(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111437716.4 (22)申请日 2021.11.29 (71)申请人 深圳市水务科技发展 有限公司 地址 518035 广东省深圳市前海深港合作 区前湾一路1号A栋201室(入驻深圳市 前海商务秘书 有限公司) (72)发明人 曾庆彬　苏腾飞　杨宗国　冯桂森　 潘朝露　谭丹　李素云　梅盛超　 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种河道水质模型的构建方法 (57)摘要 本申请涉及水环 境分析技术领域， 尤其涉及 一种河道水质模 型的构建方法； 获取由研究区域 的河网水系信息、 水利工程信息、 管网布置信息、 水质监测数据、 水位数据以及降雨预报数据组成 的基础资料； 基于该基础资料， 计算水环境容量 和水体污染物 运移数据； 获取水环 境容量和水体 污染物运移数据， 基于水环境容量和水体污染物 运移数据， 对突发水污染事件进行模拟与应急响 应并生成模拟结果； 对模拟结果进行可视化； 建 立河道水质模 型， 从而获得污染物的迁移转化数 据， 对水污染突发事故进行动态时空模拟， 预报 并动态展示污染物到达地点、 时间、 范围、 浓度与 历时， 争取到应急措施 应对的时间， 有助于及时、 精准地处理污染物。 权利要求书4页 说明书15页 附图3页 CN 114139259 A 2022.03.04 CN 114139259 A 1.一种河道水质模型的构建方法， 其特 征在于， 包括： 获取研究区域的河网水系信息、 水利工程信息、 管网布置信息、 水质监测数据、 水位数 据以及降雨预报数据， 基于所述研究区域的河网水系信息、 水利工程信息、 管网布置信息、 水质监测数据、 水位数据以及降雨预报数据， 得到基础资料； 基于所述基础资料， 计算水环境 容量和水体污染物运移数据； 获取所述水环境容量和所述水体污染物运移数据， 并基于所述水环境容量和所述水体 污染物运移数据， 对突发水污染事 件进行模拟与应急响应并生成模拟结果； 对所述模拟结果进行 可视化。 2.根据权利要求1所述的一种河道水质模型的构建方法， 其特征在于，  在所述计算水 环境容量之前还 包括获取 水体水质变化信息， 所述水体水质变化信息满足 公式一： ； 其中， vx， vy， vz分别为x， y， z方向的流速分量； Dx， Dy， Dz分别为x， y， z方向的扩散系 数； C 为污染物浓度； t为时间； S为 其他源汇项。 3.根据权利要求2所述的一种河道水质模型的构建方法， 其特征在于， 计算水环境容量 的具体步骤 包括： 获取污染物扩散信息； 基于所述污染物扩散信 息判断污染物扩散维度， 并基于所述判断结果搭建水环境容量 计算模型； 根据所述水环境 容量计算模型， 计算出 水环境容量。 4.根据权利要求3所述的一种河道水质模型的构建方法， 其特征在于， 基于所述污染物 扩散信息判断污染物扩散维度的具体步骤 包括： 当污染物进入水体后在各个方向上完全均匀混合， 则判定污染物扩散维度为零维， 并 搭建零维水环境 容量计算模型； 当水体污染物浓度仅在一个方向上发生变化， 而在其余两个方向上不变， 则判定污染 物扩散维度为 一维， 并搭建一维水环境 容量计算模型； 当水体污染物浓度仅在一个方向上不变， 而在其余两个方向上发生变化， 则判定污染 物扩散维度为 二维， 并搭建二维水环境 容量计算模型。 5.根据权利要求4所述的一种河道水质模型的构建方法， 其特征在于， 当判定污染物扩 散维度为 零维时， 计算水环境 容量的具体步骤 包括： 获取河道稀释容 量和自净容 量； 获取所述稀释容量和自净容量之和， 得到零维水环境容量计算结果， 具体计算满足公 式二： ； 式中， W为水环境容量， 单位为kg/d； Q为河段的设计流量， 单位为m3/s； V为河段设计 水体权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114139259 A 2体积， 单位为m3； K为污染物降解系数， 单位为1/d； Cs为下游控制断面处的污染物目标浓度， 单位为mg/L； C0为河段初始断面处的污染物本底浓度， 单位 为mg/L。 6.根据权利要求5所述的一种河道水质模型的构建方法， 其特征在于， 当判定污染物扩 散维度为 一维时， 计算水环境 容量的具体步骤 包括： 获取一维均匀水体水质变化信息， 所述 一维均匀水体水质变化信息满足 公式三： ； 其中， u为河流断面平均流速， 单位为m/s； a为扩散方向沿程距离， 单位为km； K为综合降 解系数， 单位 为1/d； C为扩散方向沿程污染物浓度， 单位 为mg/L； 当均匀河流处于定常排污条件， 而河流流速和河水中污染物浓度处于稳定状态时， 所 述一维均匀水体水质变化信息满足 公式四： ； 其中， E为扩散方向弥散系数， 单位 为m2/s； 设置初始条件和边界条件， 所述计算结果满足 公式五： ； 其中， C0为初始断面处的污染物本底浓度， 单位 为mg/L； 基于所述管网布置信息， 对各污染源排放口位置进行概化， 并根据不同概化的集中点 位置， 计算出一维水环境 容量； 当集中点 为河段上边界， 则概 化后的一维水环境 容量计算满足 公式六： ； 其中， W为水环境容量， 单位为kg/d； Q  为河段的设计流量， 单位为m3/s； L 为计算河段总 长度， 单位为m； u  为河段设计平均流速， 单位为m/s； K为污染物降解系 数， 单位为1/d； CS为 下游控制断面处的污染物目标浓度， 单位为mg/L； C0为河段初始断面处的污染物本底浓度， 单位为mg/L。 7.当集中点 为河段中点， 则概 化后的一维水环境 容量计算满足 公式七： ； 当概化为均匀分布时， 则均匀分布概 化后的一维水环境 容量计算满足以式八： ； 其中， V为河段设计水体 体积， 单位 为m3。 8.根据权利要求6所述的一种河道水质模型的构建方法， 其特征在于， 当判定污染物扩 散维度为 二维时， 计算水环境 容量的具体步骤 包括：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114139259 A 3