CN113343413B - 水环境承载力评价方法、装置、设备和介质 - Google Patents

水环境承载力评价方法、装置、设备和介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种水环境承载力评价方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质。其中，该方法包括：根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量和平均生态需水量，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均可利用水资源量；基于预设的水质模型，根据所述目标河流在所述目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均水环境容量；基于所述平均可利用水资源量和所述平均水环境容量，确定所述目标河流在所述目标时间段的水环境承载力。本发明避免了主观的选取数据指标，实现了水环境承载力的定量计算，简化了计算与验证。

Description

水环境承载力评价方法、装置、设备和介质
技术领域
本发明涉及水资源环境技术领域，尤其涉及一种水环境承载力评价方法、装置、设备和介质。
背景技术
水环境承载力表征流域水系统为人类提供水资源可利用总量与消纳水污染的能力，决定着区域人口经济规模发展，也是制定流域水资源分配方案及可持续发展规划的重要科学依据。
目前，水环境承载力主要的研究方法有指标体系评价法、主成分分析法、多目标模型最优化法、系统动力学法和人工神经网络法等。但是，水环境承载力评价的相关研究中仍存在以下局限性：(1)构建评价体系时，指标选取容易受到选取者的主观影响；(2)确定参数分级标准以及对主成分、控制点选取时缺乏定量分析；(3)水环境承载力的计算与验证过程较为复杂。
发明内容
本发明提供一种水环境承载力评价方法、装置、设备和介质，可以客观反应水环境承载力的主要特征，对水环境承载力进行定量分析，获得比较准确的水资源承载力的评价结果，简化计算与验证过程。
第一方面，本发明提供了一种水环境承载力评价方法，包括：根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量和平均生态需水量，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均可利用水资源量；基于预设的水质模型，根据所述目标河流在所述目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均水环境容量；基于所述平均可利用水资源量和所述平均水环境容量，确定所述目标河流在所述目标时间段的水环境承载力。
根据本发明提供的一种水环境承载力评价方法，所述根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙用水量和平均生态需水量，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均可利用水资源量之前，还包括：根据所述目标河流在所述目标时间段的平均径流量和所述目标河流的平均输沙需水量在平均径流量中的占比，确定所述目标河流在所述目标时间段的所述平均输沙需水量；根据所述目标河流在所述目标时间段的平均径流量和所述目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比，确定所述目标河流在所述目标时间段的所述平均生态需水量。
根据本发明提供的一种水环境承载力评价方法，根据所述目标河流在所述目标时间段的平均径流量和所述目标河流的平均输沙需水量在平均径流量中的占比，确定所述目标河流在所述目标时间段的所述平均输沙需水量之前，还包括：根据所述目标河流在基准期的平均径流量和平均输沙需水量，确定所述目标河流的平均输沙需水量在平均径流量中的占比；其中，所述基准期包括所述目标时间段。
根据本发明提供的一种水环境承载力评价方法，根据所述目标河流在所述目标时间段的平均径流量和所述目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比，确定所述目标河流在所述目标时间段的所述平均生态需水量之前，还包括：根据所述目标河流在基准期的平均径流量和在所述基准期中枯水期的平均径流量，确定所述目标河流枯水期的平均径流量占比；根据所述目标河流在基准期的平均径流量和在所述基准期中丰水期的平均径流量，确定所述目标河流丰水期的平均径流量占比；根据预设的枯水期和丰水期的生态需水量基流、所确定的目标河流枯水期和丰水期的平均径流量占比，确定所述目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比。
根据本发明提供的一种水环境承载力评价方法，所述基于所述平均可利用水资源量和所述平均水环境容量，确定所述目标河流在所述目标时间段的水环境承载力，包括：根据所述目标河流在所述目标时间段的平均可利用水资源量与所述目标河流在所述基准期的平均可利用水资源量，得到可利用水资源量系数；根据所述目标河流在所述目标时间段的平均水环境容量与所述目标河流在所述基准期的平均水环境容量，得到水环境容量系数；基于预设的权重，对所述可利用水资源量系数和所述水环境容量系数加权求和，得到所述目标河流在所述目标时间段的水环境承载力。
根据本发明提供的一种水环境承载力评价方法，所述基于预设的水质模型，根据所述目标河流在所述目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均水环境容量之前，还包括：根据预设的监测断面将所述目标河流划分为至少一个区域；对所述至少一个区域中的每个区域分别构建所述水质模型；根据所述至少一个区域中每个区域的水质类别，分别确定每个区域中所述目标污染物中各污染物的水体背景浓度的目标值。
