[发明专利]一种基于MIKE21的湖泊水环境容量计算方法

摘要

本发明公开了一种基于MIKE21的湖泊水环境容量计算方法，该方法包括如下步骤：1)研究区域数据的采集；2)水动力学模型的搭建；3)水质模型的搭建；4)水动力水质模型的耦合；5)模型的参数率定；6)计算湖泊水环境容量。本发明的湖泊水环境容量的计算方法，通过MIKE21搭建湖泊水动力水质模型，在进行水质模拟时，除了可以分析常规水质成分以外，还能分析自定义目标物质在各类复杂水体中的变化过程，准确地模拟湖泊污染物浓度状况，进而可以准确计算在入湖来水不同流量大小时的湖泊水环境容量，提高了计算结果的精度，而且可以根据在不同来水条件下计算所得水环境容量对湖泊的污染物总量进行控制，有效的改善湖泊的水质状况。

主权项

1.一种基于MIKE21的湖泊水环境容量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：1)研究区域数据的采集：采集研究区域的地形高程数据、水文数据、气象数据、风场数据、水质数据；2)浅水湖泊群水动力学模型的搭建：通过输入步骤1)采集的地形高程数据在MIKE21的水动力学建模模式下，采取无结构自适应三角形网格方式得到研究区域的平面二维有限元网格计算模型，再应用MIKE21的Mesh Generator模块，采用线性方式插入到Z轴，生成包含实际地形数据和水深数据的三维有限元计算mesh格式文件，得到研究区域的计算网格，设置与所述计算网格匹配的各项参数、初始条件以及边界条件，搭建完成浅水湖泊群水动力学模型；3)浅水湖泊群水质模型的搭建：通过输入步骤1)采集的水文数据、气象数据、风场数据、水质数据，在MIKE21中的ECOLab模块选择系统内置的用来描述湖泊水体中污染物迁移、转化、扩散的数学物理方程的水质模型，设置与所述水质模型匹配的参数和初始条件，搭建完成浅水湖泊群水质模型；4)水动力水质模型的耦合：通过求解步骤2)所得的水动力学模型得到水体瞬时流速，并将瞬时流速在x、y方向上的均值提供给步骤3)所得的水质模型作为初始条件，得到耦合后的水动力水质模型；5)模型的参数率定：验证水动力水质水生态耦合模型模拟结果与实测数据的误差，再对模型内的参数进行率定，直到模拟结果满足精度要求；6)计算湖泊水环境容量：通过水动力水质模型进行模拟得到入湖河流和出湖河流控制断面污染物浓度值，采用上述水环境容量计算公式计算不同水文条件下相应水质目标下湖泊水环境容量。