[发明专利]基于LID措施的面源污染控制模拟方法

权利要求书

1.一种基于LID措施的面源污染控制模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：使用拉格朗日插值法获取开发前降雨径流系数

首先利用暴雨管理模型(Storm water management model，SWMM)中LID控制编辑模块，获取LID措施参数取值范围；再根据设计需要调整表面层、路面层、土壤层、蓄水层和暗渠的参数；

然后利用SWMM接收降雨数据，模拟水流在地表的运动，模拟水流和污染物的传输迁移过程；

步骤2：划分子汇水区域

按照待模拟的城市实际汇流情况将待开发区域划分为若干子汇水区域，形成以具有实际汇水能力的主干河流为中心的一级汇水区域；在一级汇水区内，将影响汇流途径的因子信息融入进数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)图，再根据细化的DEM图进行二级汇水区划分，从而形成二级汇水区；在二级汇水区内，根据排水设施空间的分布情况，利用Voronoi图进行三级划分，从而形成三级汇水区；

步骤3：利用SWMM模拟面源污染物的累计-冲刷

SWMM利用污染物增长，污染物冲刷和街道清扫参数定义土地使用类型，再依据确定的土地使用类型设计污染物的增长情况；

假定污染物增长呈指数型增长，渐进达到最大值，使用指数函数计算污染物累计过程：

式中，B为污染物累积量，单位为g/m²；C₁为最大增长可能，单位为g/m²；C₂为增长速率常数；t为累计时间；

再利用指数冲刷法计算污染物冲刷过程，冲刷负荷与径流速率的C₄次幂值和污染物增长量的乘积成正比，公式如下：

式中，W为冲刷负荷，单位为g/h；C₃为冲刷系数；C₄为冲刷指数；q为单位面积的径流速率，单位为mm/h；

步骤4：根据待开发区域的清扫参数更新污染物累积量；其中清扫参数包括：每次打扫之间的间隔天数；模拟开始时距离最近一次打扫的天数；通过清扫去除的污染物增长分数；

步骤5：利用SWMM的水质编辑器，根据有效承载系数模拟LID措施对污染物的去除参数；其中所述污染物包括TSS，COD_Cr和TN。

2.根据权利要求1所述的基于LID措施的面源污染控制模拟方法，其特征在于，所述步骤5中有效承载系数的获取方法如下：

利用SWMM模型构建不渗透性为100％的上游区域，获得上游区域的不透水区域面积，以及构建LID措施作为下游区域获取下游区域的LID措施面积，所述LID措施包括生物滞留池、透水路面、植草沟和绿色屋顶；

获得不透水区域面积比例：

调整获得的不透水区域面积比例在0-100％的区间内按5％的涨幅变动，执行模拟，得出配有各类LID措施的汇水区域在各类降雨事件下，对应不同不透水区域面积比例的开发前的径流系数；

通过Matlab对不透水面积比例进行插值计算，以开发前径流系数为插值点，得出相对应的不透水区域面积比例，计为可控制不透水比例；随后，获取有效承载系数(EffectiveLoad Factor，ELF)：

式中，ELF表示有效承载系数；R_imp表示可控制不透水比例。

3.根据权利要求1所述的基于LID措施的面源污染控制模拟方法，其特征在于，所述LID措施包括：生物滞留池、透水路面、植草沟和绿色屋顶。