根据本发明提供的一种水环境承载力评价方法，所述基于预设的水质模型，根据所述目标河流在所述目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均水环境容量，包括：针对所述至少一个区域中的每个区域，基于预设的水质模型，根据所述区域在所述目标时间段的水文数据和所述区域中目标污染物中各污染物的水体背景浓度的目标值，分别确定所述目标污染物中各污染物的水环境容量；针对所述目标污染物中的每一种污染物，根据所述至少一个区域中各区域所确定的所述污染物的水环境容量，得到所述目标河流在所述目标时间段的所述污染物的水环境容量；根据所确定的所述目标河流在所述目标时间段的所述目标污染物中各污染物的水环境容量，确定所述目标河流在所述目标时间段的所述平均水环境容量。
根据本发明的一种水环境承载力评价方法，所述水文数据是所述目标河流在所述目标时间段中最枯月的水文数据。
第二方面，本发明还提供了一种水环境承载力评价装置，包括：第一处理模块，用于根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量和平均生态需水量，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均可利用水资源量；第二处理模块，用于基于预设的水质模型，根据所述目标河流在所述目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均水环境容量；第三处理模块，用于基于所述平均可利用水资源量和所述平均水环境容量，确定所述目标河流在所述目标时间段的水环境承载力。
第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如所述任一种所述水环境承载力评价方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如所述任一种所述水环境承载力评价方法的步骤。
本发明提供的一种水环境承载力评价方法、装置、设备和介质，通过选取可利用水资源量和水环境容量作为评价指标，根据径流量与生态需水量，并增加输沙需水量，确定目标河流在目标时间段的可利用水资源量，利用水质模型运用水文数据，根据污染物水体背景浓度的目标值，确定目标河流在目标时间段的水环境容量，可以客观反应目标河流在目标时间段水环境承载力的主要特征，对目标河流在目标时间段的水环境承载力进行定量分析，获得比较准确的目标河流在目标时间段的水资源承载力的评价结果，其中对水文数据的直接使用简化了计算与验证过程，本发明一些实施例公开的水环境承载力评价方法，可以不受时间和空间的限制，满足各种应用场景对于水资源承载力评价的要求，具有较强的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明提供的水环境承载力评价方法的一些实施例的流程示意图；
图2是根据本发明提供的水环境承载力评价方法的另一些实施例的流程示意图；
图3是湟水流域逐年可利用水资源量的示意图；
图4是湟水流域划分区域的示意图；
图5是根据本发明提供的水环境承载力评价方法的一个应用场景的示意图；
图6是根据本发明提供的水环境承载力评价装置的一些实施例的结构示意图；
图7是根据本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参阅图1，图1是本发明提供的水环境承载力评价方法的一些实施例的流程示意图。如图1所示，该水环境承载力评价方法，包括以下步骤：
步骤101，根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量和平均生态需水量，确定目标河流在目标时间段的平均可利用水资源量。
在一些实施例中，目标河流可以是选定的任意河流或者河流的区域，比如青海省湟水流域，或者青海省湟水流域的上游区域。目标时间段可以是以月为单位，亦可以是以年为单位，作为示例，目标时间段可以为2009年、2010年，或者2009年的2月份，本发明实施例对目标河流和目标时间段的确定方式不作限定。
水资源可利用量是指在可以预期的时间范围内，在统筹考虑生活、生产和生态环境用水的基础上，当地水资源中最大的一次性利用水量。主要是保证河道内生态需水量基础上的最大可外调水量。可利用水资源量受到自然地理条件、气象水文特点、经济社会发展等多方面因素的影响，在计算可利用水资源量时，应该根据流域水系特点和水资源条件进行核算。对于水资源短缺、生态环境脆弱的区域，应该首先保证河道内生态需水量的前提下再进行可利用水资源量的核算，并在此基础上进行生产用水、生活用水、生态用水的二次配置。
生态需水是指为了维持流域生态系统的良性循环，人们在开发流域水资源时必须为生态系统的发展与平衡保证其所需的水量。生态需水是与流域工业、农业、城市生活需水相并列的一个用水单元。
在实际环境中，一些地区河流水体的泥沙含量较高，河道内需要具有足够的水资源将水体中的泥沙输送到下游，因此对于这些地区，在确定水资源可利用量时，除了考虑生态需水量外，还需要考虑输沙需水量。
步骤102，基于预设的水质模型，根据目标河流在目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定目标河流在目标时间段的平均水环境容量。
在一些实施例中，水环境容量是指在满足水环境质量的要求下，水体容污染物的最大负荷量，因此，又称做水体负荷量或纳污能力。目前对于水域纳污能力，即水环境容量，的计算方法主要包括：数学模型计算法和污染负荷计算法。其中，污染负荷计算法又可分为实测法、调查统计法与估算法等方法。本发明将选取数学模型计算法中的水质模型方法进行水环境容量的测算。水质模型是一个用于描述物质在水中迁移、混合等变化过程的数学方程，即描述水体中污染物与时间、空间的定量关系。基于水质模型，可以结合水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，计算水环境容量。
水质模型可以是零维、一维、二维、三维模型等。其数学表达式则可以区分为微分方程、积分方程、代数方程、差分方程、微分-差分方程等。从描述水体的水体对象的不同，则可区分为河流水质模型、河口水质模型、湖泊(水库)水质模型、海湾水质模型、地下水质模型等。水文数据可以通过监测水体得到，可以包括干流流量、侧入流量、流速等相关的数据。目标污染物可以包括工业污染源以及城镇生活点源污染，其他污染源包括畜禽养殖污染源、农村生活排放污染源、农业施肥污染源等。作为示例，污染物种类可以是NH3-N、COD和TP等的任意一种或者组合。目标污染物的水体背景浓度的目标值的选取是水环境容量计算的关键。水体背景浓度的目标值，是指在不受污染的情况下，水体与环境污染有关的各种化学元素的含量及其基本的化学成份。它反映了环境质量的原始状态。水体背景浓度的目标值可以参考相关规定确定水质类别，再根据水质类别来确定。
