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)建一維水質(zhì)模型，利用污染源在斷面通量除以斷面的總的通量，得到斷面的污染貢獻(xiàn)，以減少在河道參數(shù)模擬方面因模型結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的不確定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水質(zhì)污染分析技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)是一種基于水質(zhì)模型與污染物消減機(jī)理的水質(zhì)斷面污染貢獻(xiàn)率計(jì)算方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)化和城市化的不斷推進(jìn)，環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的不平衡日益凸顯，已成為流域可持續(xù)發(fā)展的重要制約性因素之一(孟偉，2007).湟水流域是青海省人口最集中的多民族聚居區(qū)，是全省政治、經(jīng)濟(jì)和文化的中心.但同時(shí)，流域內(nèi)水環(huán)境問(wèn)題逐漸突出，河流水質(zhì)情況越來(lái)越受到環(huán)境管理部門(mén)關(guān)注。

目前機(jī)理水質(zhì)模型的應(yīng)用幾乎都是通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)河段的水質(zhì)變化特征，而在模型中出現(xiàn)的眾多參數(shù)在復(fù)雜的耦合作用下，往往在率定中又會(huì)出現(xiàn)“異參同效”現(xiàn)象，致使同時(shí)出現(xiàn)多組參數(shù)組合均能夠滿(mǎn)足最終模型的精度。然而不同的參數(shù)組所對(duì)應(yīng)的水質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程并不一樣，因此通過(guò)一般的似然函數(shù)進(jìn)行參數(shù)率定，就難以衡量各個(gè)過(guò)程對(duì)水質(zhì)變化的貢獻(xiàn)度，同時(shí)機(jī)理型水質(zhì)模型就喪失了模擬水質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程的能力，預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)變大。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于水質(zhì)模型與污染物消減機(jī)理的水質(zhì)斷面污染貢獻(xiàn)率計(jì)算方法。

一種基于水質(zhì)模型與污染物消減機(jī)理的水質(zhì)斷面污染貢獻(xiàn)率計(jì)算方法，包括以下步驟：

S1、通過(guò)因子分析方法提取河道主要污染因子，并定性識(shí)別污染源；

因子分析方法為：從具有錯(cuò)綜復(fù)雜關(guān)系的變量中提取少數(shù)幾個(gè)不可觀測(cè)的共性因子的多變量統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)變量進(jìn)行有效地降維；根據(jù)變量間的相關(guān)性進(jìn)行分組，并從變量組內(nèi)提取少數(shù)的潛在因子來(lái)反映本組變量的基本信息，從而使這些因子能夠概括和歸納原有觀測(cè)變量的大部分信息，解釋變量的基本結(jié)構(gòu)；

S2、構(gòu)建一維水質(zhì)模型，在水質(zhì)模型中添加污染源，模擬得到河道中每個(gè)斷面的污染物濃度；在一維水質(zhì)模型中，針對(duì)某個(gè)濃度為C_i的物質(zhì)在河段中 i的平衡方程可表示為公式(1)

式中，C_i為第i河段物質(zhì)組分濃度(mg·L^-1)，Q_i-1為河段i的流入流量(m³·s^-1)，Q_i為河段i的流出流量(m3·s-1)，Q_out，i為河段i的取水量(m³·s^-1)，V_i為河段i的體積(L)，E_i為河段間的彌散系數(shù)(L·d^-1)， W_i為河段i的外源負(fù)荷量(mg·d^-1)，S_i為因化學(xué)反應(yīng)或物質(zhì)交換的負(fù)荷量 (mg·L^-1·d^-1)，E_hyp，i為河段i的底質(zhì)交換系數(shù)(L·d^-1)，t為時(shí)間(s)；

污染物貢獻(xiàn)比例計(jì)算方式為基于一維水質(zhì)模型，將干流劃分為多個(gè)河段，進(jìn)入某個(gè)河段i的污染物負(fù)荷包括點(diǎn)源負(fù)荷和面源負(fù)荷，其中點(diǎn)源負(fù)荷包括匯入該河段的支流點(diǎn)源負(fù)荷和排入河段i的污水負(fù)荷.進(jìn)入河段i的污染物負(fù)荷計(jì)算公式如式(2)～(3)所示，