[发明专利]一种基于透水-不透水格局的面源污染迁移能力估算方法

说明书

本发明提供一种基于透水‑不透水格局的面源污染迁移能力估算方法，包括：S1，根据不透水地表面积比率将城市地块划分为第一数量种类的开发强度地块；S2，根据透水地表‑不透水地表空间分布将城市地块划分为第二数量种类的空间模式地块；S3，计算第一数量种类、第二数量种类地块的滞留系数；S4，计算综合径流系数以表征城市地块汇水区平均产流能力；S5，采用迁移因子F_t表征地表径流及其污染物的迁移能力。本发明提供的方法简化了现有的分类体系，降低了对城市面源污染风险估算的难度。

技术领域

本发明涉及城市污染风险评估技术领域，具体涉及一种基于透水-不透水格局的面源污染迁移能力估算方法。

背景技术

当前汇水区单元整体产流能力往往使用综合径流系数来表征。传统的综合径流系数广泛应用于海绵城市设计、国外水质体积控制。然而综合径流系数存在以下缺陷：1)忽略了透水-不透水表面空间格局对径流的滞留、渗透等水文过程的影响，导致估算径流量偏高，广泛使用的水质体积控制法仅仅基于不透水率估算径流系数；2)忽略了坡度等地形特征对径流的影响；3)忽略了绿地对径流的“汇-源”互变效应，在中小雨时绿地通常作为径流“汇”，在大雨时通常作为径流的“源”。因此会导致估算径流体积偏高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述问题，本发明提供了一种基于透水-不透水格局的面源污染迁移能力估算方法，用于至少部分解决传统估算方法不准确等技术问题。

(二)技术方案

本发明一方面提供了一种基于透水-不透水格局的面源污染迁移能力估算方法，包括：S1，根据不透水地表面积比率将城市地块划分为第一数量种类的开发强度地块；S2，根据透水地表-不透水地表空间分布将城市地块划分为第二数量种类的空间模式地块；S3，计算第一数量种类、第二数量种类地块的滞留系数RC：

其中，i代表第i个城市地块汇水区，k代表第k个子地块，W_ik代表第i 个城市地块的第k个子地块的面积权重，L_ik/A_imp，ik代表透水-不透水面公共边长与不透水面积之比，A_perv，ik/A_imp，ik代表透水地表与不透水地表的面积比，a和b分别是L_ik/A_imp，ik和A_perv，ik/A_imp，ik对应的系数；S4，计算综合径流系数以表征城市地块汇水区平均产流能力：

其中，i代表第i个城市地块，j代表第j种下垫面，W_ij和R_v，j分别代表第i个城市地块的面积权重和径流系数，R_v，i代表第i个城市地块的综合径流系数；S5，采用迁移因子F_t表征地表径流及其污染物的迁移能力，计算公式如下：

F_t＝R_v，i/RC_i

其中，R_v，i是综合径流系数；RC_i是滞留系数。

进一步地，S1具体包括根据不透水地表面积比率将城市地块划分为低开发强度、中等开发强度、中高开发强度和高开发强度的4种开发强度地块。

进一步地，S2具体包括根据透水地表-不透水地表空间分布将城市地块划分为均匀分布、环形均匀分布和聚集分布的3种空间模式的地块。

进一步地，S3之前还包括将城市地块下垫面划分为屋顶、道路、绿地和水体4种典型下垫面。

进一步地，S5之前还包括考虑透水绿地出现污染物的“汇-源”互变效应，对其的滞留系数RC进行改进，公式如下：