[发明专利]一种基于多模型耦合的流域水环境模拟预测的方法及装置

权利要求书

1.一种基于多模型耦合的流域水环境模拟预测的方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、获取待预测流域的输入数据；所述输入数据包括数字高程模型DEM数据、气象数据、水文数据、水质数据、土地利用、土壤类型、污染源；

S2、将所述输入数据输入到水环境预测模型；基于所述输入数据以及所述水环境预测模型，得到待预测流域的水环境模拟预测结果，完成所述待预测流域的水环境从流域到水体到生态的动态模拟；其中，所述水环境预测模型包括水文水质模型、水动力水质模型、水生态模型；

所述S2中的水文水质模型的选取方法为基于待预测流域的下垫面特征，选择水文水质模型；

所述水文水质模型包括水文模拟模型HSPF、分布式水文模型SWAT；

所述S2中的将所述输入数据输入到水环境预测模型；基于所述输入数据以及所述水环境预测模型，得到待预测流域的水环境模拟预测结果包括：

S31、将所述输入数据输入到所述水文水质模型，得到模拟的待预测流域的水循环及物质循环，基于所述水循环及物质循环得到河道水文信息模拟值、污染物信息模拟值；

S32、采用均分插值算法对所述河道水文信息模拟值、污染物信息模拟值进行时间尺度扩展；

S33、将所述扩展后的模拟值输入到所述水动力水质模型，得到模拟的流域内水体状况，基于所述流域内水体状况得到模拟的污染物分布格局与水体的实时监测数据；

S34、将所述模拟的污染物分布格局与水体的实时监测数据输入到所述水生态模型，得到生态环境质量综合指标；

S35、基于所述水文水质模型、水动力水质模型及水生态模型，得到待预测流域的水环境模拟预测结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中的水动力水质模型包括：一维河网水动力水质模型WQS、二维河道水动力水质模型NEWCHAN、二维湖泊水动力水质模型BNULAKE。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S33中的将所述扩展后的模拟值输入到所述水动力水质模型，得到模拟的流域内水体状况包括：

S341、将所述扩展后的模拟值输入到所述一维河网水动力水质模型，模拟污染物在河道内的运移过程及水质变化过程，得到一维河网水质变化数据；

S342、将所述扩展后的模拟值输入到所述二维河道水动力水质模型，模拟关键河段二维流场的变化及污染物扩散输移过程，得到二维河道水质变化数据；

S343、将所述扩展后的模拟值输入到所述二维湖泊水动力水质模型，模拟湖泊与河道的水量、水质交换过程，以及污染物在湖泊中的降解转化过程，得到二维湖泊水质变化数据；

S344、基于上述S341-S343的结果，得到所述模拟的流域内水体状况。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述一维河网水动力水质模型包括水动力计算模块、闸坝调控模块、区间过程估算模块、水质计算模块。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S341中的基于所述一维河网水动力水质模型，模拟污染物在河道内的运移过程及水质变化过程包括：

S3411、将所述扩展后的模拟值输入到所述水动力计算模块，得到单一河段流场；其中，河段流场为河段各个断面位置的水力要素；所述水力要素包括河段各个断面位置的面积、湿周、水位、流量、水深、流速；

S3412、将所述单一河段的流场输入到所述闸坝调控模块，得到全河段流场；

S3413、将所述全河段流场输入到所述区间过程估算模块，对所述全河段流场中的水位、流量数据进行修正；

S3414、将经修正的所述全河段流场以及水质数据输入到所述水质计算模块，得到全河段浓度场分布；

S3415、将所述全河段浓度场分布输入到所述区间过程估算模块，对所述全河段浓度场分布中的水质数据进行修正，得到模拟的污染物在河道内的运移过程，及水质变化过程。