本发明专利技术提供了一种土壤侵蚀类面源污染物入河量的计算方法及装置，通过对污染物含量(通用土壤流失方程)与径流过程(WEP-L)的计算，将污染物随径流入河过程用具有物理机制的编程语言描述(Fortran编程)，实现土壤侵蚀类面源污染物入河量计算结果的动态性和稳定性，剔除人为因素的过多干扰。该方法既提高了计算结果的模拟精度，又实现了稳定预测功能。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种土壤侵蚀类面源污染物入河量的计算方法及装置，通过对污染物含量(通用土壤流失方程)与径流过程(WEP-L)的计算，将污染物随径流入河过程用具有物理机制的编程语言描述(Fortran编程)，实现土壤侵蚀类面源污染物入河量计算结果的动态性和稳定性，剔除人为因素的过多干扰。该方法既提高了计算结果的模拟精度，又实现了稳定预测功能。【专利说明】一种土壤侵蚀类面源污染物入河量的计算方法及装置
本专利技术属于水文学与水环境学领域，尤其涉及一种土壤侵蚀类面源污染物入河量 的计算方法及装置。
技术介绍
土壤侵蚀类面源污染泛指土壤颗粒中含有溶解的和固体的污染物从非特定的地 点在降水（或融雪）的冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体引起水体水质恶化的现 象，此类污染物主要包括有机物、氮、磷、重金属等。通常采用输出系数法或水质反演法，这 些方法的不足在于： 1、土壤侵蚀类面源污染入河量通常采用输出系数法或水质反演法进行计算，需依 靠针对性的实验数据方可完成，适用范围局限，不适用于流域大尺度污染入河量计算。 2、土壤侵蚀类面源污染入河量计算结果受人为因素干扰较大。 3、输出系数法是指土壤侵蚀类面源污染负荷与入河系数的乘积，入河系数依靠经 验或部分实验数据确定，计算范围不宜过大。 4、水质反演法是指根据无支流汇入河段的输入、输出控制断面的污染物实测浓 度，反演土壤侵蚀类面源污染物入河量，对于河段选取较严格，需剔除其他类型面源（如畜 禽养殖类面源）的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种土壤侵蚀类面源污染物入河量的计算方法及装置，旨 在解决上述
技术介绍
中的不足。 本专利技术是这样实现的，一种土壤侵蚀类面源污染物入河量的计算方法，包括以下 步骤： S1、利用通用土壤流失方程计算土壤侵蚀量； S2、利用WEP-L模拟地表径流过程，包含月径流过程和年径流过程； S3、建立空间尺度下土壤侵蚀量-径流过程的线性关系； S4、利用Fortran语言进行编程，耦合土壤流失方程和WEP-L模型，对土壤侵蚀类 面源污染物入河量进行动态计算； S5、将Fortran程序运行结果导入GIS工具中，完成土壤侵蚀类面源污染物入河量 的空间可视化。 优选地，在步骤S3中，所述线性关系用函数定义为： W = Quota X USLE X a X R_thly/R_als 式中：Quota为土壤中污染物含量，USLE为土壤侵蚀量，a为入河系数；R_thly为月 径流量；R_ als为年径流量。 本专利技术进一步提供了一种土壤侵蚀类面源污染物入河量的计算装置，包括： 土壤侵蚀量计算模块，用于利用通用土壤流失方程计算土壤侵蚀量； 径流模拟模块，用于利用WEP-L模拟地表径流过程，包含月径流过程和年径流过 程； 关系建立模块，用于建立空间尺度下土壤侵蚀量-径流过程的线性关系； 动态计算模块，用于利用Fortran语言进行编程，耦合土壤流失方程和WEP-L模 型，对土壤侵蚀类面源污染物入河量进行动态计算； 分布图绘制模块，用于将Fortran语言运行结果导入GIS工具中，完成土壤侵蚀类 面源污染物入河量的空间可视化；其中， 所述土壤侵蚀量计算模块、径流模拟模块、关系建立模块、动态计算模块以及分布 图绘制模块依次连接。 优选地，在关系建立模块中，所述线性关系用函数定义为： W = Quota X USLE X a X R_thly/R_als 式中：Quota为土壤中污染物含量，USLE为土壤侵蚀量，a为入河系数；R_thly为月 径流量；R_ als为年径流量。 