[发明专利]一种计算跨界河流水功能区水质达标率的方法

权利要求书

1.一种计算跨界河流水功能区水质达标率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、计算上游入境来水的超标水质浓度；

S2、根据收集的跨界河流的河道大断面和水文水质实测数据，构建跨界河流水质数学模型，对河道糙率和污染物综合降解系数进行率定；

S3、基于跨界河流水质数学模型，模拟上游超标水质浓度在下游水功能区控制断面产生的浓度；

S4、计算扣除上游超标水质影响后的下游水功能区控制断面浓度；

S5、基于下游水功能区控制断面的目标水质浓度，评价下游水功能区是否达标；

S6、根据逐月水质是否达标评价结果，采用频次法计算下游水功能区水质达标率；

S1中计算上游入境来水的超标水质浓度，包括：

C_{上游超标水质}＝C_{上游实测水质}-C_{上游目标水质}

其中，C_{上游超标水质}为上游入境来水的超标水质浓度；C_{上游实测水质}为上游入境来水的实测浓度，C_{上游目标水质}为省界断面水质目标浓度；

所述S2中构建跨界河流水质数学模型，包括：

S2.1、构建跨界河流一维水质模型控制方程组；

其中，A为河流过水断面面积，Q为过水断面流量，q_l为侧向入流，V为过水断面流速，g为重力加速度，z为水位，R为水力半径，n为河道糙率，C为污染物浓度，D为扩散系数，k为污染物综合降解系数，t为时间，x为横坐标；

S2.2、设定方程组的边界条件，包括河流上游断面的流量和水质数据以及下游断面的水位数据；

S2.3、设定方程组的初始条件，包括河流的初始流量和初始水质浓度；

S2.4、根据跨界河流水质数学模型的模拟值和实测值的数据拟合情况，率定模型关键参数，包括河道糙率、污染物综合降解系数。

2.根据权利要求1所述的计算跨界河流水功能区水质达标率的方法，其特征在于，所述S3中基于跨界河流水质数学模型，模拟上游超标水质浓度在下游水功能区控制断面产生的浓度，包括：

基于跨界河流水质数学模型，以上游超标水质浓度为跨界河流水质数学模型的上边界浓度，假定下游污染负荷为零，模拟计算下游水功能区控制断面处的浓度，浓度即为上游超标水质浓度在下游水功能区控制断面产生的浓度。

3.根据权利要求1所述的计算跨界河流水功能区水质达标率的方法，其特征在于，所述S4中计算扣除上游超标水质影响后的下游水功能区控制断面浓度，包括：

下游水功能区控制断面的实测水质浓度减去上游超标水质浓度在下游水功能区控制断面产生的浓度，即为扣除上游超标水质影响后的下游水功能区控制断面浓度：

C_{扣除上游影响后的下游浓度}＝C_{下游实测水质浓度}-C_{上游超标水质产生的浓度}

其中，C_{扣除上游影响后的下游浓度}为扣除上游超标水质影响后的下游水功能区控制断面浓度；C_{下游实测水质浓度}为下游水功能区控制断面的实测水质浓度；C_{上游超标水质产生的浓度}为上游超标水质浓度在下游水功能区控制断面产生的浓度。

4.根据权利要求3所述的计算跨界河流水功能区水质达标率的方法，其特征在于，所述S5中评价下游水功能区是否达标，包括：

若某月C_{扣除上游影响后的下游浓度}≤C_{下游目标水质浓度}，则对应的某月水功能区水质达标，其中，C_{下游目标水质浓度}为下游水功能区控制断面的目标水质浓度；

若某月C_{扣除上游影响后的下游浓度}＞C_{下游目标水质浓度}，则对应的某月水功能区水质不达标。

5.根据权利要求1所述的计算跨界河流水功能区水质达标率的方法，其特征在于，所述S6中根据逐月水质是否达标评价结果，采用频次法计算下游水功能区水质达标率，包括：

其中，FD为下游水功能区水质达标率，FG为水质达标月份个数，FN为评价月份总数。