一种流域水环境综合治理方法与流程

技术特征：
1.一种流域水环境综合治理方法，其特征在于，包括正向分析、反向设计和正向实施三部分，其中：正向分析部分为：估算流域中各控制单元的污染负荷，并通过污染负荷确定流域污染关键源区；反向设计部分为：利用综合水动力水质模型计算各控制单元的水质响应系数，根据各控制单元的水质响应系数对各控制单元的污染物削减量进行分配；正向实施部分为：建立对流域污染关键源区的治理方法列表，并根据各控制单元的污染物削减量确定治理方法，整合流域内各控制单元的治理方法得到流域水环境治理方案。2.根据权利要求1所述的流域水环境综合治理方法，其特征在于，使用arcgis工具对流域中各控制单元进行确定，其具体方法包括：利用arcgis工具的水文分析模块对流域水系格局进行水文分析，识别得到流域边界和各级子流域边界；利用arcgis工具的相交模块将子流域边界和行政区划边界进行叠加相交，得到若干控制单元；收集目标流域的关键控制节点，所述关键控制节点包括：土地利用现状、点源入河排污口、水质控制断面和支流入河口；利用arcgis工具的合并模块对控制单元中的关键控制节点进行调整，使得每个控制单元中仅包括一个关键控制节点。3.根据权利要求1所述的流域水环境综合治理方法，其特征在于，所述流域中各控制单元的污染负荷包括点源污染负荷和面源污染负荷；其中：点源污染负荷w＝c
·
q；其中，c为入河排污口出口处污染物浓度；q为入河排污口流量；面源污染负荷包括农业生活污染源、农田污染源、分散式畜禽养殖污染源和城镇地面径流污染源；当面源区域内有源强系数、流失系数和入河系数时，面源污染负荷的估算采用源强系数法；当面源区域内有长序列气象数据、水文数据和水质监测数据时，面源污染负荷的估算采用面源模型法。4.根据权利要求1所述的流域水环境综合治理方法，其特征在于，所述流域污染关键源区的确定方法包括：设定污染负荷阈值，当控制单元的污染负荷大于负荷阈值时，控制单元周边区域划为流域污染关键源区。5.根据权利要求1所述的流域水环境综合治理方法，其特征在于，流域内包括n个污染源和m个控制单元，综合水动力水质模型计算得到第i，i∈[1，2，3...，n]个污染源对第j，j∈[1，2，3...，m]个控制单元的水质响应系数s
ij
；对污染物削减量的分配需满足如下约束条件：对污染物削减量的分配需满足如下约束条件：
其中，w
i
为第i个污染源的入河负荷量；p
ij
为第j个控制单元的水质响应系数矩阵；sb
j
为背景值浓度；st
j
为水质目标浓度；第j个控制单元的限制排污量其中，r
i
为第j个控制单元的分配权重；则第j个控制单元污染物削减量k＝w
i
'-mac；w
i
'为第j个控制单元的实际入河污染量。6.根据权利要求1所述的流域水环境综合治理方法，其特征在于，污染物削减总量为水环境容量与水域纳污能力之差；水环境容量与水域纳污能力均通过数学模型法得到；对各控制单元进行污染物削减量分配时，权重系数影响因子包括：人口数量、耕地面积、gdp总量；且权重系数影响因子与权重系数成正比例。7.根据权利要求1所述的流域水环境综合治理方法，其特征在于，将流域污染关键源区内的控制单元划分为源头控制单元、过程控制单元和末端控制单元；当控制单元的关键控制节点为土地利用现状时，控制单元为源头控制单元；对源头控制单元使用的治理方法包括：污水处理设施提标改造和分散式生活污水处理；当控制单元的关键控制节点为点源入河排污口或水质控制断面时，控制单元为过程控制单元；对过程控制单元使用的治理方法包括：构建自然型多功能湿地/湖滨带；当控制单元的关键控制节点为支流入河口时，控制单元为末端控制单元；对末端控制单元使用的治理方法包括：流域水系闸坝群水质水量水生态联合调度和河湖水环境原位治理；利用选择/确定的治理方法建立对流域污染关键源区的一级治理方法列表。8.根据权利要求7所述的流域水环境综合治理方法，其特征在于，还包括对非流域污染关键源区内的控制单元的治理方法的二级治理方法列表；所述二级治理列表的权重低于一级治理方法列表；流域内所有的一级治理方法列表和二级治理方法列表共同为流域水环境治理方案。9.根据权利要求7所述的流域水环境综合治理方法，其特征在于，治理方法的相关参数根据分配给控制单元的关键控制节点的污染物削减量进行设置，并且使用流域水文模型、城市管网模型或水动力水质模型作为预测模型对采用治理方法后的流域污染进行预测，当预测结果未达到水质目标时，调节治理方法的相关参数，使治理力度加大，并再次带入预测模型，直到预测结果达到水质目标，保留达到水质目标的治理方法的相关参数作为治理方案。

技术总结
本发明公开了一种流域水环境综合治理方法，涉及环境治理领域。其包括正向分析、反向设计和正向实施三部分，其中：正向分析部分为：估算流域中各控制单元的污染负荷，并通过污染负荷确定流域污染关键源区；反向设计部分为：建立水质响应系数矩阵，并利用水质响应系数矩阵，根据流域中的各支流口纳污能力对各控制单元的污染物削减量进行分配；正向实施部分为：建立对流域污染关键源区的治理方法列表，并根据污染物削减量调节治理方法的参数，从而得到流域水环境治理方案。本发明以系统论为核心，提出正向分析、反向设计和正向实施三部分协同得到流域水环境治理方案。为流域水生态文明建设提供借鉴。设提供借鉴。设提供借鉴。


技术研发人员：丁洋 赵进勇 张晶 付意成 彭文启
受保护的技术使用者：中国水利水电科学研究院
技术研发日：2022.09.16
技术公布日：2022/11/11