[发明专利]基于栅格化处理的平原河网区河道面源污染负荷确定方法

摘要

本发明公开了一种基于栅格化处理的平原河网区河道面源污染负荷确定方法,采用栅格化处理技术和GIS空间叠合分析功能，以河道断面面积与栅格到周边河道最小距离之比为权重，计算汇流权重因子，确定各河道的汇流区范围及对应的各类土地利用面积。具体步骤包括：绘制河网多边形、计算域栅格化及空间运算、计算汇流权重因子、确定面源污染流向、划分面源污染汇流区、统计土地利用类型面积、计算单位面积污染负荷、计算河道面源污染负荷。本发明通过提出反映平原河网区水系特征的面源污染汇流区确定方法，解决了该类地区汇流区界限难以确定的问题，易于在具有同类水系特征地区的污染负荷计算中推广应用。

主权项

1.一种基于栅格化处理的平原河网区河道面源污染负荷确定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)绘制河网多边形结构图根据计算区域的水系图，对河网进行概化处理，绘制由河道包围所形成的网状多边形结构图；(2)计算域栅格化及空间运算借助工具，对计算区域的土地利用图层和栅格图层进行空间叠合分析，生成每个网格单元不同土地利用类型的范围，统计相应土地利用的面积为河网多边形第i个网格第j种土地利用的面积，km²；(3)计算汇流权重因子按公式(1)进行计算：式中：Pik为第i个网格到第k条河道上的权重因子，％；dik为第i个网格到第k条河道的最小距离，km；Ak为第k条河道的断面面积，m2；m为包围该网格的河道数量；(4)确定面源污染流向统计每个网格到第k条河道的最大权重因子，按公式(2)计算：Mi＝max{Pik,k＝1…m}    (2)式中：Mi为某个河网多边形的第i个网格汇流入第k条河道的最大权重因子，％；如果第i个网格到第k条河道的权重因子最大，那么该网格的面源污染负荷全部汇入第k条河道；(5)面源污染汇流区划分依次计算河网多边形内每个网格的面源污染汇入周边河道的最大权重因子，所有汇入同一条河道的网格即构成该河道的汇流区；(6)统计汇流区土地利用类型面积按公式(3)统计河网多边形不同土地利用类型的面积；式中：Aj分别为河网多边形第j种土地利用类型的面积，km2；n为某一河道汇流区的栅格数量；依次对所有河网多边形重复上述计算过程，得到计算区域全部河道的汇流区范围及对应的各种土地利用类型面积；(7)将河道汇流区的各类土地利用面积输入面源污染模型，计算与每条河道对应的面源污染量WLk；(8)根据面源污染量WLk，结合工业废水和生活污水的点源调查资料，统计每条河道各种污染物的污染负荷总量WLs，将该数据与政府公布的水污染物限制排污总量WLL进行比较：如果WLs≤WLL，说明河道的实际污染负荷小于或等于限制排污总量，无需对该河道制定相应减排措施；如果WLs>WLL，说明该河道的实际污染负荷已经超过限制排污总量，需要制定相应的污染治理和减排措施。