[发明专利]复杂河网突发污染事件动态污染场计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及数值建模方法，尤其涉及一种复杂河网突发污染事件动态污染场计算方法。

背景技术

复杂河网地区的水环境不仅对区域的景观生态，同时对水体中的生物群落、饮用水安全等方面有重要的影响，当污染事故发生后，需要快速计算出各种因素影响下污染物浓度场的动态分布，并进行直观的显示，然后在根据污染场的动态变化和污染物的理化特性采用一定的工程和其它非工程措施确定出减少污染损失的有效办法。当前，我国水污染事故日益频发，但水环境风险预警应急技术相对落后，急需要研发出相关的计算、可视化与管理系统，为污染事故的快速计算、情景分析、事故评估和防污决策提供手段与依据。

对于污染物突发事件常有特点如下：

(1)突发水体污染事故的地点是：河道、沟渠、管道、河网、水库、湖泊等，本申请涉及的主要是河道、沟渠、河网的自由明渠水体，这些水体的空间尺度变化较大，边界复杂，河网形态和类型众多，这需要模型所采用的计算网格和断面在计算边界拟合、断面布设、加密和组合等控制方面有较强的适用能力，并能适用于各种河网类型及其不同的流动形态，而大多数模型采用的单一河道和简单河网很难灵活适应这些具有复杂变化的边界；

(2)由于点、面源污染事故发生具有突发性，发生污染的位置和个数据有较大的偶然和变动性，因此需要在模型计算过程中任意灵活给定，即当在程序界面上给定污染源的位置、时间和排放方式后需要设计专门的算法转化成水质数学模型特需的边界形式；

(3)由于污染物的种类繁多、物理化学参数各异，各种污染物在水中的降解和反应系数差异较大，很难也没有必要在模型中全面计算各种污染物，依据相关数据库查询污染物理化参数并输入到模型界面对话框中进行计算，即模型的参数需要灵活设定；

(4)计算结果需要进行多用户、多权限(专家、管理部门、公众)快速动、静态态显示与发布，以便于专家对污染事故快速决策，公众的快速了解与撤离等。从上述特点来看，目前绝大多数水质模型与软件、可视化平台都没有具体针对水环境应急决策这一特殊问题开展专门的计算方法与软件平台研究。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种河网区域突发污染事故污染场动态变化的检测方法。

本发明提供的方法，包括如下步骤：

1)根据污染源位置和河道空间分布确定模型计算的河网区域范围；

2)分别获取数据1、数据2、数据3、数据4和数据5；

上述数据1为先用软件1进行步骤1的河网区域范围的河道断面和节点划分，得到河网的断面空间分布；再根据每个所述断面的实测地形通过软件2进行河道大断面地形插值，得到断面数据和插值数据作为数据1；数据1具体如表1所示：

表1为断面数据插值数据

上述数据2为根据污染发生的时间确定模型计算的时间范围和模型计算时间步长得到模型计算控制表，作为数据2；上述数据2为开始模拟时间、结束模拟时间、计算时间步长、输出时间步长、初始水位、开始时刻风场和结束时间风场，如表2所示；

表2为模型计算控制表