步骤103，基于平均可利用水资源量和平均水环境容量，确定目标河流在目标时间段的水环境承载力。
在一些实施例中，根据水环境承载力的含义，可以选取表征人口、资源与环境发展的可利用水资源量与表征水体纳污能力的水环境容量两项指标，来对流域的水环境承载力进行计算与评价。
本发明一些实施例公开的水环境承载力评价方法，通过选取可利用水资源量和水环境容量作为评价指标，根据径流量与生态需水量，并增加输沙需水量，确定目标河流在目标时间段的可利用水资源量，利用水质模型运用水文数据，根据污染物水体背景浓度的目标值，确定目标河流在目标时间段的水环境容量，可以客观反应目标河流在目标时间段水环境承载力的主要特征，对目标河流在目标时间段的水环境承载力进行定量分析，获得比较准确的目标河流在目标时间段的水资源承载力的评价结果，其中对水文数据的直接使用简化了计算与验证过程，本发明一些实施例公开的水环境承载力评价方法，可以不受时间和空间的限制，满足各种应用场景对于水资源承载力评价的要求，具有较强的适用性。
请参阅图2，图2是根据本发明的水环境承载力评价方法的另一些实施例的流程图。如图2所示，该水环境承载力评价方法，包括以下步骤：
步骤201，根据目标河流在目标时间段的平均径流量和目标河流的平均输沙需水量在平均径流量中的占比，确定目标河流在目标时间段的平均输沙需水量。
在一些实施例中，作为示例，目标河流可以是青海省湟水流域，目标时间段可以是2009年。可以将青海省湟水流域2009年的平均径流量与平均输沙需水量在平均径流量中的占比相乘，得到青海省湟水流域2009年的平均输沙需水量。
在一些实施例的可选实现方式中，在根据目标河流在目标时间段的平均径流量和目标河流的平均输沙需水量在平均径流量中的占比，确定目标河流在目标时间段的平均输沙需水量之前，还可以根据上述目标河流在基准期的平均径流量和平均输沙需水量，确定目标河流的平均输沙需水量在平均径流量中的占比；其中，基准期包括上述目标时间段。
仍以目标河流为青海省湟水流域，目标时间段为2009年为例，基准期可以是2006年至2015年，湟水流域2009年的平均径流量可以根据湟水流域2009年的逐月平均流量计算得到，湟水流域2006年至2015年的平均径流量可以根据2006年至2015年湟水流域逐月平均流量计算得到，其中2006年至2015年湟水流域逐月平均流量如表1所示。
表1为湟水流域逐月平均流量(单位：m3/s)
Figure BDA0003034051310000091
Figure BDA0003034051310000101
湟水作为黄河上游最大一级支流，受地质条件和人为因素的影响，湟水流域水土流失严重，水体泥沙含量较高。沙量主要集中在6-9月4个月内，通过对西宁站多年平均输沙进行计算，多年平均含沙量为2.45kg/m3。因此，为了保证湟水河河道内具有足够的水资源将水体中的泥沙输送到下游，需要考虑输沙需水量。
仍以湟水流域为例，根据湟水流域的实际情况，通过对国内外学者关于黄河输沙量需水量计算结果的总结，结合泥沙输送主要集中在汛期的特点，确定湟水多年平均的实际发生的汛期输沙用水量为35m3/t。计算可得湟水流域2006年至2015年的平均输沙需水量约为1.34亿m3，占湟水流域2006年至2015年的平均径流量的8.58％，即得到湟水流域的平均输沙需水量在平均径流量中的占比为8.58％。可以将上述湟水流域2009年的平均径流量和平均输沙需水量在平均径流量中的占比为8.58％相乘，得到2009年的平均输沙需水量，即目标时间段的平均输沙需水量。
步骤202，根据目标河流在目标时间段的平均径流量和目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比，确定目标河流在目标时间段的平均生态需水量。
仍以目标河流为青海省湟水流域，目标时间段为2009年为例。可以将青海省湟水流域2009年的平均径流量和平均生态需水量在平均径流量中的占比相乘，得到青海省湟水流域2009年的平均生态需水量。
在一些实施例的可选实现方式中，在根据目标河流在目标时间段的平均径流量和目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比，确定目标河流在目标时间段的平均生态需水量之前，还可以根据目标河流在基准期的平均径流量和在基准期中枯水期的平均径流量，确定目标河流枯水期的平均径流量占比；根据目标河流在基准期的平均径流量和在基准期中丰水期的平均径流量，确定目标河流丰水期的平均径流量占比；根据预设的枯水期和丰水期的生态需水量基流、所确定的目标河流枯水期和丰水期的平均径流量占比，确定目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比。
仍以目标河流为青海省湟水流域，基准期为2006年至2015年，目标时间段为2009年为例，青海省湟水流域的平均生态需水量在平均径流量中的占比可以采用水文指标法中的Tennant法进行相关计算。
Tennant法通过确定河道内生态需水量，即生态流量，占河流多年平均天然流量的比值，并以不同的占比程度确定河道生态的良好程度。例如：在维持河道生物栖息地生存的情况下，以天然流量的10％确定为生态流量；在维持适宜的河道内生态环境系统的情况下，以天然流量的30％确定为生态流量；在维持最佳的河道内生态环境系统的情况下，以天然流量的60％确定为生态流量。并根据逐月径流变化情况及鱼类等水生生物的生长条件，将全年12个月分为10～3月、4～9月两个时间段，分别设定不同的标准。
Tennant法适用于对干旱、半干旱地区永久性河流河道内生态需水量的计算，在实际应用时，本发明根据研究区域水文变化的实际情况及区域特点进行了适当的改进：原始的Tennant法按照逐月径流量的多少，将全年分为两个时期分别计算推荐的平均流量，即生态流量，百分数，其中第1个时期为10月～3月，第2个时期为4月～9月。
