[发明专利]基于水功能区水质目标的湖库水环境容量精细化调控方法

摘要

本发明公开了一种基于水功能区水质目标的湖库水环境容量精细化调控方法，通过采集基础数据来构建湖泊大水体水动力、水质数学模型，所述基础数据包括：湖泊水下地形数据以及气象、水文、水质监测数据；依次获取每条入湖库河流在河口污染扩散区内的水质—污染源响应系数、污染责任率、入湖库河流允许污染总量，最终获得重点区域的污染削减量及削减率。该方法克服了传统方法中以湖区某一点水质变化来计算湖库水环境容量的不足，充分考虑了在水体水动力影响下，空间上不同入湖点位的污染物质在大水体中迁移、转化以及降解过程，便于针对重点污染区域进行入湖河流的污染物限排控制调控工作。

主权项

1.一种基于水功能区水质目标的湖库水环境容量精细化调控方法，其特征在于：通过采集基础数据来构建湖泊大水体水动力、水质数学模型，所述基础数据包括：湖泊水下地形数据以及气象、水文、水质监测数据；依次获取每条入湖库河流在河口污染扩散区内的水质—污染源响应系数、污染责任率、入湖库河流允许污染总量，最终获得重点区域的污染削减量及消减率；包括以下步骤：/n1)构建湖库大水体水动力、水质数学模型；/n2)基于入湖库河流的水量和污染物浓度来划定入湖库河流的河口污染扩散区；/n3)基于湖库大水体水动力、水质数学模型来计算河口污染扩散区水质控制点的水质—污染源响应系数R_i：/n首先计算湖泊水体平衡浓度场：/n /n式中：C_i为针对于某一水质控制点，第i个入湖库河流以单元强值单独排放时的水质影响浓度值，单位为mg/L；C_bi为某一水质控制点处的背景浓度值，单位为mg/L；C(x,y,t)为在m个入湖库河流同时排放的情况下，所形成的湖泊水体平衡浓度场，单位为mg/L；m为入湖库河流的总条数；/n当第i个入湖库河流以单元源强值Q_i＝1mg/L进行释放时，河口污染扩散区水质控制点的污染物浓度会发生相应的改变，定义R_i为水质—污染源响应系数，其数学表达式为：/n /n式中：C_i为针对于某一水质控制点，第i个入湖库河流以单元强值单独排放时的水质影响浓度值，单位为mg/L；/n4)基于湖库大水体水动力、水质数学模型来计算河口污染扩散区水质控制点的污染责任率P_i，计算公式如下：/n /n式中：P_i反映了针对某一水质控制点，第i个入湖库河流的水质污染分担份额；C_i为针对于某一水质控制点，第i个入湖库河流以单元强值单独排放时的水质影响浓度值，单位为mg/L；m为入湖库河流的总条数；/n5)基于水环境容量的污染源允许污染排放总量计算：/n设C₀为水质控制标准，C_0i为在满足水质目标条件下的第i个污染源的分担浓度值，/nC_0i＝P_i·(C₀-C_bi) (14)/n式中：C_bi为某一水质控制点处的背景浓度值，单位为mg/L；P_i反映了针对某一水质控制点，第i个入湖库河流的水质污染分担份额；/n入湖库河流的允许污染物排放总量计算公式为：/n /n式中：Q_0i为在水质目标C₀的约束条件下，第i个入湖库河流的允许排放强度，单位为kg；R_i为水质—污染源响应系数；/n整个湖区水域的允许排放总量Q₀计算公式为:/n /n式中：Q_0i为在水质目标C₀的约束条件下，第i个入湖库河流的允许排放强度，单位为kg；m为入湖库河流的总条数；/n6)基于重点区域水质状况的入湖河流污染削减量W_Total及削减率W_rate确定：第i个入湖库河流的削减量W_Total通过下式计算：/nW_Total＝Q_si-Q_0i (17)/n式中：Q_si为第i个入湖库河流的现状排放量，单位为kg；Q_0i为在水质目标C₀的约束条件下，第i个入湖库河流的允许排放强度，单位为kg；若W_Total＞0，则表明该污染源应按规定标准削减排放量；若W_Total＜0，则表明对于该污染源来说，尚有剩余的环境容量，不需削减；/n第i个入湖库河流的削减率W_Rate应等于：/n /n式中：W_Total为第i个入湖库河流的削减量，单位为kg；Q_si为第i个入湖库河流的现状排放量，单位为kg。/n