申请/专利权人：南方海洋科学与工程广东省实验室(广州);四川大学

申请日：2022-10-22

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN115630503B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F17/11;G06F111/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2023.02.14#实质审查的生效;2023.01.20#公开

摘要：本发明公开了一种基于水循环优化的生态塘库植物净化效果模拟方法，包括以下步骤：S1：建立考虑植物扰流作用的生态塘库深度平均平面二维紊流数学模型，确定生态塘库水动力分布情况；S2：引入示踪剂模型，以此计算生态塘库的换水周期，从而获取生态塘库换水周期平面分布情况；S3：根据所述生态塘库换水周期平面分布情况，获得换水周期的频率分布曲线，对生态塘库的换水能力进行评估；S4：建立考虑植物净化作用水质变量的质量守恒方程，结合S1的数学模型，求解获得生态塘库的水质分布情况；S5：根据所述生态塘库的水质分布情况，确定生态塘库植物净化效果。本发明考虑了植物对换水周期和水质净化效果的影响，可以实现植物措施对塘库治理的准确模拟。

主权项：1.一种基于水循环优化的生态塘库植物净化效果模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立考虑植物扰流作用的生态塘库深度平均平面二维紊流数学模型，根据所述生态塘库深度平均平面二维紊流数学模型求解确定生态塘库水动力分布情况；所述考虑植物扰流作用的生态塘库深度平均平面二维紊流数学模型包括连续性方程和水平方向动量方程；所述水平方向动量方程包括x方向动量方程和y方向动量方程；所述连续性方程为： 式中：x、y分别为水平方向曲线-正交坐标；z为垂向σ坐标；mx、my均为坐标变换系数，在笛卡尔坐标下取1；H为总水深，m；Ux为x方向深度平均速度分量，ms，Vy为y方向深度平均速度分量，ms；Sh为连续性方程的源汇项，s-1；u、v分别为x、y方向上的速度分量，ms；所述x方向动量方程为： 式中：g为重力加速度，ms2；为垂线σ坐标系统下相对于参考高度的水面高程，m；p为附加静水压，m2s2；Pa为大气压强，Pa；h为垂线σ坐标系统下基于参考高度以下的水深，m；AH为水平紊动扩散系数，m2s；Cp为植被的阻力系数，无量纲；Dp为与每个单位水平面积的流量相交的投影植被区域；Su为x方向上动量的源汇项，m2s2；所述y方向动量方程为： 式中：Sv为y方向上动量的源汇项，m2s2；S2：引入示踪剂模型，以此计算生态塘库的换水周期，获取得到生态塘库换水周期平面分布情况；S3：根据所述生态塘库换水周期平面分布情况，计算各换水周期下大于各换水周期时间的水生态塘库的面积的占比，以所述换水周期为横坐标，以所述面积的占比为纵坐标，绘制换水周期的频率分布曲线；S4：根据所述换水周期的频率分布曲线，对生态塘库的换水能力进行评估；S5：建立考虑植物净化效果的水质变量的质量守恒方程，结合所述考虑植物扰流作用的生态塘库深度平均平面二维紊流数学模型对生态塘库的水质分布情况进行求解，获得生态塘库的水质分布情况；所述水质变量的质量守恒方程为： 式中：C为水质变量浓度，mgL；SC为水质汇项，gm3·d；SCi为污染物i的水质汇项，gm3·d；Ki为污染物i的降解速率，d-1；Ci为污染物i的浓度，mgL；Fi为植物对污染物i的净化效率，gm2·d；S6：根据所述生态塘库的水质分布情况，确定生态塘库植物对污染物的吸收效果；水质越好，则生态塘库植物对污染物的吸收效果越好；反之亦然。

全文数据：

权利要求：

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