一种基于径流路径的多尺度面源污染物入河系数测算方法技术

一种基于径流路径的多尺度面源污染物入河系数测算方法，该方法先根据流域基础地理数据确定栅格地块、子流域、流域的计算单元，并识别出流域内各栅格地块至子流域出口的径流路径，再计算中小雨、大雨、暴雨三种典型降雨事件的发生概率，获取三种典型降雨事件下流域内典型土地利用地块的地表径流污染物平均浓度和污染物平均截留速率，然后确定流域内各栅格地块在三种典型降雨事件下的平均地表径流深以及地表径流流经各栅格地块的迁移时间，接着计算三种典型降雨事件下各栅格地块的面源污染发生量和入河量，最后依次确定各栅格地块、各子流域以及流域的面源污染物入河系数。本设计实现了面源污染物入河系数准确、高效地确定。高效地确定。高效地确定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于径流路径的多尺度面源污染物入河系数测算方法


[0001]本专利技术属于流域水资源水环境
，涉及面源污染物入河系数的测算方法，尤其涉及一种基于径流路径的多尺度面源污染物入河系数测算方法。

技术介绍

[0002]造成水环境恶化的污染物，按照来源可分为点源污染和面源污染。随着工业废水、城镇生活污水的规模化收集处理，点源污染逐步得到有效控制，通过降雨径流驱动的面源污染，成为改善水环境质量的重点和难点。我国在污染普查工作中基于大量污染源的监测调查工作，已经对面源污染的源头发生量有了较好的测算，但面源污染的输移过程复杂，尤其受水文过程时空异质性的影响，使面源污染入河量的测算方法存在较大困难和争议。规划和污染普查工作中，常用入河系数表示污染物入河量与源头发生量的比值，但由于径流路径和水文过程的时空异质性，入河系数在不同地块之间，以及地块、子流域、流域等不同尺度上具有明显的差异性。因此，能反映径流路径及水文过程异质性，而又便捷、可靠的多尺度面源污染物入河系数测算方法，对于准确评估面源污染对水环境的影响及流域水资源水环境管理政策和措施的制定具有重要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于径流路径的多尺度面源污染物入河系数测算方法，其特征在于：所述测算方法依次包括以下步骤：步骤一、根据流域基础地理数据确定栅格地块、子流域、流域三个尺度的计算单元，并识别出流域内各栅格地块至子流域出口的径流路径；步骤二、依据降雨数据时间序列计算中小雨、大雨、暴雨三种典型降雨事件的发生概率，获取三种典型降雨事件下流域内典型土地利用地块的地表径流污染物平均浓度和污染物平均截留速率；步骤三、采用降雨
‑
径流模型计算流域内各栅格地块在三种典型降雨事件下的平均地表径流深，并基于径流路径的分布式汇流算法确定三种典型降雨事件下地表径流流经各栅格地块的迁移时间；步骤四、依据三种典型降雨事件下典型土地利用地块的地表径流污染物平均浓度和污染物平均截留速率、各栅格地块的平均地表径流深和迁移时间计算三种典型降雨事件下各栅格地块的面源污染发生量和入河量；步骤五、根据各栅格地块的面源污染发生量和入河量计算其面源污染物入河系数；步骤六、根据各栅格地块的面源污染物入河系数计算各子流域的面源污染物入河系数以及流域的面源污染物入河系数。2.根据权利要求1所述的一种基于径流路径的多尺度面源污染物入河系数测算方法，其特征在于：步骤三中，所述地表径流流经各栅格地块的迁移时间采用以下方法计算得到：对于坡面型栅格地块，地表径流流经该栅格地块的迁移时间采用动力波方程耦合曼宁公式计算：公式计算：上式中，To为地表径流流经坡面型栅格地块的迁移时间，q为栅格地块的地表径流速率，L为栅格地块的流程长度，tan(β)为栅格地块的坡度，n为栅格地块的曼宁粗糙系数，Q为栅格地块的地表径流深，t
e
为地表径流产流时间；对于河道型栅格地块，地表径流流经该栅格地块的迁移时间采用曼宁方程耦合连续性方程计算：上式中，Tc为地表径流流经河道型栅格地块的迁移时间，L为栅格地块的流程长度，tan(β)为栅格地块的坡度，n为栅格地块的曼宁粗糙系数，W为栅格地块所代表河流的河道宽度，q
acc
为栅格地块的瞬时河道汇流量，即该地块上游汇水区所有栅格地块的地表径流速率之和与栅格面积的乘积。3.根据权利要求1或2所述的一种基于径流路径的多尺度面源污染物入河系数测算方法，其特征在于：
所述步骤四采用下列公式计算三种典型降雨事件下各栅格地块的面源污染发生量和入河量：LS1
i
＝EMC1
i
×
Q1
i
/100LS2
i
＝EMC2
i
×
Q2
i
/100LS3
i
＝EMC3
i
×
Q3
i
/100/100/100上式中，LS1
i
、LS2
i
、LS3
i
分别为第i个栅格地块在中小雨、大雨、暴雨三种典型降雨事件下的面源污染发生量，EMC1
i
、EMC2
i
、EMC3
i
分别为第i个栅格地块在中小雨、大雨、暴雨三种典型降雨事件下的地表径流污染物平均浓度，由步骤二获取的与第i个栅格地块属于相同类别的典型土地利用地块数据确定，Q1
i
、Q2
i
、Q3
i
分别为第i个栅格地块在中小雨、大雨、暴雨三种典型降雨事件下的平均地表径流深，LE1
i
、LE2
i
、LE3
i
分别为第i个栅格地块在中小雨、大雨、暴雨三种典型降雨事件下的面源污染入河量，k
im
为第i个栅格地块沿径流路径汇流过程中流经第m个栅格地块的污染物平均截留速率，由步骤二获取的与第m个栅格地块属于相同类别的典型土地利用地块数据确定，T1
im
、T2
im
、T3
im
分别为第i个栅格地块在中小雨、大雨、暴雨三种典型降雨事件下流经径流路径上的第m个...

【专利技术属性】
技术研发人员：李思思，张亮，刘宏斌，庄艳华，杜耘，夏必青，
申请(专利权)人：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：