[发明专利]一种流域水质水量监测系统

说明书

本发明属于测试系统技术领域，公开了一种流域水质水量监测系统，HYDRUS模块，通过两套网格交叉切割形成更小的交叉单元，用于实现进行根区土壤水，地下水，地表河道水模拟；MODFLOW模块，用于实现对包气带土壤水入渗通量和河床水流交换通量监测；EFDC模块，用于实现河流、湖泊、水库、湿地、河口和海洋水体的水动力和水质运移过程模拟。能根据河道水的实时水位与地下水的实时水位，模拟河道水与地下水两者之间的实时交换；能根据实时降水速率、土壤水、地下水之间的关系，模拟降水在土壤中的渗透、土壤水与地下水之间的实时转换；对流域中不同形态的水含量进行耦合模拟，考虑不同形态水之间的相互影响、相互转化。

技术领域

本发明属于测试系统技术领域，尤其涉及一种流域水质水量监测系统。

背景技术

水质监测是监视和测定水体中污染物的种类和各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程，监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类，一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等，另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等，为客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定。

水资源在大气、地表面、以及地表面以下的不断运动形成了水文循环。而水文循环的核心是地表水与地下水的不断交换、相互作用。在水文循环中，地表水和地下水不是孤立的个体，二者通过不断变化的气候、地形地貌和地质条件相互作用。因此，不管开发或污染了地表水或地下水都势必在一定程度上影响另一水体的质量。

目前，由于资料限制或研究问题的侧重点不同，很多水文模型只关注地表水部分或地下水部分，或者将其中一部分简化处理。如地表水模型主要侧重于近地表水文过程，对地下水过程一般简化为线性水库演算方法，仅考虑进入含水层的水量而未考虑地下水对土壤水传输及对地表水的作用。地下水模型一般只考虑饱和带水流和赋存作用，对降雨入渗及蒸散发过程则采取简化处理，仅给出含水层的补给率，未考虑非饱和带土壤水与地下水之间的动态联系，对降雨－径流这一重要水文过程则完全忽略。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的地表水模型主要侧重于近地表水文过程，对地下水过程一般简化为线性水库演算方法，仅考虑进入含水层的水量而未考虑地下水对土壤水传输及对地表水的作用。

(2)地下水模型一般只考虑饱和带水流和赋存作用，对降雨入渗及蒸散发过程则采取简化处理，仅给出含水层的补给率，未考虑非饱和带土壤水与地下水之间的动态联系，对降雨－径流这一重要水文过程则完全忽略。

解决以上问题及缺陷的难度为：地表水与地下水的相互作用异常复杂，二者在特定的气候、地形和地质条件下相互作用。地表水和地下水是具有内在联系的有机整体。单纯的简化甚至忽略某一部分必然导致水文系统的不完整，难以准确地模拟出它们之间的水量交换规律。

解决以上问题及缺陷的意义为：在研究地表水和地下水相互转化时，采用地表水与地下水耦合模型，对于水资源评价、区域水资源开发利用和综合管理以及生态环境保护均具有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种流域水质水量监测系统。

本发明是这样实现的，一种流域水质水量监测系统设置有：

HYDRUS模块，通过两套网格交叉切割形成更小的交叉单元，用于实现进行根区土壤水，地下水，地表河道水模拟；

MODFLOW模块，用于实现对包气带土壤水入渗通量和河床水流交换通量监测；

EFDC模块，用于实现河流、湖泊、水库、湿地、河口和海洋水体的水动力和水质运移过程模拟。

进一步，所述HYDRUS模块的耦合方法包括以下步骤：