一種冰封期水功能區(qū)納污能力計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利涉及一種冰封期水功能區(qū)納污能力計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 按照《全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃（2011-2030年）》，水功能區(qū)劃分為兩級體 系。一級區(qū)劃在宏觀上調(diào)整水資源開發(fā)利用與保護(hù)的關(guān)系，協(xié)調(diào)地區(qū)間關(guān)系，同時考慮持續(xù) 發(fā)展的需求；水功能一級區(qū)分四類，即保護(hù)區(qū)、保留區(qū)、開發(fā)利用區(qū)、緩沖區(qū)。二級區(qū)劃主要 針對開發(fā)利用區(qū)來細(xì)化水域使用功能類型及功能排序，協(xié)調(diào)不同用水行業(yè)間的關(guān)系；水功 能二級區(qū)將一級區(qū)劃的開發(fā)利用區(qū)具體劃分為飲用水源區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、漁業(yè) 用水區(qū)、景觀娛樂用水區(qū)、過渡區(qū)、排污控制區(qū)七類。各類型水功能區(qū)納污能力計算的總體 要求如下：
[0003] (1)保護(hù)區(qū)和保留區(qū)
[0004] 對于水質(zhì)現(xiàn)狀已達(dá)到水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)要求的，原則上是維持現(xiàn)狀水質(zhì)不變，采 用污染負(fù)荷法核定其納污能力。對于需要改善水質(zhì)的，需要通過模型計算來核定其納污能 力。
[0005] (2)緩沖區(qū)
[0006] 對于水質(zhì)較好，達(dá)到水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)要求、用水矛盾不突出的緩沖區(qū)，采用污 染負(fù)荷法，將現(xiàn)狀污染物入河量核定為其納污能力。對于水質(zhì)較差需要改善水質(zhì)，或存在 用水矛盾的緩沖區(qū)，根據(jù)水質(zhì)目標(biāo)及設(shè)計水文條件，用納污能力計算值核定為其納污能 力。
[0007] (3)開發(fā)利用區(qū)
[0008] 開發(fā)利用區(qū)根據(jù)各二級水功能區(qū)的水文設(shè)計條件、水質(zhì)目標(biāo)和模型參數(shù)，按水質(zhì) 模型進(jìn)行計算并核定出納污能力。
[0009] 現(xiàn)有寒區(qū)流域水功能區(qū)納污能力計算方法以枯水期流量作為核定設(shè)計流量的依 據(jù)，但沒有考慮寒區(qū)流域枯水期同時也是冰封期，而冰封期的河流冰封以及低水溫會對水 體的自凈能力產(chǎn)生較大影響，從而影響了寒區(qū)流域水功能區(qū)納污能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明專利的目的在于提供
[0011] 一種冰封期水功能區(qū)納污能力計算方法，其特征在于包括以下步驟：
[0012] 步驟一、構(gòu)建水功能區(qū)納污能力一維水質(zhì)模型：
【主權(quán)項】
1. 一種冰封期水功能區(qū)納污能力計算方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟一、構(gòu)建水功能區(qū)納污能力一維水質(zhì)模型：
cx--下斷面污染物濃度，mg/L--初始斷面的污染物濃度，單位mg/L;L--計算 河段長度，單位m;u-一設(shè)計流量下河道斷面的平均流速，單位m/s;K-一污染物綜合衰 減系數(shù)，單位1/s;p-一污染物入河速率，單位g/s;Q-一水功能區(qū)設(shè)計流量，單位m3/s; x一一河段排污口距下斷面的縱向距離，單位m; 步驟二、計算河段最大納污能力： 令Cx=Cs，解得計算河段最大納污能力為： M= [Cs-C〇exp(-KL/u) ] ?Q?exp(Kx/u) (5-3) 式中，Cs 下斷面污染物目標(biāo)濃度，M 水功能區(qū)納污能力，單位g/s; 步驟三、污染物綜合衰減系數(shù)K的計算： 不同水溫條件下K值估算關(guān)系式如下： Kt=K20 ? 0 (卜20) (5-4) 式中：Kt--T°C時的K值，單位1/d;T--水溫，單位°C，冰封期取值為0°C;K2(i-- 20°C時的K值，1/d; 0--溫度系數(shù)，工業(yè)廢水一般在1.03-1. 1的范圍內(nèi)； 步驟四、設(shè)計流量下河道斷面的平均流速u:
其中，A為過流斷面面積，b為過流斷面概化為等腰梯形后的底寬，m為概化斷面的邊角 余切值，h為過流斷面水深，R為水力半徑，以上各項參數(shù)均指能代表整個水功能區(qū)的平均 值；n為曼寧系數(shù)；i為計算水功能區(qū)的平均坡降，Az為水功能區(qū)上下斷面高程差，根據(jù)各 水功能區(qū)上、下斷面所在子流域的高程數(shù)據(jù)作差求得； 步驟五，水功能區(qū)設(shè)計流量Q的計算方法： 根據(jù)步驟四中所得出的u值，得出， Q=uA=u? (b+h?m) ?h(5-5) 〇
2. 如權(quán)利要求1所述的一種冰封期水功能區(qū)納污能力判別方法，其特征在于該方法還 包括以下步驟： 曼寧系數(shù)計算方法
式中，n。綜合糙率值；njPni分別為河床、冰蓋糙率值，其中河床糙率值可查閱流域水 文年鑒，冰蓋糙率值一般在0. 02?0. 04左右。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種冰封期水功能區(qū)納污能力計算方法，其特征在于包括構(gòu)建水功能區(qū)納污能力一維水質(zhì)模型等步驟，目的在于提出了一種適合寒區(qū)河流冰封期水功能區(qū)納污能力計算的方法，對于針對寒區(qū)冰封期水環(huán)境風(fēng)險進(jìn)行分析和調(diào)控具有重要意義。
【IPC分類】G06F19-00
【公開號】CN104615871
【申請?zhí)枴緾N201510036674
【發(fā)明人】胡鵬, 周祖昊, 賈仰文, 周娜, 朱乾德, 賀華翔, 李海紅, 劉盈斐, 王鵬
【申請人】中國水利水電科學(xué)研究院
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月26日