考虑到湟水流域的区域特点，结合流域逐月径流量大小，将两个时期重新进行划分。根据表1给出的湟水流域出口小峡桥断面2006年至2015年逐月平均径流量的相关数据，可以得到湟水流域2006年至2015年平均径流量为49.59m3/s，12月～4月平均径流量基本在30m3/s以下，占全年平均径流量的22.5％，其中最枯月为3月，仅为23.73m3/s；5月～11月平均径流量均在40m3/s以上，占到全年平均径流量的77.5％，其中7月至9月平均径流量可以达到80m3/s。在此基础上，本发明将2006年至2015年分为12月～4月，5月～11月两个时间段，即枯水期和丰水期，根据原始的Tennant法分别确定12月～4月，5月～11月这两个时间段河流生态流量的百分比，即枯水期和丰水期的生态需水量基流，如表2所示，同时根据12月～4月，5月～11月这两个时间段在基准期中的平均径流量占比，即枯水期和丰水期的平均径流量占比，22.5％和77.5％，计算出不同河道生态级别的生态流量百分比，如表3所示。
表2Tennant生态需水量基流划分范围(单位：％)
Figure BDA0003034051310000121
Figure BDA0003034051310000131
表3湟水流域河道内生态需水量推荐流量划分结果(单位：％)
Figure BDA0003034051310000132
例如：对于表3中河道内生态环境为最佳范围时，2006年至2015年的生态需水量的60％，即基准年的平均生态需水量为60％，可以通过22.5％*60％+77.5％*60％计算得到，其中，22.5％表示2006年至2015年枯水期的平均径流量占比，77.5％表示在2006年至2015年丰水期的平均径流量占比，参考表2可以得到60％为最佳范围时丰水期和枯水期的生态需水量基流；对于表3中河道内生态环境为良好时，生态需水量的35.50％，即基准年的平均生态需水量为35.50％，可以通过22.5％*20％+77.5％*40％计算得到，其中，22.5％表示在2006年至2015年枯水期的平均径流量占比，77.5％表示在2006年至2015年丰水期的平均径流量占比，参考表2可以得到40％为良好时丰水期的生态需水量基流，20％为良好时枯水期的生态需水量基流。同理可得目标时间段的平均生态需水量在平均径流量中的占比。同时，如表3所示，在考虑输沙需水量的情况下，可以将平均生态需水量在平均径流量中的占比和平均输沙需水量在平均径流量中的占比作为推荐流量，例如，河道内生态环境为最佳范围时，平均生态需水量在平均径流量中的占比为60.00％，平均输沙需水量在平均径流量中的占比为8.58％，推荐流量为68.58％。
步骤203，根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量和平均生态需水量，确定上述目标河流在目标时间段的平均可利用水资源量。
仍以湟水流域2006年至2015年为例，根据2006年至2015年间的年平均径流量、平均输沙需水量在平均径流量中的占比、平均生态需水量在平均径流量中的占比，可以得到湟流水域逐年可利用水资源量，湟流水域逐年可利用水资源量如图3所示。根据图3可以得知湟水流域在2006年至2015年间的平均可利用水资源量约为4.91亿m3，其中，2007年可利用水资源量最多，为8.46亿m3，2013年可以用水资源量最少，为1.04亿m3，仅为2007年的12.29％。
步骤204，基于预设的水质模型，根据目标河流在目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定目标河流在目标时间段的平均水环境容量。
在一些实施例的可选实现方式中，在基于预设的水质模型，根据目标河流在目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定目标河流在目标时间段的平均水环境容量之前，还可以根据预设的监测断面将目标河流划分为至少一个区域；对至少一个区域中的每个区域分别构建水质模型；根据至少一个区域中每个区域的水质类别，分别确定每个区域中目标污染物中各污染物的水体背景浓度的目标值。
作为示例，目标河流可以是青海省湟水流域，湟水流域中共有国控、省控共计19个监测断面，分别为：金滩、扎马隆、西钢桥、老幼堡、朝阳桥、新宁桥、报社桥、七一桥、润泽桥、新宁桥—大通、塔头桥、塔尔桥、峡门桥、小峡桥、沙塘川桥、三其桥、湾子桥、老鸦峡口和民和桥。选取湟水干流源头至小峡桥站点下游断面之间的河段进行研究，根据监测断面将湟水流域划分为三个区域，根据监测断面对湟水流域的区域划分如图4所示，选取金滩、扎马隆、西钢桥、沙塘川桥四个监测断面，将湟水流域分成三个区域。结合每个区域的水质监测数据，对三个区域中的每个区域分别构建水质模型。根据三个区域中每个区域的水质类别，分别确定每个区域中目标污染物中各污染物的水体背景浓度的目标值，例如，目标污染物为COD、NH3-N、TP三种污染物。
在一些实施例的可选实现方式中，可以针对至少一个区域中的每个区域，基于预设的水质模型，根据区域在目标时间段的水文数据和区域中目标污染物中各污染物的水体背景浓度的目标值，分别确定目标污染物中各污染物的水环境容量；针对目标污染物中的每一种污染物，根据至少一个区域中各区域所确定的污染物的水环境容量，得到目标河流在目标时间段的污染物的水环境容量；根据所确定的目标河流在目标时间段的目标污染物中各污染物的水环境容量，确定目标河流在目标时间段的平均水环境容量。
通常，水质模型的种类很多，需要结合研究区域水文、水动力特征与污染物降解特点选取适当的模型，才能够准确地计算出水体的水环境容量。考虑到流域系统水环境特点、数据获取难易程度等状况，作为示例，可以选用一维模型Qual-2k进行计算：在忽略离散作用时，描述河流污染物一维稳态衰减规律的遵循一级反应动力学的微分方程为，：
Figure BDA0003034051310000161
其中，K为污染物综合降解系数，目前常用的确定综合降解系数方法包括分析借用法、实测法和经验系数法，在本实施例中，结合湟水流域的资料情况，可以采用经验公式计算K，即：
K＝10.3Q-0.49 (公式2)
其中，Q为湟水流域在2006年至2015年的平均流量(m3/s)
考虑到K和L为常数，不随时间而变化以及河长的变化，积分可得：
Figure BDA0003034051310000162
其中，C为控制断面污染物的浓度，C0为基准断面污染物的本底浓度，U为控制断面平均流速，L为控制断面至基准端面的距离。
根据以上基本原理，本实施例对于现实水环境容量以及理想水环境容量的所选择计算公式如下：
(1)水环境控制单元自净容量
Figure BDA0003034051310000163
