[發明專利]一種河流污染源解析和污染物運移計算方法及系統

在審

• 申請號: 202111514494.1
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114169266A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 代俊峰;李張楠;張振宇;徐保利
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F16/29;G06Q10/06;G06Q50/26;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉芳

本發明公開了一種河流污染源解析和污染物運移計算方法及系統，該方法包括：基于目標流域的流域空間屬性數據庫和社會經濟信息數據庫，確定目標子流域以及建立目標流域河流干支流水質監測斷面網絡，進而確定計算單元；基于計算單元和社會經濟信息數據庫，計算各個目標子流域的污染物入河量；基于計算單元和流域空間屬性數據庫，計算干支流節點斷面月平均流量；基于污染物入河量和干支流節點斷面月平均流量，考慮巖溶發育對于河流滲漏量和補給量的影響，構建目標流域河流水量水質運移模擬模型；該模型用于模擬目標流域中各個污染物運移過程，為流域水環境治理、實施水污染控制措施提供科學指導。

技術領域

本發明涉及河流水環境治理技術領域，特別是涉及一種河流污染源解析和污染物運移計算方法及系統。

背景技術

在生態文明建設越來越受重視的背景下，污水處理的投入顯著增加和技術取得明顯進步，入河的點源污染物量越來越小，而非點源污染比例逐步上升。合理確定流域點源和非點源污染物來源及其對河流水環境的影響，對于生態環境改善和水污染治理具有重要意義。

污染負荷計算模型用于確定污染物來源及其貢獻，是研究污染物排放的重要工具。水質模型是描述污染物在水環境中混合、遷移過程的數學方程或方程組。根據研究精度，可把水質模型分為零維、一維、二維、三維水質模型，其中零維水質模型較為粗略，僅是對流量的加權平均，因此常常用做其他維度模型的初始值和估算值，而三維水質模型雖然能夠精確地反映水質變化，但是受到紊流理論研究的局限，對資料要求高，計算效率難以滿足管理需求。一維和二維模型則較為簡單實用，對資料要求不高，計算效率高，滿足一般應用要求的精度。根據水體的水力學和排放條件，可以把水質模型分為穩態和非穩態兩種，穩態水質模型可以用于模擬水質的物理、化學和水力學過程，而非穩態水質模型則用于計算徑流、暴雨過程中水質的瞬時變化。

但是上述模型，均未考慮巖溶分布和巖溶發育對污染物入河量、河流滲漏量、區域產流對河流補給量的影響。

發明內容

本發明考慮巖溶分布和巖溶發育對污染物入河量、河流滲漏量、區域產流對河流補給量的影響，提供了一種河流污染源解析和污染物運移計算方法及系統，能夠為巖溶區河流水環境保護、水污染防治和污染源治理等提供科學支撐和技術對策。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種河流污染源解析和污染物運移計算方法，包括：

基于目標流域的流域空間屬性數據庫和社會經濟信息數據庫，確定目標子流域以及建立目標流域河流干支流水質監測斷面網絡；所述流域空間屬性數據庫包括流域地形地貌信息、干支流水系分布信息、土地利用數據、土壤類型、氣象數據、水文站點位置信息、以及所述水文站點采集的徑流信息和水質信息；所述社會經濟信息數據庫包括流域行政區、以及每個所述流域行政區對應的排污點分布信息、點源污染物統計數據和非點源污染物統計數據；

基于所述目標子流域和所述目標流域河流干支流水質監測斷面網絡，確定計算單元；所述計算單元包括干流計算單元、支流計算單元以及計算節點；所述干流計算單元為干流河段涉及的子流域范圍；所述支流計算單元為子流域；所述計算節點為位于支流對應子流域的出水口；

基于所述計算單元和所述社會經濟信息數據庫，計算各個所述目標子流域的點源污染物排放量和非點源污染物排放量，并基于所述目標子流域的點源污染物排放量和非點源污染物排放量，計算各個所述目標子流域的污染物入河量；

基于所述計算單元和所述流域空間屬性數據庫，計算干支流節點斷面月平均流量；

基于所述污染物入河量和所述干支流節點斷面月平均流量，考慮巖溶發育對于河流滲漏量和補給量的影響，構建目標流域河流水量水質運移模擬模型；所述目標流域河流水量水質運移模擬模型用于模擬目標流域中各個污染物運移過程。

可選的，所述基于目標流域的流域空間屬性數據庫和社會經濟信息數據庫，確定目標子流域以及建立目標流域河流干支流水質監測斷面網絡，具體包括：