[发明专利]一种海域断面污染物输运通量确定方法及系统

说明书

本发明公开一种海域断面污染物输运通量确定方法及系统，涉及海域污染物扩散领域，该方法包括：获取待检测海域断面的测点、潮流数值模拟数据和海上污染物数据；将所述潮流数值模拟数据在所述待检测海域断面的测点上进行插值，提取所述测点对应的水深、流速和流向；根据测点对应的水深、流速和流向确定相邻两测点间的平均流量；将海上污染物数据在待检测海域断面的测点进行插值，确定相邻两测点间的污染物平均浓度；根据平均流量和污染物平均浓度确定待检测海域断面污染物输运通量。本发明能够实现在流态复杂的海域中检测污染物输运通量。

技术领域

本发明涉及海域污染物扩散领域，特别是涉及一种海域断面污染物输运通量确定方法及系统。

背景技术

随着沿海经济的快速发展，我国近海水环境持续恶化，海洋生态功能受损严重。近海水质污染是一个全球性的环境问题，将严重影响着海洋生态系统健康以及海洋经济的可持续发展。而近岸海域人类活动往往比较密集，是增养殖区、风景旅游区、海洋保护区等重要的功能区域。因此，控制污染、保护沿海海域水环境迫在眉睫。对海域污染物输运通量进行合理的计算是海域污染控制的前提和基础；建立起断面输运通量与海域水环境间的响应关系，是合理制定海域污染控制对策，实施总量控制的关键。海域污染物输运通量是污染物流经某一环境区间各种过程的综合表现，是海洋水文、地貌和化学等历程的综合结果。目前污染物通量计算方法大多只针对入海河流，现今缺乏一种适用于海域断面的污染物通量计算方法。海域断面污染物输运通量可用于刻画某一海域在某一时间范围内污染物的净输运总量。海域断面污染物输运通量计算所涉及到的是时空方面的问题，这是一个连续动态变化的过程，不同时段的计算结果是不同的，所以要因地制宜的选择计算方法。

物质输运通量是指一段时间内通过断面的物质总量。河流入海污染物的通量计算通常采用断面污染物的瞬间通量乘以时间跨度来代表该时段内通过该断面的污染物总量。入海河流的流向一般是单向非周期性流动，而海洋中的海流是潮流、风海流、波浪流等的综合水流，通常可把它分解为周期性的潮流和非周期性的余流。河流入海污染物断面瞬间通量法只适用于流态单一的非周期性流动，无法应用于流态复杂的海域中。

发明内容

本发明的目的是提供一种海域断面污染物输运通量确定方法及系统，以实现在流态复杂的海域中检测污染物输运通量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种海域断面污染物输运通量确定方法，包括：

获取待检测海域断面的测点、潮流数值模拟数据和海上污染物数据；

将所述潮流数值模拟数据在所述待检测海域断面的测点上进行插值，得到所述测点对应的水深、流速和流向；

根据所述测点对应的水深、流速和流向确定相邻两测点间的平均流量；

将所述海上污染物数据在所述待检测海域断面的测点进行插值，确定相邻两测点间的污染物平均浓度；

根据所述平均流量和所述污染物平均浓度确定待检测海域断面污染物输运通量。

可选的，所述根据所述测点对应的水深、流速和流向确定相邻两测点间的平均流量，具体包括：

根据所述测点对应的水深、流速和流向确定单宽流量；

根据所述单宽流量确定相邻两测点间的平均流量。

可选的，所述根据所述测点对应的水深、流速和流向确定单宽流量，具体包括：

根据所述测点对应的水深、流速和流向利用如下公式确定单宽流量：

其中，为第i个测点j时刻的单宽流量；为第i个测点j时刻的水深；为第i个测点j时刻的流速；为第i个测点j时刻流向；γ为北方向与海域断面方向的夹角，所述海域断面方向为海域断面起点到终点的方向。