其中，W自净为单元自净容量，Cs为控制单元水质目标值，Q为河段上断面设计流量，K为污染物降解系数，u为断面平均流速，X1为概化口至上游对照断面距离，∑q为旁侧汇入流量，X2为概化口至下游对照断的距离。
(2)水环境控制单元现实水环境容量
W现实×[W自净+∑q×Cs×K-I]+[Q×K(Cs-Css)] (公式5)
其中，W现实为现实水环境容量，I为非点源污染物入河量，Css为上游控制单元水质目标上一段的水体背景浓度值。
(3)水环境控制单元理想水环境容量
W理想＝W现实+Cs×K(W+∑q) (公式6)
其中，CS为水体背景浓度值。
承接上述实施例，仍以2009年为例，针对湟水干流源头至小峡桥站点下游断面之间的河段所划分的三个区域中的每个区域，可以基于水质模型，根据该区域在2009年的水文数据和该区域中COD、NH3-N、TP三种污染物水体背景浓度的目标值，分别确定COD、NH3-N、TP三种污染物中各污染物的水环境容量。再针对COD、NH3-N、TP三个污染物中的每一种污染物，根据三个区域中各区域所确定的污染物的水环境容量，分别得到湟水流域在2009年的COD、NH3-N、TP三个污染物的水环境容量；最后根据所确定的湟水流域在2009年的COD、NH3-N、TP三种污染物中各污染物的水环境容量，确定湟水流域在2009年的平均水环境容量。
在一些实施例的可选实现方式中，计算水环境容量的水文数据可以是目标河流在目标时间段中最枯月的水文数据。例如，还以2009年为目标时间段，从表1可以看出，2009年4月的平均流量最少，为21.84m3/s，所以2009年4月为2009年的最枯月，在计算2009年的水环境容量时，可以取2009年4月的水文数据进行计算。
作为示例，水文数据可以包括干入流量、侧入流量、流速等，监测到的湟水流域的部分水文数据如表4所示。仍以湟水流域为例，选用一维模型Qual-2k作为水质模型，选取金滩、扎马隆、西钢桥、沙塘川桥四个监测断面，将湟水流域分成三个区域，结合一维模型Qual-2k的参数，将三个区域的水质目标，分别按照相应的水功能区域要求设定为II类水质、Ⅲ类水质和Ⅳ类水质，并分别监测三个区域的水文数据，例如，侧入流量、干入流量、流速等。
表4湟水流域Qual-2k设计水文参数
Figure BDA0003034051310000181
步骤205，基于平均可利用水资源量和平均水环境容量，确定目标河流在目标时间段的水环境承载力。
在一些实施例的可选实现方式中，可以根据目标河流在目标时间段的平均可利用水资源量与目标河流在基准期的平均可利用水资源量，得到可利用水资源量系数；根据目标河流在目标时间段的平均水环境容量与目标河流在基准期的平均水环境容量，得到水环境容量系数；基于预设的权重，对可利用水资源量系数和水环境容量系数加权求和，得到目标河流在上述目标时间段的水环境承载力。
作为示例，可以通过以下公式得到可利用水资源量系数：
Figure BDA0003034051310000182
其中，SW为可利用水资源量系数，WAV为不同时期流域可利用水资源量，WAVt1表示目标河流在目标时间段的平均可利用水资源量，WAVt0目标河流在基准期的平均可利用水资源量，t1表示目标时间段，t0表示基准期，SWt1表示目标河流的目标时间段的可利用水资源量系数。
作为示例，可以通过以下公式得到水环境容量系数：
Figure BDA0003034051310000183
其中，SE为水环境容量系数，WP为不同时期流域水环境容量，WPt1为目标河流在上述目标时间段的平均水环境容量，WPt0为目标河流在上述基准期的平均水环境容量，SEt1为目标河流的目标时间段的水环境容量系数。
STt1＝α*SWt1+β*SEt1 (公式9)
其中，ST为水环境承载力，STt1为目标河流的目标时间段的水环境承载力，α为水资源可利用量的权重，β为水环境容量的权重。可水资源利用量的权重与水环境容量的权重可根据实际情况确定，本发明实施例对此不作限定。
从图2中可以看出，与图1对应的一些实施例的描述相比，图2对应的一些实施例中的水环境承载力评价方法体现了如何确定平均输沙需水量和平均生态需水量：分别根据其在平均径流量中的占比，确定平均输沙需水量和平均生态需水量。且根据实际情况，将目标河流的基准期分为枯水期和丰水期，根据目标河流枯水期和丰水期的平均径流量占比，确定目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比，由于枯水期和丰水期平均径流量差距较大，因此分计算结果更准确。另外，根据所确定的目标河流在目标时间段的目标污染物中各污染物的水环境容量，确定目标河流在目标时间段的平均水环境容量。综合了至少一个污染的平均水环境容量，能更加准确的体现目标河流在目标时间段的平均水环境容量。
图5是根据本发明提供的水环境承载力评价方法的一个应用场景的示意图。
在图5的应用场景500中，首先，电子设备510接收湟水流域在2013年的平均径流量501为3.31亿立方米、平均输沙需水量502为0.284亿立方米，以及平均生态需水量503为0.284亿立方米。电子设备510根据湟水流域在2013年的平均径流量501，减去平均输沙需水量502和平均生态需水量503，得到上述湟水流域在2013年的平均可利用水资源量504为1.04亿立方米。然后，电子设备510根据一维水质模型505，接收并结合湟水流域在2013年的水文数据506、湟水流域在2013年的COD、NH3-N、TP污染物的水体背景浓度的目标值507，确定湟水流域在2013年的平均水环境容量508为0.16亿立方米。电子设备510计算平均可利用水资源量与平均水环境容量的均值，得到水环境承载力509为0.7亿立方米。
请参阅图6，作为对上述各图所示方法的实现，本发明还提供了一种水环境承载力评价装置的一些实施例，这些装置实施例与图1所示的那些方法实施例相对应，该装置可以应用于各种电子设备中。
如图6所示，一些实施例的水环境承载力评价装置600包括第一处理模块601、第二处理模块602、第三处理模块603：第一处理模块601，用于根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量和平均生态需水量，确定目标河流在目标时间段的平均可利用水资源量；第二处理模块602，用于基于预设的水质模型，根据目标河流在目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定目标河流在目标时间段的平均水环境容量；第三处理模块603，用于基于平均可利用水资源量和平均水环境容量，确定目标河流在目标时间段的水环境承载力。
