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申请/专利权人：清华大学

摘要：本发明提供一种流域水环境模拟方法及装置，包括如下步骤：根据预设水深阈值，对将要预测流域进行网格划分，将水深低于预设水深阈值的网格作为非淹没网格，水深大于所述预设水深阈值的网格作为淹没网格；以非淹没网格与淹没网格之间的边界为耦合动边界连接陆地模型和水体模型；对于非淹没网格采用陆地模型模拟污染物在陆地上的产生及随径流的输移过程；对于淹没网格将非淹没区的污染物负荷分布数据作为计算条件，采用水体模型模拟污染物在水体中的对流扩散过程；根据水深数据对将要预测流域重新进行网格划分。利用本发明能够解决目前现有的水环境模拟方法割裂了流域水—陆水文、水质响应过程，不够科学，计算精度低等问题。

主权项：1.一种流域水环境模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、根据预设水深阈值，对将要预测流域进行网格划分，将水深低于预设水深阈值的网格作为非淹没网格，水深大于所述预设水深阈值的网格作为淹没网格；S2、以所述非淹没网格所形成的非淹没区与所述淹没网格所形成的淹没区之间的边界为耦合动边界连接陆地模型和水体模型；其中，所述陆地模型包括：用于计算所述非淹没网格的汇流速度和水深的水文模型、用于根据所述非淹没网格的汇流速度和水深，计算所述非淹没网格中的污染物的累积量和冲刷量的非点源污染负荷模型和用于将所述非淹没网格中的污染物的累积量和冲刷量作为源项，获得非点源污染物负荷分布数据的污染物输移模型；所述水体模型包括：用于将所述非淹没网格的汇流速度和水深作为水体水流运动的驱动条件，通过求解局部区域的二维浅水方程，获得所述淹没网格内的流速和水深的水动力模型和用于将所述非淹没网格的非点源污染物的浓度分布数据作为水体中污染物对流扩散过程的驱动条件，并根据所述淹没网格内的流速和水深，求解污染物在水体中的对流扩散过程的水质模型；S3、对于所述非淹没网格采用所述陆地模型模拟污染物在陆地上的产生及随径流的输移过程，计算所述非淹没区的污染物负荷分布数据；对于所述淹没网格将所述非淹没区的污染物负荷分布数据作为计算条件，采用所述水体模型模拟污染物在水体中的对流扩散过程，计算所述淹没区的污染物的浓度分布数据；其中，在对于所述淹没网格采用所述水体模型模拟污染物在水体中的对流扩散过程，并将所述非淹没区的污染物负荷分布数据作为计算条件，计算所述淹没区的污染物的浓度分布数据的过程中，所述水动力模型与所述水质模型采用紧密耦合求解的方法，进行耦合求解，采用MUSCL线性插值的方法将所述淹没网格中心点处的变量插值到所述淹没网格的界面上；采用Godunov格式的有限体积法进行空间离散，通过HLLC近似黎曼求解器求解所述淹没网格界面上的对流通量，采用二阶Runge-Kutta法保证时间积分的二阶精度，采用MUSCL格式保证空间上的二阶精度，求解得到所述淹没区网格界面的水深和流速；基于所述耦合动边界界面的质量、动量守恒，将所述非淹没区的污染物负荷分布作为水体模型的计算条件，并将所述淹没网格的水深和流速作为已知量代入到水质方程中，采用Godunov格式进行空间离散，采用HLLC近似黎曼解求解通过所述淹没网格界面的污染物质的通量，采用二阶Runge-Kutta法保证时间积分的二阶精度，采用MUSCL格式保证空间上的二阶精度，得到所述淹没区的污染物的浓度分布数据；S4、基于模型计算的时间步长，计算所述淹没网格和所述非淹没网格的水深数据，并根据所述水深数据对所述耦合动边界进行更新，返回步骤S2。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 清华大学 流域水环境模拟方法及装置