【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水文水利工程，具体涉及一种基于功能区水质达标的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法及系统。
技术介绍
1、水环境容量的计算方法根据预设水质达标要求可分为总体达标法和断面达标法两种。断面达标法采用一维、二维或三维模型计算，结合污染源位置计算考核断面等敏感目标水质达标时水体所能容纳的污染物最大负荷即为水环境容量，其计算结果易受污染源与敏感目标位置影响，适用于考核断面等敏感目标水质达标的水环境容量计算，不适合污染源及敏感目标位置易发生变化的区域污染物总量控制。总体达标法水环境容量计算采用零维模型，该方法优点为计算结果不受污染源位置及敏感目标位置影响，适用于区域污染物总量控制，该方法的缺点为需采用小计算单元以满足完全混合条件，而当区域内计算单元数量多且水文情势复杂时，计算单元的水文参数难以确定，且计算结果无法准确体现水环境容量在不同时间、空间尺度上的分配情况。
2、平原河网区水动力数学模型的研究已较为成熟，张二骏等提出了河网非恒定流的一种按隐式计算的三级联合解法，程文辉提出了明渠非恒定流计算中双消除法的应用，逄勇等进行了珠江三角州河网与伶仃洋一、三维水动力学模型联解研究。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术应用于平原河网区往复流水体时的主要难点，提供一种基于功能区水质达标的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法及系统。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种平原河网区往复流水体
4、获取平原河网区在设计水文条件下正向流和反向流时各空间计算单元在各时间计算单元的水文参数；
5、根据正向流和反向流时各空间计算单元在各时间计算单元的水文参数，以及功能区水质目标值，采用不均匀系数修正的单元水环境容量计算方法，计算正向流和反向流时各空间计算单元在各时间计算单元的水环境容量；
6、按照待计算区域和时间段，分别对正向流和反向流时各空间计算单元在各时间计算单元的水环境容量进行时间、空间求和，得到正向流和反向流时待计算区域在待计算时间段的水环境容量；
7、将正向流和反向流时待计算区域在待计算时间段的水环境容量进行加和，得到待计算区域在待计算时间段的水环境容量。
8、进一步地，所述获取平原河网区在设计水文条件下正向流和反向流时各空间计算单元在各时间计算单元的水文参数，包括：
9、获取平原河网区水动力数学模型的设计水文条件；
10、将获取的设计水文条件输入预先构建的平原河网区水动力数学模型，得到正向流和反向流时各空间计算单元在各时间计算单元的水文参数；
11、所述水文参数包括来水流量和水体容积。
12、进一步地，所述平原河网区水动力数学模型根据以下方法构建：
13、根据所需的河网计算范围，考虑陆域宽度进行河网概化，基于一维非恒定模型的基本方程，在汊口采用水量守恒连续条件、动量守恒连续条件和质量守恒连续条件，结合边界条件对基本方程进行求解，得到平原河网区水动力数学模型；
14、所述边界条件包括流量与水位、降雨产汇流及水利工程调度；其中，所述模型的上边界采用流量边界，所述流量边界包括平原河网区主要河流引水口门所在河流边界以及山区河道和其它河流引水口门所在河流的实测引水数据，所述模型的下边界包括主要入湖河流以及沿江河流的实测水位数据；所述降雨产汇流包括根据平原河网区中山区的降水、蒸发资料，运用降雨产汇流模型获取计算所需的径流数据；所述水利工程调度包括通江河流闸坝控制规则；
15、对构建的平原河网区水动力数学模型进行水位和流量的率定，获得最终的平原河网区水动力数学模型。
16、进一步地，所述平原河网区水动力数学模型的设计水文条件根据以下方法获取：
17、采用长序列降水资料排序求得典型年，获取典型年的实测流量及水位数据：
18、根据典型年的降水、蒸发资料，通过降雨产汇流模型获取径流数据；
19、根据水利工程调度规则，确定模型在感潮江河处的边界水文条件。
20、进一步地，正向流时各空间计算单元在各时间计算单元的水环境容量，根据以下公式计算：
21、wij正＝{8.64×10-2qij正(csij-cij正)+10-6k正vij正csij}·αij
22、其中，wij正为正向流时第j个空间计算单元在第i个时间计算单元的水环境容量；qij正为正向流时第j个空间计算单元在第i个时间计算单元的流量；cij正为正向流时上游来水污染物浓度；k正为正向流时污染物综合降解系数；vij正为正向流时第j个空间计算单元在第i个时间计算单元的水体容积；csij为功能区水质目标值；αij为不均匀系数；
23、反向流时各空间计算单元在各时间计算单元的水环境容量，根据以下公式计算：
24、wij反＝{8.64×10-2qij反(csij-cij反)+10-6k反vij反csij}·αij
25、其中，wij反为反正向流时第j个空间计算单元在第i个时间计算单元的水环境容量；qij反为反向流时第j个空间计算单元在第i个时间计算单元的流量；cij反为反向流时上游来水污染物浓度；k反为反向流时污染物综合降解系数；vij反为反向流时第j个空间计算单元在第i个时间计算单元的水体容积。
26、进一步地，所述不均匀系数的参考值为：
27、 河宽(m) 不均匀系数 0～50 0.8～1.0 50～100 0.6～0.8 100～150 0.4～0.6 150～200 0.1～0.4
28、进一步地，所述污染物综合降解系数通过类比法、室内实验室率定法或原位水文水质同步监测率定法获取。
29、进一步地，正向流时待计算区域在待计算时间段的水环境容量，根据以下公式计算：
30、
31、其中，w正为正向流时待计算区域在待计算时间段的水环境容量；wij正为正向流时第j个空间计算单元在第i个时间计算单元的水环境容量；a为待计算时间段包含的正向流时间计算单元个数；n为待计算区域包含的空间计算单元个数；
32、反向流时待计算区域在待计算时间段的水环境容量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，所述获取平原河网区在设计水文条件下正向流和反向流时各空间计算单元在各时间计算单元的水文参数，包括：
3.根据权利要求2所述的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，所述平原河网区水动力数学模型根据以下方法构建：
4.根据权利要求2所述的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，所述平原河网区水动力数学模型的设计水文条件根据以下方法获取：
5.根据权利要求1所述的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，正向流时各空间计算单元在各时间计算单元的水环境容量，根据以下公式计算：
6.根据权利要求1所述的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，所述不均匀系数的参考值为：
7.根据权利要求5所述的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，所述污染物综合降解系数通过类比法、室内实验室率定法或原位水文水质同步监测率定法获取。p>
8.根据权利要求1所述的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，正向流时待计算区域在待计算时间段的水环境容量，根据以下公式计算：
9.根据权利要求1所述的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，所述待计算区域在待计算时间段的水环境容量，根据以下公式计算：
10.一种平原河网区往复流水体水环境容量计算系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，所述获取平原河网区在设计水文条件下正向流和反向流时各空间计算单元在各时间计算单元的水文参数，包括：
3.根据权利要求2所述的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，所述平原河网区水动力数学模型根据以下方法构建：
4.根据权利要求2所述的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，所述平原河网区水动力数学模型的设计水文条件根据以下方法获取：
5.根据权利要求1所述的平原河网区往复流水体水环境容量计算方法，其特征在于，正向流时各空间计算单元在各时间计算单元的水环境容量，根据以...
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