在一些实施例的可选实现方式中，装置600还包括：第四处理模块(图中未示出)，用于根据目标河流在目标时间段的平均径流量和目标河流的平均输沙需水量在平均径流量中的占比，确定目标河流在目标时间段的平均输沙需水量；第五处理模块(图中未示出)，用于根据目标河流在目标时间段的平均径流量和目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比，确定目标河流在上述目标时间段的平均生态需水量。
在一些实施例的可选实现方式中，装置600还包括：第六处理模块(图中未示出)，用于根据目标河流在基准期的平均径流量和平均输沙需水量，确定目标河流的平均输沙需水量在平均径流量中的占比；其中，基准期包括目标时间段。
在一些实施例的可选实现方式中，装置600还包括：第七处理模块(图中未示出)用于根据目标河流在基准期的平均径流量和在基准期中枯水期的平均径流量，确定目标河流枯水期的平均径流量占比；第八处理模块(图中未示出)，用于根据目标河流在基准期的平均径流量和在基准期中丰水期的平均径流量，确定目标河流丰水期的平均径流量占比；第九处理模块(图中未示出)，用于根据预设的枯水期和丰水期的生态需水量基流、所确定的目标河流枯水期和丰水期的平均径流量占比，确定目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比。
在一些实施例的可选实现方式中，第三处理模块603，用于根据上述目标河流在目标时间段的平均可利用水资源量与目标河流在基准期的平均可利用水资源量，得到可利用水资源量系数；根据目标河流在目标时间段的平均水环境容量与目标河流在基准期的平均水环境容量，得到水环境容量系数；基于预设的权重，对可利用水资源量系数和水环境容量系数加权求和，得到目标河流在目标时间段的水环境承载力。
在一些实施例的可选实现方式中，装置600还包括：划分模块(图中未示出)，用于根据预设的监测断面将目标河流划分为至少一个区域；建模模块(图中未示出)，用于对至少一个区域中的每个区域分别构建水质模型；目标值确定模块(图中未示出)，用于根据至少一个区域中每个区域的水质类别，分别确定每个区域中目标污染物中各污染物的水体背景浓度的目标值。
在一些实施例的可选实现方式中，第二处理模块602，用于针对至少一个区域中的每个区域，基于预设的水质模型，根据区域在目标时间段的水文数据和区域中目标污染物中各污染物的水体背景浓度的目标值，分别确定目标污染物中各污染物的水环境容量；针对目标污染物中的每一种污染物，根据至少一个区域中各区域所确定的污染物的水环境容量，得到目标河流在目标时间段的污染物的水环境容量；根据所确定的目标河流在目标时间段的目标污染物中各污染物的水环境容量，确定目标河流在目标时间段的平均水环境容量。
在一些实施例的可选实现方式中，水文数据是目标河流在目标时间段中最枯月的水文数据。
可以理解的是，该装置600中记载的各模块与参考图2描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作、特征以及产生的有益效果同样适用于装置600及其中包含的模块、单元，在此不再赘述。
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)710、通信接口(Communications Interface)720、存储器(memory)730和通信总线740，其中，处理器710，通信接口720，存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令，以执行水环境承载力评价方法，该方法包括：根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量和平均生态需水量，确定目标河流在目标时间段的平均可利用水资源量；基于预设的水质模型，根据目标河流在目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定目标河流在目标时间段的平均水环境容量；基于平均可利用水资源量和平均水环境容量，确定目标河流在目标时间段的水环境承载力。
此外，上述的存储器730中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，上述计算机程序包括程序指令，当上述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的水环境承载力评价方法，该方法包括：根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量和平均生态需水量，确定目标河流在目标时间段的平均可利用水资源量；基于预设的水质模型，根据目标河流在目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定目标河流在目标时间段的平均水环境容量；基于平均可利用水资源量和平均水环境容量，确定目标河流在目标时间段的水环境承载力。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的水环境承载力评价方法，该方法包括：根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量和平均生态需水量，确定目标河流在目标时间段的平均可利用水资源量；基于预设的水质模型，根据目标河流在目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定目标河流在目标时间段的平均水环境容量；基于平均可利用水资源量和平均水环境容量，确定目标河流在目标时间段的水环境承载力。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分上述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种水环境承载力评价方法，其特征在于，包括：
