[發明專利]一種基于徑流路徑的多尺度面源污染物入河系數測算方法有效

申請號：	202110652352.5	申請日：	2021-06-11
公開（公告）號：	CN113361114B	公開（公告）日：	2022-05-17
發明（設計）人：	李思思;張亮;劉宏斌;莊艷華;杜耘;夏必青	申請（專利權）人：	中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
主分類號：	G06F30/20	分類號：	G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26;G06F111/08;G06F113/08
代理公司：	武漢市首臻知識產權代理有限公司 42229	代理人：	高琴
地址：	430077 湖北***	國省代碼：	湖北;42
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于徑流路徑尺度污染物河系測算方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【權利要求書】：

1.一種基于徑流路徑的多尺度面源污染物入河系數測算方法，其特征在于：

所述測算方法依次包括以下步驟：

步驟一、根據流域基礎地理數據確定柵格地塊、子流域、流域三個尺度的計算單元，并識別出流域內各柵格地塊至子流域出口的徑流路徑；

步驟二、依據降雨數據時間序列計算中小雨、大雨、暴雨三種典型降雨事件的發生概率，獲取三種典型降雨事件下流域內典型土地利用地塊的地表徑流污染物平均濃度和污染物平均截留速率；

步驟三、采用降雨-徑流模型計算流域內各柵格地塊在三種典型降雨事件下的平均地表徑流深，并基于徑流路徑的分布式匯流算法確定三種典型降雨事件下地表徑流流經各柵格地塊的遷移時間；

步驟四、依據三種典型降雨事件下典型土地利用地塊的地表徑流污染物平均濃度和污染物平均截留速率、各柵格地塊的平均地表徑流深和遷移時間計算三種典型降雨事件下各柵格地塊的面源污染發生量和入河量；

步驟五、根據各柵格地塊的面源污染發生量和入河量計算其面源污染物入河系數；

步驟六、根據各柵格地塊的面源污染物入河系數計算各子流域的面源污染物入河系數以及流域的面源污染物入河系數。

2.根據權利要求1所述的一種基于徑流路徑的多尺度面源污染物入河系數測算方法，其特征在于：

步驟三中，所述地表徑流流經各柵格地塊的遷移時間采用以下方法計算得到：

對于坡面型柵格地塊，地表徑流流經該柵格地塊的遷移時間采用動力波方程耦合曼寧公式計算：

上式中，To為地表徑流流經坡面型柵格地塊的遷移時間，q為柵格地塊的地表徑流速率，L為柵格地塊的流程長度，tan(β)為柵格地塊的坡度，n為柵格地塊的曼寧粗糙系數，Q為柵格地塊的地表徑流深，t_e為地表徑流產流時間；

對于河道型柵格地塊，地表徑流流經該柵格地塊的遷移時間采用曼寧方程耦合連續性方程計算：

上式中，Tc為地表徑流流經河道型柵格地塊的遷移時間，L為柵格地塊的流程長度，tan(β)為柵格地塊的坡度，n為柵格地塊的曼寧粗糙系數，W為柵格地塊所代表河流的河道寬度，q_acc為柵格地塊的瞬時河道匯流量，即該地塊上游匯水區所有柵格地塊的地表徑流速率之和與柵格面積的乘積。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于徑流路徑的多尺度面源污染物入河系數測算方法，其特征在于：

所述步驟四采用下列公式計算三種典型降雨事件下各柵格地塊的面源污染發生量和入河量：

LS1_i＝EMC1_i×Q1_i/100

LS2_i＝EMC2_i×Q2_i/100

LS3_i＝EMC3_i×Q3_i/100

上式中，LS1_i、LS2_i、LS3_i分別為第i個柵格地塊在中小雨、大雨、暴雨三種典型降雨事件下的面源污染發生量，EMC1_i、EMC2_i、EMC3_i分別為第i個柵格地塊在中小雨、大雨、暴雨三種典型降雨事件下的地表徑流污染物平均濃度，由步驟二獲取的與第i個柵格地塊屬于相同類別的典型土地利用地塊數據確定，Q1_i、Q2_i、Q3_i分別為第i個柵格地塊在中小雨、大雨、暴雨三種典型降雨事件下的平均地表徑流深，LE1_i、LE2_i、LE3_i分別為第i個柵格地塊在中小雨、大雨、暴雨三種典型降雨事件下的面源污染入河量，k_im為第i個柵格地塊沿徑流路徑匯流過程中流經第m個柵格地塊的污染物平均截留速率，由步驟二獲取的與第m個柵格地塊屬于相同類別的典型土地利用地塊數據確定，T1_im、T2_im、T3_im分別為第i個柵格地塊在中小雨、大雨、暴雨三種典型降雨事件下流經徑流路徑上的第m個柵格地塊的遷移時間。