[发明专利]一种浅水湖泊群水质水量水生态耦合调度分析方法

权利要求书

1.一种浅水湖泊群水质水量水生态耦合调度分析方法，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水动力学建模的模式下，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，完成浅水湖泊群水动力学模型的搭建；

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)所得的浅水湖泊群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)所得的浅水湖泊群水质模型作为初始条件，得到耦合后的水动力水质模型；

5)浅水湖泊群水生态模型的搭建：在步骤3)搭建的浅水湖泊群水质模型的基础上，应用MIKE 21中ECOLab模块的富营养化模块EU搭建水生态模型，设置与所述水生态模型匹配的各项参数、边界条件和初始条件，搭建完成浅水湖泊群水生态模型；

6)浅水湖泊群水动力水质水生态耦合模型的搭建：将步骤4)耦合的水动力水质模型与步骤5)搭建的浅水湖泊群水生态模型通过湖泊水体的流速流量、湖泊污染物总氮总磷的浓度值进行耦合，得到搭建完成的浅水湖泊群水动力水质水生态耦合模型；

7)模型的参数率定：验证浅水湖泊群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；

8)调度分析：将不同的代表性工况输入到搭建并完成参数率定的浅水湖泊群水动力水质水生态耦合模型中，设定模拟时间进行模拟，得出不同代表性工况下湖泊水体的流速和流场、湖泊中污染物的浓度及其分布以及湖泊的富营养化程度进行对比分析。

2.根据权利要求1所述的浅水湖泊群水质水量水生态耦合调度分析方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述地形高程数据包括采用三点定位法从Google Earth上提取所研究湖泊群所在区域地表地形高程数据，人工测量得到研究湖泊群所在区域湖底地形高程数据；

所述水文数据具体包括研究区域的湖泊水深、湖泊的入流量和出流量；

所述风场数据具体包括研究区域湖泊的多年平均风速、风向；

所述气象数据具体包括研究区域湖泊的当地大气压强、温度、湿度；

所述水质数据具体包括研究区域湖泊的BOD、DO、COD、NH₃-N、TN、TP污染物的浓度值、盐度和源汇项、藻类叶绿素a的浓度值、藻类的增长率、呼吸率、死亡率和沉降率以及颗粒磷的沉降系数和颗粒氮的沉降系数。