[发明专利]一种入河污染负荷最优分配方法及系统

权利要求书

1.一种入河污染负荷最优分配方法，其特征在于，包括：

S1、收集待研究区域水体的原始数据和各污染源消减污染物所需费用数据，并利用所述原始数据建立水动力水质模型；

S2、确定待研究区域的目标考核断面背景浓度；

S3、每次控制一个污染源排放时，利用所述水动力水质模型计算该污染源排放后的目标考核断面浓度；

S4、根据分区达标法，计算每个污染源单位负荷的污染贡献度系数；

S5、采用分区达标法进行总量分配，并结合所述各污染源消减污染物所需费用数据建立优化分配模型，确定待研究区域内河流或河涌的总量分配方案，其中，所述优化分配模型包括目标条件和约束函数，其中目标函数为：

约束条件为：

x_jmin≤x_j≤x_jmax(j＝1，…，n)

其中：L为对象水域所有污染源的总排放负荷量；Z是控制单元的总处理费用；x_j为第j个污染源的排放负荷分配量，j为其编号，共有n个污染源；x_ja为第j个污染源实际排放污染负荷；θ_j为第j个污染源每消减1个单位负荷污染物的治理费用；a_ij为第j个污染源的单位负荷量对第i个水质考核断面的污染贡献度系数，i为水质考核断面的编号，共有m个水质考核断面；C_bi为第i个水质考核断面的污染背景浓度；C_i为第i个水质考核断面的水质目标值；x_jmin为第j个污染源污染负荷排放下限值；x_jmax为第j个污染源污染负荷排放上限值；

在确定待研究区域的目标考核断面背景浓度之前，还包括：

将所述原始数据中的污染源数据导入所述水动力水质模型中，以确定所述待研究区域内污染源全部排放时水质考核断面是否达标；

若是，则按照现状排放；

若否，则执行所述步骤S1。

2.如权利要求1所述的入河污染负荷最优分配方法，其特征在于，所述待研究区域水体的原始数据包括所述待研究区域内河流或河涌的水文数据、地形数据和污染源数据，其中所述污染源数据包括污染源位置、污染源数量、每个污染源的实际排放污染负荷以及确定好的水质考核断面。

3.如权利要求1所述的入河污染负荷最优分配方法，其特征在于，所述S4中的每个污染源单位负荷的污染贡献度系数计算公式为：

其中：i＝1，…，m；j＝1，…，n；i表示考核断面的个数；j为污染源的个数；C_j表示第j个污染源排放浓度；Q_j为第j个污染源排放流量；ΔC_j为浓度差，为第j个污染源排放后的目标考核断面浓度与所述目标考核断面背景浓度的差值。

4.如权利要求1所述的入河污染负荷最优分配方法，其特征在于，所述优化分配模型选用MATLAB基于单纯形法求解目标最优值，运用MATLAB优化工具箱中的线性规划函数linprog求解。