一种水环境容量的计算方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种水环境容量的计算方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括：将水体划分为多个网格，并获取初始时刻各网格的初始水质浓度，初始水深；将初始水质浓度、水深输入二维水动力水质耦合模型预测得到在初始时刻之后的目标时刻各网格的水深、流速和水质浓度；基于自净系数和水质浓度阈值及水深、流速和水质浓度，确定目标时刻目标污染物在该网格的水环境容量。本发明专利技术通过将水体划分为网格，基于初始水质浓度和水深，预测水体在一段时间后各网格的水深、流速和水质浓度，将每个网格作为计算单元，获得在目标时刻任一网格的水环境容量，可获得随时间变化的水体内部水环境容量网格分布。相对于整体的计算方式，提高了计算结果的准确度。果的准确度。果的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种水环境容量的计算方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及水环境
，尤其涉及一种水环境容量的计算方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]水环境容量指某一水体，例如河流、湖泊，在满足水环境质量要求下，水体容污染物的最大负荷量，又称作水体负荷量或纳污能力。水环境容量用于表征某一水体满足一定水质要求的，天然消纳某种污染物的能力。
[0003]目前水环境容量计算通常以某一水体的整体作为计算单元，将水体概化成计算水域，利用简单的数学模型来描述水域内水质变化规律，按照设计流量或最枯月流量进行估算水体的整体水环境容量。以整体流域面积计算整体水量，最终确定水体的整体水环境容量。但是，水体的地形、水文条件和水质因子的时空变化会影响水体内部的水深、流速、流向和水质变化，进而会影响水体内部的水环境容量分布。计算某一水体水环境容量的整体方式不能反映水体内部的水环境容量时空分布，计算结果不准确。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种水环境容量的计算方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有技术水环境容量计算方法不能反映水体内部的水环境容量时空分布、计算结果不准确的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种水环境容量的计算方法，包括：
[0006]将某一水体划分为多个网格，并获取初始时刻目标污染物在各网格的初始水质浓度，以及各网格中水体的初始水深。
[0007]将初始时刻目标污染物在各网格的初始水质浓度和各网格中水体的初始水深，输入二维水动力水质耦合模型，预测得到在初始时刻之后的目标时刻各网格中水体的水深、流速和水质浓度。所述二维水动力水质耦合模型用于预测初始时刻之后任意时刻的水深、流速和水质浓度。
[0008]基于目标污染物在某一网格中水体的自净系数和水质浓度阈值，初始时刻之后的目标时刻该网格中水体的水深、流速和水质浓度，确定目标时刻目标污染物在该网格中水体的稀释容量、自净容量和迁移容量。
[0009]基于所述稀释容量、自净容量和迁移容量，确定目标时刻目标污染物在该网格中水体的水环境容量。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述将初始时刻目标污染物在各网格的初始水质浓度和各网格中水体的初始水深，输入二维水动力水质耦合模型，预测得到在初始时刻之后的目标时刻各网格中水体的水深、流速和水质浓度包括：基于将初始时刻目标污染物在各网格的初始水质浓度和各网格中水体的初始水深，按照与所述网格相同的网格划分构建网格模型文件。将所述网格模型文件输入二维水动力水质耦合模型，并基于水体的水动力水质
变化模拟输出初始时刻之后的目标时刻各网格的模拟结果信息，其中，所述模拟结果信息包括目标时刻各网格的水深信息、流速信息和水质浓度信息。解析模拟结果信息，获得在初始时刻之后的目标时刻各网格中水体的水深、流速和水质浓度。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述基于目标污染物在某一网格中水体的自净系数和水质浓度阈值，初始时刻之后的目标时刻该网格中水体的水深、流速和水质浓度，确定目标时刻目标污染物在该网格中水体的稀释容量、自净容量和迁移容量包括：根据目标时刻该网格中水体的水深、流速以及该网格的面积，获得在目标时刻该网格中水体的体积和流量。根据目标污染物的自净系数、水质浓度阈值以及目标时刻该网格中水体的流速、水质浓度、体积和流量，获得目标时刻目标污染物在该网格中水体的稀释容量、自净容量和迁移容量。其中，稀释容量表示目标污染物经水体稀释后水质浓度达到水质浓度阈值时，水体增加的污染物容量。自净容量表示水体对目标污染物的降解作用产生的污染物容量。迁移容量表示水体中目标污染随水流的流动产生的污染物容量。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述根据目标时刻该网格中水体的水深、流速以及该网格的面积，获得在目标时刻该网格中水体的体积和流量包括：根据以下公式获得在目标时刻该网格中水体的体积和流量：
[0013]V
网，t，ij
＝Depth
t，ij
*Area
ij
[0014]Q
t，ij
＝u
t，ij
*L
ij
*Depth
t，ij
[0015]其中，V
网，t，ij
为t时刻网格ij中水体的体积，Depth
t，ij
为t时刻网格ij中水体的水深，Area
ij
为网格ij的网格面积。Q
t，ij