根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量和平均生态需水量，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均可利用水资源量，具体包括：根据所述目标河流在所述目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量在平均径流量中的占比和平均生态需水量在平均径流量中的占比，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均可利用水资源量；
所述根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙用水量和平均生态需水量，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均可利用水资源量之前，还包括：
根据所述目标河流在所述目标时间段的平均径流量和所述目标河流的平均输沙需水量在平均径流量中的占比，确定所述目标河流在所述目标时间段的所述平均输沙需水量；
根据所述目标河流在所述目标时间段的平均径流量和所述目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比，确定所述目标河流在所述目标时间段的所述平均生态需水量；
基于预设的水质模型，根据所述目标河流在所述目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均水环境容量，其中，所述水质模型为Qual-2k一维模型；
基于所述平均可利用水资源量和所述平均水环境容量，确定所述目标河流在所述目标时间段的水环境承载力。
2.根据权利要求1所述的水环境承载力评价方法，其特征在于，根据所述目标河流在所述目标时间段的平均径流量和所述目标河流的平均输沙需水量在平均径流量中的占比，确定所述目标河流在所述目标时间段的所述平均输沙需水量之前，还包括：
根据所述目标河流在基准期的平均径流量和平均输沙需水量，确定所述目标河流的平均输沙需水量在平均径流量中的占比；其中，所述基准期包括所述目标时间段。
3.根据权利要求2所述的水环境承载力评价方法，其特征在于，根据所述目标河流在所述目标时间段的平均径流量和所述目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比，确定所述目标河流在所述目标时间段的所述平均生态需水量之前，还包括：
根据所述目标河流在基准期的平均径流量和在所述基准期中枯水期的平均径流量，确定所述目标河流枯水期的平均径流量占比；
根据所述目标河流在基准期的平均径流量和在所述基准期中丰水期的平均径流量，确定所述目标河流丰水期的平均径流量占比；
根据预设的枯水期和丰水期的生态需水量基流、所确定的目标河流枯水期和丰水期的平均径流量占比，确定所述目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比。
4.根据权利要求3所述的水环境承载力评价方法，其特征在于，所述基于所述平均可利用水资源量和所述平均水环境容量，确定所述目标河流在所述目标时间段的水环境承载力，包括：
根据所述目标河流在所述目标时间段的平均可利用水资源量与所述目标河流在所述基准期的平均可利用水资源量，得到可利用水资源量系数；
根据所述目标河流在所述目标时间段的平均水环境容量与所述目标河流在所述基准期的平均水环境容量，得到水环境容量系数；
基于预设的权重，对所述可利用水资源量系数和所述水环境容量系数加权求和，得到所述目标河流在所述目标时间段的水环境承载力。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的水环境承载力评价方法，其特征在于，所述基于预设的水质模型，根据所述目标河流在所述目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均水环境容量之前，还包括：
根据预设的监测断面将所述目标河流划分为至少一个区域；
对所述至少一个区域中的每个区域分别构建所述水质模型；
根据所述至少一个区域中每个区域的水质类别，分别确定每个区域中所述目标污染物中各污染物的水体背景浓度的目标值。
6.根据权利要求5所述的水环境承载力评价方法，其特征在于，所述基于预设的水质模型，根据所述目标河流在所述目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均水环境容量，包括：
针对所述至少一个区域中的每个区域，基于预设的水质模型，根据所述区域在所述目标时间段的水文数据和所述区域中目标污染物中各污染物的水体背景浓度的目标值，分别确定所述目标污染物中各污染物的水环境容量；
针对所述目标污染物中的每一种污染物，根据所述至少一个区域中各区域所确定的所述污染物的水环境容量，得到所述目标河流在所述目标时间段的所述污染物的水环境容量；
根据所确定的所述目标河流在所述目标时间段的所述目标污染物中各污染物的水环境容量，确定所述目标河流在所述目标时间段的所述平均水环境容量。
7.根据权利要求6所述的水环境承载力评价方法，其特征在于，所述水文数据是所述目标河流在所述目标时间段中最枯月的水文数据。
8.一种水环境承载力评价装置，其特征在于，包括：
第一处理模块，用于根据目标河流在目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量和平均生态需水量，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均可利用水资源量，具体用于：根据所述目标河流在所述目标时间段的平均径流量、平均输沙需水量在平均径流量中的占比和平均生态需水量在平均径流量中的占比，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均可利用水资源量；
第二处理模块，用于基于预设的水质模型，根据所述目标河流在所述目标时间段的水文数据和目标污染物的水体背景浓度的目标值，确定所述目标河流在所述目标时间段的平均水环境容量，其中，所述水质模型为Qual-2k一维模型；
第三处理模块，用于基于所述平均可利用水资源量和所述平均水环境容量，确定所述目标河流在所述目标时间段的水环境承载力；