本专利技术克服现有技术的不足，提供一种土壤侵蚀类面源污染物入河量的计算方法 及装置，通过对污染物含量（通用土壤流失方程）与径流过程（WEP-L)的计算，将污染物随 径流入河过程用具有物理机制的编程语言描述（Fortran编程），实现土壤侵蚀类面源污染 物入河量计算结果的动态性和稳定性，剔除人为因素的过多干扰。该方法既提高了计算结 果的模拟精度，又实现了稳定预测功能。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术土壤侵蚀类面源污染物入河量的计算方法的步骤流程图； 图2是本专利技术实施例中Fortran编辑界面图； 图3是本专利技术实施例中又一 Fortran编辑界面图； 图4是本专利技术实施例中地表径流过程输出结果； 图5是本专利技术实施例中土壤侵蚀类面源污染物入河量空间分布图； 图6是本专利技术土壤侵蚀类面源污染物入河量的计算装置的结构示意图。 【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。 -种土壤侵蚀类面源污染物入河量的计算方法，如图1所示，包括以下步骤： S1、利用通用土壤流失方程计算土壤侵蚀量 在步骤S1中，通用土壤流失方程USLE(Universal Soil Loss Equation)是用于 定量预报土地坡面多年平均年土壤流失量的一个经验性土壤侵蚀预报模型，其数学表达 式是一系列变量相乘的方程形式。计算公式为： USLE = KXCXLXSXP 式中：USLE为土壤侵蚀量，K为土壤类型，C为作物管理因子，L为坡长，S为坡度， P为水土保持措施因子。 S2、利用WEP-L模拟地表径流过程，包含月径流过程和年径流过程 在步骤S2中，流域分布式水文模型WEP-L是在综合了分布式水文模型和陆面过程 模型各自优点的基础上开发的，模拟对象为天然-人工二元水循环系统。该模型采用"子 流域内等高带"为计算单元，并用马赛克法考虑计算单元内土地植被的多样性，避免了采 用过粗网格单元产生的模拟失真问题。针对各水循环要素过程时间尺度不同的特点，计算 时采用了 lh至Id的变时间步长，既合理表述了水循环动力学机制又提高了计算效率。主 要输入信息包括：河网水系、降水等气象要素、下垫面要素信息、社会经济信息等。 S3、建立空间尺度下土壤侵蚀量-径流过程的线性关系 在步骤S3中，其中，土壤侵蚀量-径流过程的线性关系用函数定义为： W = Quota X USLE X a X R_thly/R_als 式中：Quota为土壤中污染物含量，USLE为土壤侵蚀量，a为入河系数；R_thly为月 径流量；R_ als为年径流量。 S4、利用Fortran语言进行编程，耦合土壤流失方程和WEP-L模型，对土壤侵蚀类 面源污染物入河量进行动态计算 在步骤 S4 中，上述方程（指 W = Quota X USLE X a X R_thly/R_als)中，变量 USLE 是 土壤流失方程的输出结果，变量R_thly和R_als是WEP-L模型的输出结果，利用Fortran语 言编写求解W的过程，即为S4。 S5、将Fortran程序运行结果导入GIS工具中，完成土壤侵蚀类面源污染物入河量 的空间可视化 在步骤S5中，利用GIS工具生成河网水系，利用河道拓扑关系进行计算本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种土壤侵蚀类面源污染物入河量的计算方法，其特征在于包括以下步骤：S1、利用通用土壤流失方程计算土壤侵蚀量；S2、利用WEP‑L模拟地表径流过程，包含月径流过程和年径流过程；S3、建立空间尺度下土壤侵蚀量‑径流过程的线性关系；S4、利用Fortran语言进行编程，耦合土壤流失方程和WEP‑L模型，对土壤侵蚀类面源污染物入河量进行动态计算；S5、将Fortran程序运行结果导入GIS工具中，完成土壤侵蚀类面源污染物入河量的空间可视化。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贺华翔，周祖昊，牛存稳，贾仰文，胡鹏，谢新民，柴福鑫，陈星宇，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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