[发明专利]一种河流水环境容量分配方法

权利要求书

1.一种河流水环境容量分配方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、根据目标河流的水环境功能区划资料进行河流控制断面的划分，得到河道的控制断面；建立目标河流一维的水动力模型控制方程及水质数值模型；

步骤2、利用步骤1得到的水动力模型控制方程及水质数值模型计算点源或支流与控制断面之间的污染物响应系数，建立响应矩阵；

步骤3、建立目标河流得优化目标函数，并结合步骤2所得到的响应矩阵得出各支流或点源的污染物最大排放浓度。

2.如权利要求1所述的一种河流水环境容量分配方法，其特征在于，所述步骤1中，水动力模型控制方程为：

水质模型控制方程为：

上式中，K为流量模数，n为曼宁系数，R为水力半径，t为时间坐标，x为空间坐标，Q为断面的流量，u为断面平均流速，g为重力加速度，z为控制断面的平均水位，q为单位河长侧向入流量，流入为正，流出为负，A为过流断面面积，B为水面宽度，K₁为污染物降解系数，C_s为控制断面浓度，S为源汇项，E_x为纵向扩散系数。

3.如权利要求1所述的一种河流水环境容量分配方法，其特征在于，所述步骤2的具体步骤如下：

先并依次分别在每个点源或支流j处进行单位浓度的污染物排放，再对步骤2中的河流一维的水动力模型控制方程和水质模型控制方程求解计算出各控制断面i的浓度值C_si，根据公式

C_si＝C_pα_ij (4)；

可知C_si即为污染物响应矩阵中α_ij的值，最终，可得到目标河流控制断面j对点源或支流i的污染物响应矩阵α_ij：

式(5)中，i＝1，…，M，M为控制断面数量，j＝1，…，N，N为点源或支流数量。

4.如权利要求1或3所述的一种河流水环境容量分配方法，其特征在于，所述步骤2中：河流一维的水动力模型控制方程和水质模型控制方程求解方法为有限差分法或有限体积法。

5.如权利要求1所述的一种河流水环境容量分配方法，其特征在于，所述步骤3的具体步骤如下：

依据总排放量最大的原则，建立目标河流排入干流的污染物总量TC的目标函数，并确定其约束条件，所述目标函数为：

所述约束条件为：

C_pj≥0 j＝1,…,N (8)；

上式中，Q_j为点源或支流的流量值，Cs为污染物水质标准；

先将满足式(7)和(8)的排放污染物浓度C_pj代入式(6)中，得到污染物总量TC，再选出污染物总量TC的最大值，则其对应的排放污染物浓度C_pj，即为各支流或点源的污染物最大排放浓度C_pj。