[发明专利]一种基于水功能区的水量水质调控方法

权利要求书

1.一种基于水功能区的水量水质调控方法，其特征在于所述方法的步骤如下：

构建水量调控模拟模型的步骤：用于以流域水资源分区和行政分区嵌套形成水功能区的计算单元，并将水功能区的主要控制工程节点和水功能区控制断面作为基本信息模拟单元；分析所述水功能区范围内的水量平衡信息，建立计算单元与水功能区地表径流汇流与用水退水关系，计算用水影响下的水功能区控制断面过流；所述的水功能区断面的流量计算公式如下：

Q＝W_上+W_本-U+S

式中：Q-水功能区控制断面过流量，

W_上-上游来水量，

W_本-水功能区所在单元地表径流量，

U-水功能区所在单元地表取用水量，

S-水功能区所在单元用水后退入水功能区断面水量；

计算水功能区控制断面流量的步骤：用于使用水量调控模拟模型计算水功能区的断面流量；

计算入河污染负荷量的步骤：用于对入河的污染源进行量化的估算，包括：对工业点源产生量估算和城镇生活点源产生量估算；

基于水功能区的纳污能力计算的步骤：用于根据水量调控模拟模型的流量计算结果，采用一维水质模拟公式计算用水影响条件下的水功能区纳污能力：

M＝31.5(C_s-C₀ exp(-kL/u))exp(kx/u)Qr，

式中：M-污染物纳污能力(t/a)，

Cs-水功能区下断面水质目标控制因子浓度(mg/L)，

C₀-水功能区上断面水质目标控制因子浓度(mg/L)，

k-污染物综合衰减系数(1/s)，

L-水功能区长度(m)，

x-排污口下游断面距水功能区下断面纵向距离(m)，

u-设计流量下的平均流速(m/s)，

Qr-设计流量(m³/s)；

分析水功能区达标状况的步骤：用于使用水功能区达标分析模型，通过污染负荷产生入河量与水功能区纳污能力对比分析水功能区达标状况，如果若水功能区达标率不能实现，则回到“构建水量调控模拟模型的步骤”调整数据量，重新进行计算，直至实现水功能区达标率，则结束过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的计算水功能区控制断面流量的步骤中用于根据模块化分割方法水量调控模拟模型的计算包括的子步骤如下：

计算单元本地径流用水模拟：包括第一阶段计算本地径流的利用及用户间配置，第二阶段计算河网入流统计及供水计算，第三阶段计算网超蓄水量排放；

计算单元非常规水源利用模拟：非常规水源主要包括雨水利用、微咸水和海水利用；

地下水利用模拟：对于浅层地下水，将每个计算单元视为只有一个地下水库，其补给水量为地下水可利用量，对每个单元输入地下水可开采量的年过程；

地表工程供水模拟：对于大型水库、引水工程等，以本地径流计算后得出的水量作为入库水量，根据水库入流、上时段存蓄水量结合水库调度规则得出可供水量，对用户进行水量配置，并计算超过蓄水能力后的工程下泄流量；

控制断面水平衡模拟：根据计算单元对水库节点、水功能区控制断面等的径流汇流量、单元用水耗水后的排水量，通过水量平衡计算各断面的过流量；

时段结束判断：判断计算的时段是否到达设定的末尾，如果到达则结束过程，如果未达到则回到“计算单元本地径流用水模拟”的子步骤，继续下移时段的计算。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的水量水质联合分析调控的步骤中的分析方法包括两种分析方式：

第一种分析方式是：在确定用水总量条件下模拟各水功能区断面的径流过程，得出各区域纳污能力总量；第二种分析方式是：通过对比纳污能力计算结果与实际排污预测量，调整用水控制量实现水功能区断面水质达标目标。