[發明專利]基于河湖水質限值的流域動態水環境容量計算方法及系統

有效

• 申請號: 202110558425.4
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113297814B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 夏瑞;陳焰;王強;王璐;賈蕊寧;張凱;楊中文;馬淑芹;王曉;后?？?/a>;段平洲;塔拉;張曉嬌
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/20;G06F111/10;G06F113/08
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種基于河湖水質限值的流域動態水環境容量計算方法及系統，方法包括：基于基礎數據構建流域分布式水文模型，通過將流域分布式水文模型與流量流速轉換模型、污染負荷模型以及一維水質模型進行耦合得到流域分布式水量水質模型，根據流域分布式水量水質模型計算各產匯流單元出口水質濃度；利用基礎數據構建河湖水質響應模型，計算滿足湖泊水質標準條件的河流入湖水質限值；根據各產匯流單元出口水質濃度及河流入湖水質限值，計算各產匯流單元及整個流域的動態水環境容量，提高了流域水環境容量計算精度，用于河流污染的精細化管控。

技術領域

本發明涉及河湖流域水環境技術領域，具體涉及一種基于河湖水質限值的流域動態水環境容量計算方法及系統。

背景技術

目前，在計算水環境容量時主要考慮水功能區的要求，根據“以湖定河、以海定河”的要求，水功能區的水質目標不一定滿足江河湖海對河流的水質控制要求。其原因在于現有的水質標準難以滿足區域差異性的需求，不同的區域對河流水質要求不一，按照統一標準進行管理容易出現水質過嚴或者過松的現象，需根據區域特點和江河湖海水質保護目標，制定差異化的河流水質限值作為水環境容量計算的水質目標。其次，沒有考慮水量與氣象條件之間的線性或非線性關系，水量隨著氣象條件變化的結果，缺少水量的輸入，水環境容量計算結果無法實現動態變化。同時未考慮到區間點源與非點源對水環境容量的影響，沒有對河流所在流域進行控制單元劃分和點源、非點源的統計核算分配，僅僅以水體為研究對象，沒有考慮降雨徑流的影響。存在對現有河流水環境容量計算方法精度低、無法求解估算動態水環境容量的缺陷。

發明內容

因此，本發明提供的一種基于河湖水質限值的流域動態水環境容量計算方法及系統，克服了對現有河流水環境容量計算方法精度低、無法求解估算動態水環境容量的缺陷。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種基于河湖水質限值的流域動態水環境容量計算方法，包括：

獲取待計算流域的基礎數據，所述基礎數據包括：地理空間數據、污染源數據、水質監測數據、水文數據和氣象數據；

根據地理空間數據及氣象數據，劃分待計算流域為若干產匯流單元，基于基礎數據構建流域分布式水文模型，根據實測流量數據對流域分布式水文模型進行率定，直到流域分布式水文模型滿足精度要求；

利用預設轉換模型，將流域分布式水文模型與一維水質模型進行耦合，得到流域分布式水量水質模型，根據水質實測數據對流域分布式水量水質模型進行率定，直到流域分布式水量水質模型滿足精度要求，并利用所述流域分布式水量水質模型計算各產匯流單元出口水質濃度；

利用基礎數據構建河湖水質響應模型，根據預設河湖水質觀測數據對河湖水質響應模型進行率定，直到河湖水質響應模型滿足精度要求，并利用所述河湖水質響應模型計算滿足湖泊水質標準條件的河流入湖水質限值；

根據各產匯流單元出口水質濃度及河流入湖水質限值，計算各產匯流單元的動態水環境容量及流域的動態水環境容量。

可選地，預設轉換模型包括：流量流速轉換模型、污染負荷分配模型。

可選地，通過DTVGM模型構建流域分布式水量水質模型。

可選地，單元體內污染物降解量包括：上游輸入污染物降解量W_dS，支流輸入污染物降解量W_dZ，點源污染物降解量W_dP，面源污染物降解量W_dM，

分別通過以下公式計算單元體內污染物降解量：