[发明专利]预测和干预雨岛效应对封闭型湖泊水体影响的方法

说明书

本发明提供一种预测雨岛效应对封闭型湖泊水体影响的方法，包括以下步骤：1)通过监测系统获得降雨区域内沉降量和入湖径流系数；2)计算入湖污染物量；3)计算过量污染物量。其中，在步骤1)中，所述监测系统包括地表温度反演装置、热岛效应观测站，所述观测站收集至少包括降雨范围、降雨量、降雨时间方面的信息。根据本发明的方法较为充分地考虑了城市雨岛效应对城市湖泊水体质量影响的独特性，为水体质量监测提供了更为可靠精准的方法。

技术领域

本发明涉及环境保护领域，具体涉及对水体的治理方法，更具体涉及防止城市“雨岛效应”对封闭型湖泊水体产生不利影响的方法。

背景技术

雨岛效应，英文名称：Rain Island Effect，城市中林立的高楼大厦比喻为“钢筋水泥的森林”。而随着“森林”密度不断地增加，尤其一到盛夏，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，最终导致降水形成。这种效应被称之为“雨岛效应”。

“雨岛效应”的形成，是由于大城市高楼林立，空气循环不畅，加之盛夏时节，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，最终导致降水形成：大城市大气环流较弱，由于城市热岛所产生的局地气流的上升有利于对流性降水的发生、发展，城区空气中凝结核多，大核(如硝酸盐)存在时有促进暖云降水作用，同时城市的下垫面粗糙度大使其降水雨系减慢，延长城区降水时间。以上因素共同作用，就会形成“雨岛效应”。

“雨岛效应”改变城市局地的能量平衡，水循环过程，大气边界层结构及污染物传播和扩散规律，即，一方面改变了封闭型湖泊流域的水循环结构，另一方面改变了湖泊流域污染物扩散与沉降规律，其形成的极端降雨天气，对城市封闭型湖泊水质的影响不同于普通降雨天气对水体的影响。城市封闭型湖泊的基本特点是：水源补给单一，水动力学条件差，水体交换简单，因此外界的扰动会对及其敏感的湖泊水系统造成较大的影响，其中雨岛效应的影响尤其独特。

但是目前为止，本领域对地表水体的治理仍然是“后知后觉”式的，具体地说，尚没有办法预估城市降雨对城市封闭型湖泊水质产生的影响，只有在检测到水体质量发生恶化后才采取与治理普通水体(例如位于城市之外的非封闭型水体)相同的措施。因此，本领域需要一种预测、应对雨岛效应对城市封闭型湖泊水体质量影响的方法。

发明内容

本发明的目的是专门针对城市封闭型湖泊提出一种干预、或者预测雨岛效应对湖泊水体质量影响的的方法。

本发明的第一方面，提出干预城市“雨岛效应”对城市封闭型湖泊水体影响的方法，包括以下步骤：

1)通过监测系统获得降雨区域内沉降量和入湖径流系数；

2)计算入湖污染物量；

3)计算过量污染物量，

其中，在步骤1)中，所述监测系统包括地表温度反演装置、热岛效应观测站，所述观测站收集至少包括降雨范围、降雨量、降雨时间方面的信息。

优选地，步骤1)中，在流域范围的各代表性垫面条件构建径流小区，通过径流试验获得各垫面条件的入湖径流系数。

在一种具体实施方式中，在步骤1)中，反演出地表温度场分布，结合降雨范围信息，匹配出流域降雨范围对应的温度范围；然后通过布设的沉降观测筒观测沉降量，获得该温度范围内的污染物传播、扩散与沉降规律。

优选地，在步骤2)中，入湖污染物量包括两部分：水面的干湿沉降量和流域内其他下垫面区域随降雨径流进入湖泊的湿沉降量。另一种实施方式中，前者仅考虑湿沉降量。

本发明中，所述过量污染物量是所述入湖污染物量减去城市封闭型湖泊的纳污能力。