[发明专利]一种GIS技术支持下的小流域环境容量计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护与资源综合利用技术领域，特别是一种GIS技术支持下的小流域环境容量计算方法，所述的小流域是指与主河相连通的支流河的流域。

背景技术

《全国水环境容量核定技术指南》指出“根据水环境功能分区和水质目标，依据河段的水文特征、入河排污口分布等因素，计算水环境功能区、水体的水环境容量，并进一步实施水污染物容量总量控制，是实现水环境功能区水质目标的主要手段，是保证水环境质量的根本方法，也是水污染防治量化的依据。”实施污染物排放总量控制是解决区域性水环境污染问题的重要手段。目前，我国污染物排放总量控制正逐步从目标总量控制向容量总量控制过渡。而水环境容量计算是容量总量控制的基础和前提，科学可靠的水环境容量计算成果是容量总量控制顺利实施的重要保障。目前，我国总量控制重点仍主要放在点源上，非点源污染没有得到应有的重视，国外已实行多年的点源—非点源污染总量控制在我国才刚刚起步，总体积累不足，通常非点源数据不用于水环境容量计算的模型输入。对考虑非点源污染影响的河流水环境容量研究相对较少（见李家科，周君君，李怀恩，蔡明，朱磊.考虑非点源污染影响的河流污染物总量控制研究.[J]西安理工大学学报，2012，28（3）：269-277）。

随着水污染物总量控制制度的逐步更加严格，水环境容量的计算需要更加精细化，需要考虑更多的小流域的水环境容量测算问题，以便更好地利用小流域的水环境容量为经济社会发展服务，而对于小流域水环境容量计算存在两个不足：1）小流域往往因水文等资料不足而造成环境容量计算无从下手，仅能根据水污染物排放量统计等数据进行粗略计算，导致计算结果不精确；2）在小流域水环境容量计算中未考虑非点源的影响或未考虑各控制单元间非点源入河量的差异，造成计算结果精确度不够，难以适应水环境管理精细化的要求。

综上所述，目前对于小流域水环境容量计算主要存在两方面的不足：因缺乏水文等资料所造成的计算结果粗略的问题；因未考虑非点源的影响或未考虑各控制单元间非点源入河量的差异，会造成小流域水环境容量的计算不精确，影响河流的保护和管理。

发明内容

针对现有的小流域水环境容量计算方法存在的不足，本发明要解决的技术问题是建立新的确定小流域水环境容量的一种GIS技术支持下的小流域环境容量计算方法，不仅能够克服小流域水环境容量计算时因水文等资料缺乏所造成的无从下手的问题，还可以避免因不考虑非点源的影响或不考虑各控制单元非点源入河量的差异所造成的容量计算结果不够精确的问题，提高水环境容量计算的精确度，有利于河流生态环境的管理。

本发明解决的技术方案是，根据水污染物区域总量控制的需求，确定控制单元的水域范围；利用ArcGIS软件中的水文分析模块及GPS定位校正的实际河流数据相结合的方法，确定控制单元的陆域汇水范围，得到水陆响应的控制单元；收集河流水质监测数据，评价水质状况；利用污染源统计数据，结合污染源实际调研结果，计算农田径流、农村生活和畜禽养殖非点源污染物入河量，按控制单元统计点源及非点源污染物入河量；利用水文比拟法、等值线图法、径流系数经验公式法得到控制断面汇水区域增加的径流量，根据水量平衡反推其上各控制断面的流量；水质模型参数率定、验证和应用，扣除各控制单元非点源污染物入河量，得到可利用水环境容量。

本发明与传统水环境容量计算方法相比，利用GIS技术的支持充分考虑非点源污染物在各控制单元排放的差异，精细化的将其入河量进行计算，能更加准确的确定流域可利用环境容量，具有科学、简单实用与适用范围广，可更加科学地指导水环境管理，实现对河流的环境保护。

附图说明

图1为本发明的方法流程框示图。

图2为本发明的ArcGIS流域水文分析步骤图。

图3为本发明的主干河流断面流量推求示意图。

图4为本发明的某断面COD预测值与实测值对比图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。