[发明专利]确定小型河道污染物降解系数不确定性及其风险程度的方法

说明书

本发明涉及一种确定小型河道污染物降解系数不确定性及其风险程度的方法，包括以下步骤：(1)测量需要确定污染物降解系数不确定性及风险程度的河道上游起始断面的选定污染物浓度C₀，河道的平均流速u；(2)反复测量n次距离起始断面x米处的选定污染物浓度C(x)，求得距离起始断面x米处选定污染物浓度C(x)的实测数学期望E(C)和方差D(C)；(3)求出污染物的降解系数k；(4)据随机微分方程得到的污染物理论方差公式，结合该类污染物的降解系数k和实测方差D(C)，求出污染物降解系数不确定性α；(5)计算α²与河道污染物降解系数k的比值，并与风险阈值比较，确定降解系数的风险程度。通过本发明，能有效的估计河道中污染物降解系数因为各种原因而具有的不确定性以及由此给河道管理工作带来的风险。

技术领域

本发明涉及一种确定小型河道污染物降解系数不确定性及其风险程度的方法，属于河道水质管理领域。

背景技术

随着经济社会的发展，我国部分小型河道水体污染严重，亟待确定这些河道的纳污能力或者环境容量。在确定纳污能力或者环境容量过程中，确定污染物的降解系数是一项重要而基本的工作，降解系数确定是否准确关系到河道治理工作的效果。受河道水体自然环境因素的影响，污染物的降解系数都具有一定的不确定性；但是目前极少关注小型河道污染物降解系数的不确定性及其带来的风险，这给河道水质的精确管理带来很大的困难。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的弊端，为了克服现有技术中存在的不足，提供一种确定小型河道污染物降解系数不确定性及其风险程度的方法，易于在各受污染小型河道污染物降解系数不确定性及其风险程度的确定中应用和推广。

本发明的目的是这样实现的，一种确定小型河道污染物降解系数不确定性及其风险程度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)测量需要确定污染物降解系数不确定性及风险程度的河道上游起始断面的选定污染物浓度C₀、河道的平均流速u；

(2)反复测量n次距离起始断面x米处的选定污染物浓度C(x)，为保证计算精度n必须大于10，x必须大于1500，且该河段上游至下游区间没有污染源汇入，求得距离起始断面x米处选定污染物浓度C(x)的实测数学期望E(C)和方差D(C)；具体包括以下步骤：

a.在河道中距离起始断面下游大于1500米处，选择合适位置作为观测断面，记录该断面至上游起始断面距离x米；

b.反复多次测量观测断面的污染物浓度，得到n次污染物浓度的测量值C₁(x),C₂(x),...,C_n(x)，其中测量次数n必须大于10；

c.计算污染物测量值的平均值作为污染物浓度的数学期望E(C)：

d.计算污染物浓度的方差，即：

(3)根据随机微分方程得到的污染物浓度的理论数学期望理论公式，以及该类污染物的实测数学期望E(C)，求出污染物的降解系数k；具体包括以下步骤：

a.假设该河道污染物降解系数为k，降解系数的不确定性为α；降解系数不确定性对污染物降解的影响服从随机游走模式，则该河道中污染物浓度在河道下游x米处观测断面上的理论数学期望用随机微分方程和伊藤引理计算得到：

b.由于污染物浓度的数学期望、平均流速、起始断面的污染物浓度、观测断面与起始断面的距离都已知，因此可以求得降解系数：

(4)据随机微分方程得到的污染物理论方差公式，结合该类污染物的降解系数k和实测方差D(C)，求出污染物降解系数不确定性α；具体包括以下步骤：