[发明专利]一种低影响开发设施的水量水质模拟计算方法

权利要求书

1.一种低影响开发设施的水量水质模拟计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、模拟研究区的水文径流、管渠水流及水质的传输过程，计算现状条件下的污染物的累积量和冲刷量；

步骤二、基于低影响开发设施各结构层的水量连续性方程及污染物一级降解反应方程求解水量水质的蓄滞与传输转化过程；

步骤三、分析低影响开发设施对水量水质的控制效果，评估低影响开发设计方案的目标可达性。

2.根据权利要求1所述的一种低影响开发设施的水量水质模拟计算方法，其特征在于：步骤一所述水文径流计算包括地表产流和地表汇流，地表产流的入渗量通过求解霍顿Horton公式计算，地表汇流采用非线性水库方程计算，所述管渠水流及水质的传输过程的计算利用马斯京跟法或者修正的Puls方法计算，所述污染物的累积量采用指数累积算法计算，冲刷量采用指数冲刷算法或者EMC冲刷算法计算。

3.根据权利要求2所述的一种低影响开发设施的水量水质模拟计算方法，其特征在于：所述地表产流的入渗量采用霍顿Horton公式计算的方法是：

①雨季入渗能力和入渗量计算公式为：

式中：f为t时刻的入渗能力，mm/s；F为t时刻的入渗量，mm；f_∞为最小入渗能力，mm/s；f₀为最大入渗能力，mm/s；t为入渗时间，s；k_d为入渗衰减系数，s^-1；

②旱季入渗能力计算公式为：

式中：t_w为地表入渗能力恢复曲线中f为f_∞时对应的时间，k_r为入渗恢复系数，s^-1。

4.根据权利要求2所述的一种低影响开发设施的水量水质模拟计算方法，其特征在于：所述地表汇流采用非线性水库法求解的方法是：

地表径流计算公式为：

式中：A为汇水区面积，m²；n为汇水区曼宁系数；W为汇水区特征宽度，m；S为汇水区坡度，d为地表水深，m；d_s为地表洼蓄深度，m；

地表水深随时间的计算公式为：

式中：d为地表水深，m；i为降雨强度，mm/s；e为蒸发强度，mm/s；f为入渗速率，mm/s；q为径流量，mm/s。

5.根据权利要求2所述的一种低影响开发设施的水量水质模拟计算方法，其特征在于：所述管渠水流及水质的传输过程采用马斯京根法的计算方法是：采用槽蓄方程代替动量方程，采用水量平衡方程代替连续性方程，计算公式为：

式中：V为槽蓄量，m³；I为入流量，m³/s；Q为出流量，m³/s；Δt为演算步长，s；i和i-1分别表示当前时刻和上一时刻的物理量，K、X分别为马斯京根参数，无具体物理意义；

由公式6和7联立求解得：

Q_i＝C_XI_i+C_YV_i-1 (8)

其中CX、CY是K、X、Δt的函数，计算公式为：

限制条件为：

由限制条件得到关系式为：

上述为单一河段计算公式，对于多河段情况，用K/N(N为子河段数)作为新的K值参与计算。