第四处理模块，用于根据所述目标河流在所述目标时间段的平均径流量和所述目标河流的平均输沙需水量在平均径流量中的占比，确定所述目标河流在所述目标时间段的所述平均输沙需水量；
第五处理模块，用于根据所述目标河流在所述目标时间段的平均径流量和所述目标河流的平均生态需水量在平均径流量中的占比，确定所述目标河流在所述目标时间段的所述平均生态需水量。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的水环境承载力评价方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的水环境承载力评价方法的步骤。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108842713A (zh) * 2018-07-04 2018-11-20 黄河勘测规划设计有限公司 多沙河流水质水量一体化配置与调度方法及其系统
CN109242282A (zh) * 2018-08-24 2019-01-18 华北水利水电大学 一种适用于多泥沙河流的河流健康评估方法
CN111079085A (zh) * 2019-12-05 2020-04-28 西安理工大学 一种考虑提升量的生态流量确定方法
CN111379305A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 中建水务环保有限公司 一种用于流域治理的系统及其布设方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100750749B1 (ko) * 2005-11-29 2007-08-30 대한민국 Ｇｉｓ를 이용한 식물자원 수량화 방법
CN103810359A (zh) * 2012-11-06 2014-05-21 西安元朔科技有限公司 基于灰色聚类分析的城市水环境承载力等级评价算法
CN103218485B (zh) * 2013-04-03 2015-10-07 郑州大学 一种gis技术支持下的小流域环境容量计算方法
CN106096221A (zh) * 2016-03-11 2016-11-09 贵州省水利水电勘测设计研究院 新建污水排放口污染物最高允许排放浓度计算方法
CN106557029A (zh) * 2016-11-11 2017-04-05 中国科学院生态环境研究中心 一种黑臭河流水污染控制与治理的方法
CN107657912A (zh) * 2017-09-26 2018-02-02 天津大学 一种基于Mike11的河流水环境容量确定方法
CN108320261A (zh) * 2018-01-18 2018-07-24 北控水务(中国)投资有限公司 一种城市河道断面动态水质目标确定方法
CN108763850A (zh) * 2018-03-06 2018-11-06 河海大学 一种平原水系水环境容量及分担率的评估方法
CN108734401A (zh) * 2018-05-22 2018-11-02 新疆大学 基于sparrow模型的河流污染评估方法
CN108585211B (zh) * 2018-05-31 2023-09-15 中国环境科学研究院 用于高风浪、低透明度水体区域的多级净化生态消浪系统
CN109670712A (zh) * 2018-12-21 2019-04-23 山东省农业可持续发展研究所 一种城市农业自然资源可持续发展承载力评价方法和系统
CN110070271A (zh) * 2019-04-01 2019-07-30 河海大学 一种小流域水环境承载状态评价方法
CN110210710B (zh) * 2019-05-06 2023-06-27 河海大学 一种基于负荷均衡的水资源承载能力量化方法
CN110245854A (zh) * 2019-06-05 2019-09-17 中国科学院新疆生态与地理研究所 一种干旱区内陆河流域生产、生活和生态用水的配置方法
CN110310019A (zh) * 2019-06-17 2019-10-08 北京师范大学 一种流域水系统协同承载力评价模型的构建方法
CN110189059A (zh) * 2019-06-17 2019-08-30 北京师范大学 一种流域水系统协同承载力评价指标体系构建方法
CN110335172B (zh) * 2019-07-11 2020-03-06 天津环科环境规划科技发展有限公司 流域水环境容量分配方法、装置、电子设备及存储介质
CN111310327A (zh) * 2020-02-10 2020-06-19 科盛环保科技股份有限公司 一种基于削减量模型的水环境达标定量化设计方法
CN111563643A (zh) * 2020-02-13 2020-08-21 北京市环境保护科学研究院 一种水环境指数数据处理方法
CN111476451A (zh) * 2020-02-13 2020-07-31 北京市环境保护科学研究院 一种水生态指数数据处理方法
CN111582620A (zh) * 2020-02-13 2020-08-25 北京市环境保护科学研究院 一种水环境承载力数据处理方法
CN111814411B (zh) * 2020-06-12 2022-11-15 长江水利委员会长江科学院 一种基于mike21和盲数理论的雨源型河流水环境容量计算方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108842713A (zh) * 2018-07-04 2018-11-20 黄河勘测规划设计有限公司 多沙河流水质水量一体化配置与调度方法及其系统
CN109242282A (zh) * 2018-08-24 2019-01-18 华北水利水电大学 一种适用于多泥沙河流的河流健康评估方法
CN111379305A (zh) * 2018-12-27 2020-07-07 中建水务环保有限公司 一种用于流域治理的系统及其布设方法
CN111079085A (zh) * 2019-12-05 2020-04-28 西安理工大学 一种考虑提升量的生态流量确定方法

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