为t时刻通过网格ij中水体的流量，u
t，ij
为t时刻网格ij中水体的流速，L
ij
为网格ij垂直于流向的边长。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述根据目标污染物的自净系数、水质浓度阈值以及目标时刻该网格中水体的流速、水质浓度、体积和流量，获得目标时刻目标污染物在该网格中水体的稀释容量、自净容量和迁移容量包括：根据以下公式获得目标时刻目标污染物在该网格中水体的稀释容量、自净容量和迁移容量：
[0017]E
稀，t，ij
＝L
ij
*(S
‑
C
t，ij
)*V
网，t，ij
/u
t，ij
[0018][0019]E
迁，t，ij
＝L
ij
*(S
‑
C
t，ij
)*Q
t，ij
/u
t，ij
[0020]其中，E
稀，t，ij
为t时刻网格ij中水体的稀释容量，S为目标污染物的水质浓度阈值，C
t，ij
为t时刻网格ij中水体的水质浓度，V
网，t，ij
为t时刻网格ij中水体的体积，E
自，t，ij
为t时刻网格ij中水体的自净容量，Q
t，ij
为t时刻通过网格ij中水体的流量，Cof
ij
为网格ij中水体的自净系数，u
t，ij
为t时刻网格ij中水体的流速，E
迁，t，ij
为t时刻网格ij中水体的迁移容量。
[0021]在一种可能的实现方式中，在基于所述稀释容量、自净容量和迁移容量，确定目标时刻目标污染物在该网格中水体的水环境容量之后，还包括：记录设定时间段内各时刻目标污染物在各网格中水体的水环境容量。基于所述设定时间段内各时刻目标污染物在各网格中水体的水环境容量，确定所述水环境容量在水体中的各时刻的分布情况和/或设定时间段内的变化情况。
[0022]在一种可能的实现方式中，所述二维水动力水质耦合模型为EFDC模型。所述解析模拟结果信息，获得在初始时刻之后的目标时刻各网格中水体的水深、流速和水质浓度包
括：构建解析结果表；所述解析结果表包括网格编号字段、水深字段、流速字段、水质浓度字段；解析目标时刻EFDC模型输出的模拟结果信息中各网格的水深信息、流速信息和水质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水环境容量的计算方法，其特征在于，包括：将某一水体划分为多个网格，并获取初始时刻目标污染物在各网格的初始水质浓度，以及各网格中水体的初始水深；将初始时刻目标污染物在各网格的初始水质浓度和各网格中水体的初始水深，输入二维水动力水质耦合模型，预测得到在初始时刻之后的目标时刻各网格中水体的水深、流速和水质浓度；所述二维水动力水质耦合模型用于预测初始时刻之后任意时刻的水深、流速和水质浓度；基于目标污染物在某一网格中水体的自净系数和水质浓度阈值，初始时刻之后的目标时刻该网格中水体的水深、流速和水质浓度，确定目标时刻目标污染物在该网格中水体的稀释容量、自净容量和迁移容量；基于所述稀释容量、自净容量和迁移容量，确定目标时刻目标污染物在该网格中水体的水环境容量。2.根据权利要求1所述的水环境容量的计算方法，其特征在于，所述将初始时刻目标污染物在各网格的初始水质浓度和各网格中水体的初始水深，输入二维水动力水质耦合模型，预测得到在初始时刻之后的目标时刻各网格中水体的水深、流速和水质浓度包括：基于初始时刻目标污染物在各网格的初始水质浓度和各网格中水体的初始水深，按照与所述网格相同的网格划分构建网格模型文件；将所述网格模型文件输入二维水动力水质耦合模型，并基于水体的水动力水质变化模拟输出初始时刻之后的目标时刻各网格的二维水动力水质耦合模拟结果信息，其中，所述模拟结果信息包括目标时刻各网格的水深信息、流速信息和水质浓度信息；解析二维水动力水质耦合模型模拟结果信息，获得在初始时刻之后的目标时刻各网格中水体的水深、流速和水质浓度。3.根据权利要求1所述的水环境容量的计算方法，其特征在于，所述基于目标污染物在某一网格中水体的自净系数和水质浓度阈值，初始时刻之后的目标时刻该网格中水体的水深、流速和水质浓度，确定目标时刻目标污染物在该网格中水体的稀释容量、自净容量和迁移容量包括：根据目标时刻该网格中水体的水深、流速以及该网格的面积，获得在目标时刻该网格中水体的体积和流量；根据目标污染物的自净系数、水质浓度阈值以及目标时刻该网格中水体的流速、水质浓度、体积和流量，获得目标时刻目标污染物在该网格中水体的稀释容量、自净容量和迁移容量；其中，稀释容量表示目标污染物经水体稀释后水质浓度达到水质浓度阈值时，水体增加的污染物容量；自净容量表示水体对目标污染物的降解作用产生的污染物容量；迁移容量表示水体中目标污染随水流的流动产生的污染物容量。4.根据权利要求3所述的水环境容量的计算方法，其特征在于，所述根据目标时刻该网格中水体的水深、流速以及该网格的面积，获得在目标时刻该网格中水体的体积和流量包括：根据以下公式获得在目标时刻该网格中水体的体积和流量：V
网，t，ij
＝Depth
t，ij
*Area
ij
Q
t，ij
＝u
t，ij
*L
ij
*Depth
t，ij
其中，V
网，t，ij
为t时刻网格ij中水体的体积，Depth
t，ij
为t时刻网格ij中水体的水深，Area
ij
为网格ij的网格面积；Q
t，ij
为t时刻通过网格ij中水体的流量，u
t，ij
为t时刻网格ij中水体的流速，L
ij
为网格ij垂直于流向的边长。5.根据权利要求4所述的水环境容量的计算方法，其特征在于，所述根据目标污染物的自净系数、水质浓度阈值以及目标时刻该网格中水体的流速、水质浓度、体积和流量，获得目标时刻目标污染物在该网格中水体的稀释容量、自净容量和迁移容...

【专利技术属性】
技术研发人员：金占军，马俊杰，崔厚欣，李玉，
申请(专利权)人：河北先河环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：