[发明专利]基于Delft3D模型的计算机程序化计算水环境容量的方法

说明书

本发明涉及一种基于Delft3D模型的计算机程序化计算水环境容量的方法，本发明有效的解决了早期阶段只能对水环境容量进行粗略估算，同时时间和空间精度差，经验依赖性较大的问题；解决的技术方案包括：选取某河道为研究范围并且设置目标断面水质分类；设置模型边界条件包括上游来流以及沿途支流边界条件；采用Delft3D模型系统输入以上边界条件参数输出得到目标断面水质达到要求时的污染物浓度值；从模型中提取相关数据进行污染物的水环境容量计算，由于Delft3D模型可利用特定的离散的水文水质数据，经计算输出时间精确到秒，空间精确到米的水动力场和水质场，通过编制计算机程序实现自动化计算，最终可实现任意水体任意时间段的水环境容量计算。

技术领域

本发明涉及污染减排与污染物排放总量控制等环境管理领域，具体涉及一种基于Delft3D模型的计算机程序化计算水环境容量的方法。

背景技术

环境容量是环境科学的基本理论问题之一，是环境管理的重要实际应用问题之一水环境容量是环境容量的重要组成部分，是容量总量技术体系的核心内容之一。随着中国水环境管理体系从浓度控制、目标总量控制向容量总量控制的转变，实现流域水质目标管理与水功能区限制纳污红线管理，水环境容量理论及计算方法研究的重要性更加凸显。中国最初的水环境容量计算方法之一是从定义出发而直接建立其计算公式的，可以称这种计算方法为公式法；随着研究的深入，又结合了水环境数学模型公式，即基于水环境容量定义及水环境数学模型，推导一定条件下的水环境容量计算公式，基于水动力模型和水质模型计算水环境容量计算公式中所需各项参数，进而代入公式计算水环境容量。由于所推导的水环境容量计算公式也被称为水环境容量模型(周密等最早使用了“水环境容量数学模型”、“水环境容量模型”的概念)，故公式法又名水环境容量模型法。

水环境容量的计算模型(计算公式)很多，但其基本形式均为:水环境容量＝稀释容量+自净容量+迁移容量。随着研究的逐步深入，水环境容量计算公式逐步完善，且根据不同的污染物、不同的水体而建立不同的计算公式。公式法可以认为是各类方法中最基本的方法，其他各类方法的计算也以水环境容量计算公式为基础，由于不同工况下公式概化方法存在差别，正如所示，公式法有不同的表达方式，这也会使得水环境容量的计算结果有所不同；特别是早期阶段，由于水环境容量定义本身即差别较大，则计算结果必然存在差别，故早期阶段只能对水环境容量进行粗略估算，同时时间和空间精度差，经验依赖性较大。

近年来随着数值模型和计算机技术的发展，水动力场、水质场的模拟和预测模型有了很大的进步，以Delft3D模型为例，输入特殊点(上游、下游、支流等)的数据(流量、水位、水质等)，模型可以通过这些离散的数据对整个水体的水动力场和水质场进行模拟，时间分辨率可以精确到秒，空间分辨率可以精确到1m，

然后通过编制计算机程序实现自动化计算，最终实现任意水体任意时间的水环境容量计算，因此，本发明提供一种基于Delft3D模型的计算机程序化计算水环境容量的方法。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种基于Delft3D模型的计算机程序化计算水环境容量的方法。有效的解决了早期阶段只能对水环境容量进行粗略估算，同时时间和空间精度差，经验依赖性较大的问题。

基于Delft3D模型的计算机程序化计算水环境容量的方法，其特征在于，计算步骤如下：

步骤一、选取某河道为研究范围，以该河道X的水环境容量计算为例，该河道目标断面功能水质为F类水质，计算该河道目标断面满足F类水质标准的时候，该河道的X水环境容量；

步骤二、根据模型的研究范围，对该河道进行正交曲线网格的绘制，得到一个含有网格数为A的网格，该河道的平均水深设置为N；

步骤三、设置模型边界条件包括上游来流边界条件、沿途支流边界条件；