[发明专利]一种基于MIKE模型的感潮河网水环境治理方法

权利要求书

1.一种基于MIKE模型的感潮河网水环境治理方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，基于MIKE构建河网模型，并通过空间步长控制、地形复核、以时间序列赋值群闸操作的方法，增加模型的稳定性和精度；

步骤2，确定补水活水方案；

步骤3，确定补水过程和补水量。

2.根据权利要求1所述的一种基于MIKE模型的感潮河网水环境治理方法，其特征在于步骤1所述河网模型建模的基本原理包括：

(1)河网模型的控制方程

研究水系属于感潮河网水系，模型控制方程为描述一维非恒定流运动的圣维南方程组：

式中，z为水位；Q为流量；B为过水断面水面宽；q为旁侧入流量；A为过水断面面积；c为谢才系数；R为水力半径；x，t为位置和时间坐标；方程组利用Abbott-Ionescu六点隐式有限差分格式离散控制方程组，该格式在每一个网格点不同时计算水位和流量，按顺序交替计算水位或流量，分别称为h点和Q点；

(2)水工结构物

研究区域建有多个闸泵等水工结构物，MIKE11将水闸作为特殊的汊点进行考虑，描述各种不同类型的水闸的调度，当水闸全开时，该汊点满足简单衔接条件，当水闸关闭或部分关闭时，水闸上下游河段作为边界河段考虑，其边界条件为流量边界，当水闸不完全闭合时根据上下游水位差和水闸的堰流或孔流流量公式计算出过闸流量。

3.根据权利要求1所述的一种基于MIKE模型的感潮河网水环境治理方法，其特征在于所述步骤1包括利用水动力HD模块进行项目片区河网水动力计算，利用可控水工建筑物SO模块对河网内的水闸、泵站进行模拟，利用对流扩散AD模块进行水质计算，从而分析评价利用潮汐动力及闸泵调度的补水量及补水活水后水环境质量的改善效果。

4.根据权利要求1所述的一种基于MIKE模型的感潮河网水环境治理方法，其特征在于所述步骤1所述构建数学模型包括：相应区域的大河网模型以及相应区域的河网水动力模型，在率定和验证的基础上，利用大河网模型提供边界驱动条件给河网水动力模型，并且将河网水动力模型与大河网模型的对应站点水位和流量进行对比，从而为所述河网水动力模型进行间接验证。

5.根据权利要求4所述的一种基于MIKE模型的感潮河网水环境治理方法，其特征在于所述水动力HD模块进行项目片区河网水动力计算，利用可控水工建筑物SO模块对河网内的水闸、泵站进行模拟包括：

步骤11，确定模型的主要参数，包括河床糙率以及时间步长和空间步长，河网汊点处地形若有较大落差，容易导致模型发散，此时在不影响计算结果的前提下，可以人为的在两个突变的汊点断面之间以两个断面底高程均值插值出一个断面作为过渡；

步骤12，确定边界控制条件；

步骤13，根据设计资料及工程实际情况，建立的河网模型对多个水闸和多个泵站的位置、结构、调度方式进行设置，采用时间序列的方式准确赋值闸门开度和开泵流量等数据，时间精确到分钟，闸门开度精确到mm，泵站流量精确到0.01立方米/秒；

步骤14，模型验证，通过实测数据和大河网水动力模型所计算的数据，对河网水动力模型进行率定和验证，从而确保河网水动力模型的水位和流量模拟效果较好，计算值和实测值基本一致。

6.根据权利要求5所述的一种基于MIKE模型的感潮河网水环境治理方法，其特征在于还包括：

步骤15，建立水质模型，所述水质模型为一维稳态水质模型，计算方程为：

C(x)＝C₀exp(-k·x/u)

式中，C(x)为流经x距离后的污染物浓度，mg/L；x为沿河段的纵向距离，m；u为设计流量下河道断面的平均流速，m/s；K为污染物综合衰减系数，l/s。

7.根据权利要求6所述的一种基于MIKE模型的感潮河网水环境治理方法，其特征在于所述水质模型由河道断面及源汇项组成，其中源汇项包括沿程接纳的污染物，汇项包括相关的取水设施及河道型污水处理设施的取水口。