一种多污染源中小河道断面污染贡献率计算方法

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种多污染源中小河道断面污染贡献率计算方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，河道污染问题日益严峻，水环境污染负荷与河道纳污能力的矛盾日益突出，严重制约了流域的可持续发展。

中小河道接纳了沿途各个汇入点携带的污染物，点源、面源种类繁杂，污染影响因素众多，因此量化分析中小河道外源输入对某特定考核断面的污染贡献率，将有助于准确掌握河道的污染物溯源，为制定科学的污染物削减对策提供了技术支持。

现有的针对某特定污染源贡献率的定量分析计算方法比较繁杂，往往需要用到数值模拟等，增加了计算难度和时间成本，且针对中小河道的污染源贡献率定量分析的研究较为空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种多污染源中小河道断面污染贡献率计算方法，确定目标河道的水文水质参数，对污染源进行概化，假设只有单一污染源排放的情况下对污染物的浓度进行预测，最后分析各污染源对下游控制断面污染的贡献率。本计算方法简便有效，适用于中小河道控制断面的污染物溯源。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种多污染源中小河道断面污染贡献率计算方法，包括：

步骤1、河道水文水质参数确定：确定目标河道的水文水质参数；

步骤2、河道污染源概化：根据步骤1水文水质参数，对入河污染源进行概化；

步骤3、污染物浓度预测：根据污染物浓度预测一维水质模型，在假设只有单一污染源的情况下，对到下游控制断面的污染物浓度进行预测；

步骤4、污染源贡献率分析：分析各污染源对下游控制断面污染的贡献率。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的步骤1，确定如下目标河道的水文水质参数：

河道一维降解系数k、河道平均宽度B、河道平均水深H、河道长度L；

上游断面本底浓度C

第i个污染源距离上游断面的距离L

上述的步骤2进行如下河道污染源概化：

河道支流概化成点源；

河道面源污染概化成点源，其流入河道的点位取该面源流入河道长度的中点。

上述的步骤3，假设只有第i个污染源排放的情况下，根据一维水质模型对第i个污染源到下游控制断面的浓度进行预测。

上述的第i个污染源到下游控制断面污染物浓度的预测步骤如下：

假设只有第i个污染源排放的情况下，上游来水到第i个污染源的污染物浓度：

其中，C

u为平均流速，q

第i个污染源到控制断面的污染物浓度为：

其中q

上述的污染物降解系数为常数。

上述的步骤4中，第i个污染源对控制断面的污染贡献率计算方式如下：

第i个污染源对控制断面的污染贡献率：

其中，δ

本发明具有以下有益效果：

本发明通过确定目标河道水文和水质参数，对入河污染源进行概化，进一步通过一维方法对入河污染源到控制断面的污染物浓度进行计算和预测，最终计算和预测各污染源对下游控制断面污染的贡献率。

本发明基于一维水质模型的计算方法简便有效，可广泛应用于中小河道的水环境管理、污染物浓度预测和水污染控制中，为中小河道的污染物溯源及制定科学的污染物削减对策提供了技术支持。具有很强的实用性和广泛的适用性。

附图说明

图1为本发明一种污染源中小河道断面污染贡献率计算方法的示意图；

图2为本发明面源污染概化示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

参见图1和图2，本发明一种多污染源中小河道断面污染贡献率计算方法，包括：

步骤1、河道水文水质参数确定：确定目标河道的水文水质参数；

步骤2、河道污染源概化：根据步骤1水文水质参数，对入河污染源进行概化；

步骤3、污染物浓度预测：根据污染物浓度预测一维水质模型，在假设只有单一污染源的情况下，对到下游控制断面的污染物浓度进行预测；

步骤4、污染源贡献率分析：分析各污染源对下游控制断面污染的贡献率。

实施例中，所述步骤1，确定如下目标河道的水文水质参数：

河道一维降解系数k、河道平均宽度B、河道平均水深H、河道长度L；

上游断面本底浓度C

第i个污染源距离上游断面的距离L

实施例中，步骤2进行如下河道污染源概化：

河道支流概化成点源；

河道面源污染概化成点源，其流入河道的点位取该面源流入河道长度的中点。

实施例中，步骤3，假设只有第i个污染源排放的情况下，根据一维水质模型对第i个污染源到下游控制断面的浓度进行预测。

实施例中，第i个污染源到下游控制断面污染物浓度的预测步骤如下：

假设只有第i个污染源排放的情况下，上游来水到第i个污染源的污染物浓度：

其中，C

u为平均流速，q

第i个污染源到控制断面的污染物浓度为：

其中q

实施例中，步骤4中，第i个污染源对控制断面的污染贡献率计算方式如下：

第i个污染源对控制断面的污染贡献率：

其中，δ

实施例1：以某一地区中小型河道为例进行多污染源中小河道断面污染贡献率计算，步骤如下：

(1)现场调研河道水文水质参数，包括：

河道计算区域为8km，该区域内有2点源污染和1个面源污染，河道平均水深为1.6m,平均河宽为10m，上游来流BOD

(2)污染物浓度预测：

第1个污染源流量为0.5m

第1个污染源到控制断面的污染物浓度：

第2个污染源流量为1m

第2个污染源到控制断面的污染物浓度：

第3个污染源流量为0.8m

第3个污染源到控制断面的污染物浓度：

第1个污染源对控制断面的污染贡献率：

第2个污染源对控制断面的污染贡献率：

第3个污染源对控制断面的污染贡献率：

综上所述，本发明通过确定目标河道水文和水质参数，对入河污染源进行概化，进一步通过一维方法对入河污染源到控制断面的污染物浓度进行计算和预测，最终计算和预测各污染源对下游控制断面污染的贡献率。

本发明提供的计算方法简便有效，可广泛应用于中小河道的水环境管理、污染物浓度预测和水污染控制中，为中小河道的污染物溯源及制定科学的污染物削减对策提供了技术支持。具有很强的实用性和广泛的适用性。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。