基于长度的权重法计算河流质量指数的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于长度的权重法计算河流质量指数的方法。定义单元水体为水质均匀的一个水体，比如一杯水；则单元水体的水环境容量可以为单元水体现状等级和体积乘积来相对衡量，称为相对环境容量，这个数值越大，则水体环境容量越小；河流水质在流向方向上不是恒定的，基于上述单元水体的定义，可以认为河流是单元水体的集合，河流的相对环境容量使用积分实现。由此根据相对环境容量定义，可以反过来推导计算出河流质量指数。实际应用中根据河流监测布点为离散的断面方式展开的状况，将积分形式的计算转换为有限点位数据的计算。有限点位数据的计算公式的本质就是基于长度的权重法计算河流质量指数。重法计算河流质量指数。重法计算河流质量指数。

【技术实现步骤摘要】
[0016]Lw(x)：河流下游x处断面的水质等级无量纲
[0017]S(x)：河流下游x处断面面积m2[0018]利用公式(1
‑
1)，可以根据(2)计算的结果反过来推出一个描述河流 的现状等级即：
[0019][0020]Lw：河流质量等级指数
[0021]为简化计算，可以认为河流的x处的截面积恒定，即S(x)为恒定，则 (3)式转为：
[0022][0023]L：河流的评价区间的长度m；
[0024]C、河流监测布点为离散的断面方式展开，是有限数量的，需要使用基于 离散的数值公式进行计算：
[0025]对于各个监测断面之间的水体的水质等级，可以使用理想估值计算：
[0026][0027]Lwaj：为河流方向第j个相邻监测断面的平均等级，上述Lw(j+1)中(j+1) 为第j+1个相邻监测断面，下同：
[0028][0029]上式中即是第j个长度段平均等级值(Lwaj)的基于长度的权 重。
[0030]优选的，所述单元水体的水环境容量可以为单元水体现状等级和体积乘 积来相对衡量，称为相对环境容量，这个数值越大，则水体环境容量越小。
[0031]优选的，所述河流上可设置有N个断面点，河流方向第j个监测断面的 水质等级为Lwj(j＝1，2
…
n)，河流方序第j个监测断面距离评估源头的距 离为Xj(j＝1，2
…
n)。
[0032]优选的，所述水质等级对应GB3838中水质类别等级数，质量次于V类的 数值定义为6。/>[0033]本专利技术提供了基于长度的权重法计算河流质量指数的方法，本专利技术可以 计算出河流整体水体质量，指数结果为数字量值型结果输出，该量值可以和 标准进行基本一致的对应，方便了河流水质评价的有效性和可信息传递性， 该计算方法原理科学，计算过程简单，计算结果评估直观，可以作为评价河 流水体的补充方法。
附图说明
[0034]图1为本专利技术计算模型输入输出一次线性拟合图。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]基于长度的权重法计算河流质量指数的方法，包括如下步骤：
[0037]A、测定待测河流水体的单位水体体积Q，单位水体的水质等级Lw和单位 水体相对环境容量C
rel
；
[0038]单元水体的相对环境容量计算如下：
[0039]C
rel
＝Lw.Q
ꢀꢀ
(1)
[0040]基于公式可以得出：
[0041][0042]定义单元水体为水质均匀的一个水体，比如一杯水；则单元水体的水环 境容量可以为单元水体现状等级和体积乘积来相对衡量，称为相对环境容量， 这个数值越大，则水体环境容量越小；
[0043]河流水质在流向方向上不是恒定的，基于上述单元水体的定义，可以认 为河流是单元水体的集合，河流的相对环境容量使用积分实现：
[0044][0045]CRrel：河流相对环境容量m3[0046]Lw(x)：河流下游x处断面的水质等级无量纲
[0047]S(x)：河流下游x处断面面积m2[0048]利用公式(1
‑
1)，可以根据(2)计算的结果反过来推出一个描述河流 的现状等级即：
[0049][0050]Lw：河流质量等级指数
[0051]为简化计算，可以认为河流的x处的截面积恒定，即S(x)为恒定，则(3)式转为：
[0052][0053]L：河流的评价区间的长度m；
[0054]B、河流监测布点为离散的断面方式展开，是有限数量的，需要使用基于 离散的数值公式进行计算：
[0055]对于各个监测断面之间的水体的水质等级，可以使用理想估值计算：
[0056][0057]Lwaj：为河流方向第j个相邻监测断面的平均等级，上述Lw(j+1)中(j+1) 为第j+1个相邻监测断面，下同：
[0058][0059]上式中即是第j个长度段平均等级值(Lwaj)的基于长度的权 重。
[0060]实际计算可以采取表格进行，计算表格如下表：
[0061]表1河流质量指数计算表格
[0062][0063][0064]也可以编制计算机程序完成计算。
[0065]实施例一：
[0066]本次实践采用孝感市澴河进行评估。澴河，流域主要在湖北省孝感市境 内，干流全长150.8公里，流域面积3618平方公里，流经大悟、孝昌、孝南， 在孝南的卧龙与府河汇合称府澴河后汇入长江，近年来，在该河流上的监测 断面有11个断面，断面基本信息如下：
[0067]表2澴河监测断面基本信息表
[0068][0069][0070]为揭示河流值质量指数值感性认识，评估中同时列出了按照“断面水质 类别比例法”进行的评估结果；
[0071]表3河流质量指数计算结果评估表
[0072][0073][0074]从上述评估可以看出，由于月报中未使用全部监测断面进行评估，所以 和实际(全部断面参与)评估结果存在差别，如7月份和9月份两个月都出 现估结果不同；
[0075]当前地表水III类为全国主要水体的期望类别指标，劣于III类可以认为 存在不同级别的污染，为评估河流质量指数的直观含义，需要以河流质量指 数对河流劣于III类断面比例作相关分析，为此，以上表数据中，劣于III类 断面比例作为输入，以河流质量指数作为输出，以一次线性拟合进行相关性 分析；
[0076]从一次拟合模型看，河流质量指数能够较好反应劣于III类断面 比例，通过计算出上表趋势线的相关系数为0.8925；从上表定性和相 关系数定量推断计算模型符合数值模型相关性能要求。
[0077]本专利技术中提供了基于长度的权重法计算河流质量指数的方法，本专利技术可 以计算出河流整体水体质量，指数结果为数字量值型结果输出，该量值可以 和标准进行基本一致的对应，方便了河流水质评价的有效性和可信息传递性， 该计算方法原理科学，计算过程简单，计算结果评估直观，可以作为评价河 流水体的补充方法。
[0078]以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根 据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术 的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于长度的权重法计算河流质量指数的方法，其特征在于，包括如下步骤：A、测定待测河流水体的单位水体体积Q，单位水体的水质等级Lw和单位水体相对环境容量C
rel
；单元水体的相对环境容量计算如下：C
rel
＝Lw.Q
ꢀꢀꢀꢀ
(1)基于公式可以得出：河流水质在流向方向上不是恒定的，基于上述单元水体的定义，可以认为河流是单元水体的集合，河流的相对环境容量使用积分实现：CRrel：河流相对环境容量m3Lw(x)：河流下游x处断面的水质等级无量纲S(x)：河流下游x处断面面积m2利用公式(1
‑
1)，可以根据(2)计算的结果反过来推出一个描述河流的现状等级即：Lw：河流质量等级指数为简化计算，可以认为河流的x处的截面积恒定，即S(x)为恒定，则(3)式转为：L：河流的评价区间的长度m；B、河流监测布点为离散的断面方式展开，是有限数量的，需要使用基于离散的数值公式进行计算：对于各个...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞燕，杨刚明，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：