[发明专利]一种基于多源数据耦合的重要水功能区水质风险测评方法

权利要求书

1.一种基于多源数据耦合的重要水功能区水质风险测评方法，其特征在于：将水功能区划分为多个水功能区控制单元，对每个水功能区控制单元进行敏感性测评；对水功能区污染源进行定位并进行污染源压力测评；基于敏感性测评结果和污染源压力测评结果进行水功能区控制单元内污染源风险等级划分；对不同等级的风险源赋值，作为输入条件代入河流、湖库一维稳态混合衰减模型，获得每个水功能区控制单元的水系风险场指数，进一步根据水功能区控制单元的范围将风险场指数分配到该区域，获得水功能区水质风险图；具体包括以下步骤：

1)构建水功能区水质风险测评基础数据库；

2)根据水功能区上下游断面及地理高程数据划分水功能区控制单元；

3)水功能区控制单元敏感性测评：首先建立水功能区控制单元敏感性测评体系，该体系包括3个层级：敏感性目标层、敏感性准则层和敏感性测评指标层，敏感性准则层为敏感性目标层的子层级，敏感性测评指标层为敏感性准则层的子层级，其中敏感性目标层包括1个项目，敏感性准则层包括至少5个项目，敏感性测评指标层包括至少10个项目；建立体系后进行量化，首先对敏感性测评指标进行计算并赋分，根据敏感性准则层赋分体系规定的指标权重，计算各类敏感性准则层得分；再根据敏感性目标层赋分体系规定的准则层权重，计算得到敏感性目标层得分；

4)污染源压力测评：包括污染源定位和污染源压力定量化测评两部分；所述污染源定位采用基于高精度遥感影像数据的污染源识别深度学习进行；所述污染源压力定量化测评，首先建立污染源压力测评体系，该体系包括3个层级：污染源压力目标层、污染源压力准则层和污染源压力测评指标层，其中污染源压力目标层1个项目、污染源压力准则层至少2个项目、污染源压力测评指标层至少5个项目，在量化过程中，首先对污染源压力测评指标进行计算并赋分，根据污染源压力准则层赋分体系规定的指标权重，计算污染源压力准则层得分，根据污染源压力目标层赋分体系规定的准则层权重，计算得到污染源压力目标层得分；

5)区内污染源风险等级划分：综合水功能区控制单元敏感性测评结果及污染源压力测评结果，构建基于水功能区水质风险的污染源风险等级测评矩阵，对水功能区控制单元内的所有污染源进行风险划分；

6)水系风险场计算：对不同风险等级的污染源赋值，作为输入条件代入河流、湖库一维稳态混合衰减模型，获得每个水功能控制单元的水系风险场指数；

风险场指数的具体计算方法为：

A、针对河道型水功能区：

a、当水功能区控制单元内存在一个风险源时，设该风险源的风险值为q₀，参考河流一维稳态混合衰减模型，构造河道型水功能区下游控制断面的风险场指数R_k为：

式中：x为排污口距离水功能区下游控制断面的距离，单位为m；Q为水功能区河流流量，单位为m³/s；k为污染物质衰减系数，单位为1/d；u_x为水功能区河流平均流速，单位为m/s；

b、当风险源处于支流上时，污染物质经过支流到达河道型水功能区下游控制断面时，该水功能区下游控制断面的风险场指数R_k为：

式中：x₁为风险源在支流排污口与干支流交汇口的距离，单位为m，x₂为干支流交汇口与水功能区下游控制断面的距离，单位为m；k为污染物质在河流的衰减系数，单位1/d；u₁为支流的平均流速，单位为m/s；u₂为水功能区干流的平均流速，单位为m/s；Q₁为支流的河流流量，单位为m³/s；Q₂为水功能区干流的河流流量，单位为m³/s；

c、对于水功能区控制单元存在多个风险源时，将各风险源产生的影响累加，风险场指数为：

式中，R_k为不同风险源对水功能区下游控制断面的风险场指数；n为水功能区控制单元内的风险源个数；

B、针对湖库型水功能区，采用一维稳态湖库混合衰减模型进行计算，设风险源的风险值为q₀，湖库型水功能区下游控制断面的风险场指数R_k见下式：

其中

m₀＝C₀Q_L (11)

式中：m为湖库中现有污染物的排入量，单位为g/s；m₀为湖库入流污染物排放速率，单位为g/s；K_h为中间变量，单位为1/s；Q_t为某一时刻的湖库出流量，单位为m³/s；V为设计水文条件下的湖库容积，单位为m³；t为计算时段长，单位为s；Q_L为湖库出流量，单位为m³/s；K为综合消减系数，单位为1/d；C₀为湖库初始污染物浓度，单位为mg/L；

7)进一步根据水功能区控制单元的范围将风险场指数分配到该区域，获得水功能区水质风险图。