[发明专利]江湖交汇水系水环境质量监测站点的优化布置方法

权利要求书

1.一种江湖交汇水系水环境质量监测站点的优化布置方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）依据历史水文资料统计平均流量与流向，明确河流及湖泊来水和交汇出水的方向，在地理信息系统平台上确定监测水系的范围；

（2）依据为《水功能区划分标准》对目标水系进行第一次分区即“水功能分区A”，具体到二级区划；

（3）按照下表中的主要用水目的，对功能区A进行第二次分区，得到子分区B；

（4）对每个子分区B进行第三次分区得到特征区C’；

（5）对各子分区B内的多个特征区C’进行初步合并；

（6）根据以上分区结果进行监测站点预设，形成预设站点集；

（7）在所有预设站点位置进行短期的水质监测，根据监测数据，对于每个子分区B内的预设站点，基于物源分析法进行优化分析，去除重叠站点，得到最终的优化站点布置方案。

2.如权利要求1所述的江湖交汇水系水环境质量监测站点的优化布置方法，其特征在于，步骤（4）中，分区依据考虑特征河流段和特征湖泊区两类：对于不同宽度的河流，基于混合区特征长度，将子分区B分为多个特征段；对于湖泊区，基于水力停留时间，将其分为多个特征区。

3.如权利要求1所述的江湖交汇水系水环境质量监测站点的优化布置方法，其特征在于，步骤（5）中所述的特征区初步合并的方法是：分别在丰水期、平水期和枯水期内短期监测特征区水质，测量频率不低于1次/周，时间间隔不低于4周，取各指标的平均值，评估每个特征河段或特征湖泊区的水质分类，合并具有相同水质类别的相邻特征区，最终确定整个水系特征区划集合C^*。

4.如权利要求1所述的江湖交汇水系水环境质量监测站点的优化布置方法，其特征在于，步骤（6）中所述的预设站点集的方法包括：每个特征区C内中心处若无已有监测站点，则在中心处增加一个预设站点；按照水质监测点的布设原则（《水环境监测规范(SL219－98)》），在所有重要位置预设新的水质监测站点；在河湖交汇口处，强制预设新的监测站。

5.如权利要求1所述的江湖交汇水系水环境质量监测站点的优化布置方法，其特征在于：所述步骤（7）中，对水功能分区内部的预设站点采用物元分析法进行优化分析后去除重叠站点。

6.如权利要求5所述的江湖交汇水系水环境质量监测站点的优化布置方法，其特征在于，对水功能分区内部的预设站点采用物元分析法进行优化分析后去除重叠站点的步骤为：分丰水期、平水期和枯水期计算每个监测点的水环境指标矩阵和两标准矩阵；计算待优化矩阵与两标准矩阵之间的“最佳”、“最次”关联函数，以及“最佳”、“最次”综合关联函数；以不同时期的“最佳”、“最次”关联函数为坐标轴,分别做出丰水期、平水期和枯水期三个时期的所有待优化站点的点聚图，依据图中点的空间分布聚合特征进行最终选取：对在两个或三个不同时期均有独立特征的站点，确定为需要设置站点；对三个时期独立特征不相同的点，确定为临时站点或进行合并。

7.根据权利要求1～6任一项所述的江湖交汇水系水环境质量监测站点的优化布置方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

（1）依据历史水文资料统计平均流量与流向，明确河流及湖泊各自来水和交汇水系出水的方向，在地理信息系统平台上确定监测范围；

（2）按照《水功能区划分标准》对研究水系进行第一次水功能分区，确定水功能分区集合A，属性为饮用水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区和排污控制区之一；

（3）对分区集合A进行第二次分区，得到子分区B，分区依据为水质级别和水力停留时间，如下表所示：

（4）针对河流情况，进行第三次分区，对河流子分区B_i，其中i指第i个河流子分区，首先计算B_i段的混合区特征长度L_i：

式中w为河流平均宽度，a为沿岸排污口至河岸平均距离，u为河流断面平均流速，h为平均水深，I为河流弯曲系数，g为重力加速度常数。