[发明专利]基于正交分析的现状城区河道水质达标分析方法

说明书

发明涉及给排水工程、河道整治、环境科学与工程和环境保护技术领域，为提出新的城区河道水质达标分析方法，能够客观的反映河道水质的各影响因素。为此，本发明采取的技术方案是，基于正交分析的现状城区河道水质达标分析方法，包括所在区域自然本底特征分析；河道水动力水质耦合模型的构建及率定；不同影响因素的单因素河道水质达标分析；基于正交分析多因素河道水质达标分析；活水量校核及工程造价分析优化正交分析结果，最终确定河道水质达标的边界条件和工程规模。本发明主要应用于排水工程、河道整治场合。

技术领域

本发明涉及给排水工程、河道整治、环境科学与工程和环境保护技术领域，尤其涉及一种基于正交分析的现状城区河道水质达标分析方法。

背景技术

水污染防治通常通过强化源头控制，水陆统筹、河海兼顾，对江河湖海实施分流域、分区域、分阶段科学治理，系统推进水污染防治、水生态保护和水资源管理。水环境整治项目中所采取的工程措施都是围绕河道水质达标展开的，但是所采取的工程措施能否保证河道水质稳定达标缺乏相关论证方法，同时关于后期运维的相关边界条件如雨后水质恢复时间等也没有系统分析的方法。

现状城区本底条件已经基本形成，造成城区河道水质恶化的影响因素有城市点源污染、面源污染、内源污染等。根据各地的工程实践，雨季城区河道水质污染程度更为严重，因为降雨将陆域污染物通过雨水冲刷至河道中，虽然通过河道自身的流动，污染物在河道中会不断的稀释、扩散并逐渐降解，但是在城区这种流速低、自净能力弱的河道是难以自净恢复到相应的水质标准的。因此通过工程措施对点源、面源污染进行控制是解决河道水质问题的核心工作之一。根据工程实践，降雨量、初期雨水的截流量、河道自然活水量等因素都会对雨后河道水质产生影响。如何准确的判断河道水质达标的影响因素并对其量化，是此类项目是否能够达到工程目标并控制工程造价的根本。现阶段基于城市河道水动力水质耦合模型的研究已经广泛运用在河道水质分析中，由于影响水质的因素较多，如果逐个因素全面分析工作量巨大，在工程实践中往往都是只模拟不同截流量条件下的水质达标情况，对其他影响因素进行人为的固定，不进行具体分析，即单因素分析。这样的水质达标分析边界条件单一，不能客观的反映河道水质的各影响因素，分析结果不全面。因此目前还缺乏一种快速、科学、完整的多因素水质分析方法。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出新的城区河道水质达标分析方法，能够客观的反映河道水质的各影响因素。为此，本发明采取的技术方案是，基于正交分析的现状城区河道水质达标分析方法，包括所在区域自然本底特征分析；河道水动力水质耦合模型的构建及率定；不同影响因素的单因素河道水质达标分析；基于正交分析多因素河道水质达标分析；活水量校核及工程造价分析优化正交分析结果，最终确定河道水质达标的边界条件和工程规模。

详细步骤如下：

S1、自然本底特征分析包括河道所在区域的多年降雨分析，河道流域范围内陆域产流产污特征分析，河道生态需水量分析；

S2、构建河道水动力水质耦合模型，并进行模型参数的确定及率定；

S3、确定影响河道水质的变量因素，通过构建的水动力水质耦合模型，分别对单个因素进行河道水质模拟分析，进而初步选定各因素的水平；

S4、采用水动力水质耦合模型，通过正交分析明确各影响因素对水质达标的影响程度，得出初步最优因素水平组合，确定雨后水质达标的天数和全年达标保证率；

S5、基于初步最优因素水平组合，依次进行活水量校核和工程造价分析。如果所需活水量大于生态需水量或工程造价超过了项目预期，应先调整组合模式，如果不能达到要求再延长雨后水质达标的天数或降低全年达标保证率，最终获得河道水质达标的边界条件和工程规模。

步骤S1中的降雨分析具体为：