[发明专利]一种基于水量水质耦合模型的突发性水污染事件应对方法

权利要求书

1.一种基于水量水质耦合模型的突发性水污染事件应对方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1，模拟河网水动力模型：利用实测资料对模型参数进行率定，依托产汇流子模型和河网及闸坝调度子模型的水量模拟；

S2，模拟河网水质模型：依托不同水质模块子模型，对河流水体进行模拟的水质模拟，实现重点河段水量变化、取排水变化、和水污染过程要素单独或协同变化条件下的河网水质高精度模拟；

S3，河网水动力模型与水质模型的耦合：在水质监测信息系统建设的基础上，利用计算机技术、网络技术、数据交换技术等实现水文、水质和污染源等监测数据、基础数据进行整合和汇集管理，构建水量水质耦合模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于水量水质耦合模型的突发性水污染事件应对方法，其特征在于：所述S1中，具体包括以下步骤：

S110，构建河网水动力模型基本结构，河网水动力模型由四大模块组成，即数据文件模块、产汇流模块、主计算模型模块和计算结果输出模块，各模块又包括若干子模块；

S120，构建河网水动力数学模型，河网水动力学模型的基本方程为扩展后的Saint-Venant方程，具体表达式如下：

①和②式中，Q为流量；h为水位；A为有效过水断面面积；A_o为蓄水断面积；S_co，S_m均分别为河道蜿蜒系数，是水位h的函数；x为沿主流向的纵向距离；t为时间；q为侧向入流或出流，且入流为正，出流为负；β为动量校正系数；g为重力加速度；S_f为河道的阻力坡降；S_e为河道突扩或收缩引起的坡降；S_i为非牛顿流体引起的附加阻力坡降；B为有效过水断面的水面宽；L为侧向流的动量，W_f为风对水面的阻力；

S130，确定河网水动力模型边界条件，外边界条件，作为输入资料给定，内部边界条件用相容条件给定；

S140，嵌入降雨产流模型，在该河网水动力模型中嵌入降雨产流模型，输入雨型后，产生的地面径流以侧向入流的方式，直接进入河网的水动力计算，其中：

将流域分单元处理，降雨产流模型以三水源模型为基础，结合河网的特征构成的，降雨产流模型结构包括水面蒸发和地面蒸发的蒸散发量；根据蓄满产流理论得出的产流量；地面径流、壤中流和地下径流的水源划分和汇流计算量。

3.根据权利要求2所述的一种基于水量水质耦合模型的突发性水污染事件应对方法，其特征在于，所述S120中，侧向流的动量L包括侧向入流的动量、侧向出流的动量和侧向渗流的动量，其中：

侧向入流的动量计算表达式为：

L＝qv_x ③；

侧向出流的动量计算表达式为：

L＝-qQ/A ④；

侧向渗流的动量计算表达式为：

L＝-0.5qQ/A ⑤；

③式中，v_x为侧向入流沿河道流向x的速度分量。

4.根据权利要求3所述的一种基于水量水质耦合模型的突发性水污染事件应对方法，其特征在于，所述S120中，风对水面的阻力W_f计算，具体表达式为：

W_f＝C_wV_rw|V_rw| ⑥

⑥式中，C_w为风阻力系数，取值范围为1×106≤C_w≤3×106，V_rw为相对风速；

且相对风速V_rw具体表达式为：

V_rw＝V±V_wcosω ⑦，

⑦式中，V＝Q/A，V_w为风速，ω为风向与x正向的夹角。

5.根据权利要求4所述的一种基于水量水质耦合模型的突发性水污染事件应对方法，其特征在于，所述S140中，汇流计算量具体包括线性水库法计算得出的壤中流、地下径流的出流量，以及采用单位线法并进行非线形化处理计算得出的地面汇流量、地面出流量。