[发明专利]一种模拟水污染事故污染带时空分布的方法和装置

权利要求书

1.一种模拟水污染事故污染带时空分布的方法，其特征在于，执行所述方法的系统设置有一维水动力模型的图形建模接口，所述方法包括：

通过所述图形建模接口接收用户输入的状态变量和辅助变量；

建立所述状态变量与辅助变量的关联关系，形成一维水动力模型；

以已获取的辅助变量参数值和其他辅助变量在可信度范围内的估计参数值为输入参数，利用所述一维水动力模型计算各状态变量在各断面对应时间的值；

根据各状态变量在各断面对应时间的值生成水污染事故污染带到达各断面的模拟时间；

所述状态变量包括河水深度H和河流流量Q，初始值分别为水污染事故发生地所在断面的水深和流量；

所述辅助变量包括单位支流流入量q_in、单位支流流出量q_out、河面宽度B_w、流速的不均匀系数β、河流截面积A、重力加速度g、河床坡度S_x、河床高度B_h、河床摩擦阻力S_f、断面的平均流速ū、弥散系数E_x、水力半径R、曼宁粗糙度系数n和支流流速在河流方向的平均分流速；

状态变量H、Q及辅助变量之间的关联关系采用如下公式建立：

其中，x表示断面与水污染事故发生地的距离，∆x表示相邻断面的间隔距离，t表示时间；辅助变量之间的关联关系为：

A=H·B_w；

；

，；

，；

；

；其中ρ表示水的密度，u表示断面上的点流速。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，水污染事故污染带到达各断面的模拟时间具体采用如下公式计算：

t_(x+∆x)=t_x+ ∆x/ū_x

其中，当x=0时，t_x=0。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一维水动力模型还包括状态变量的速率控制参数，其中：

上述公式中，hr表示状态变量H的速率控制参数，slope表示状态变量Q的第一速率控制参数，qr表示状态变量Q的第二速率控制参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弥散系数E_x的取值范围为0~100平方千米/天。

5.一种模拟水污染事故污染带时空分布的装置，其特征在于，包括：

图形建模接口，用于接收建立一维水动力模型所需的状态变量和辅助变量；

模型创建模块，用于建立所述状态变量与辅助变量的关联关系，形成一维水动力模型；

运算执行模块，用于以已获取的辅助变量参数值和其他辅助变量在可信度范围内的估计参数值为输入参数，利用所述一维水动力模型计算各状态变量在各断面对应时间的值；

结果生成模块，用于根据各状态变量在各断面对应时间的值生成水污染事故污染带到达各断面的模拟时间；

所述状态变量包括河水深度H和河流流量Q，初始值分别为水污染事故发生地所在断面的水深和流量；

所述辅助变量包括单位支流流入量q_in、单位支流流出量q_out、河面宽度B_w、流速的不均匀系数β、河流截面积A、重力加速度g、河床坡度S_x、河床高度B_h、河床摩擦阻力S_f、断面的平均流速ū、弥散系数E_x、水力半径R、曼宁粗糙度系数n和支流流速在河流方向的平均分流速；

所述模型创建模块采用如下公式建立状态变量H、Q及辅助变量之间的关联关系：

其中，x表示断面与水污染事故发生地的距离，∆x表示相邻断面的间隔距离，t表示时间；辅助变量之间的关联关系为：

A=H·B_w；

；

，；

，；

；

；其中ρ表示水的密度，u表示断面上的点流速。