河流水质监测断面优化布设方法
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
六月
4.5 4
3.5 3
2.5 2
1.5 1
0.5 0 1 80 160 220 288 360 440 520 600 660 740 800 873 922 1000 1080 1125 1200 1280 1340 1420 1500 1580 1640 1700 1780 1832
八月
4 3.5
河段始末 (km)
0- 100- 200- 240- 340- 400- 580- 720- 920- 1120- 1180- 1540- 1640- 176020 120 220 320 380 480 700 860 1040 1160 1520 1600 1720 1832
15 个监测断面归属 1
河流水质监测断面优化布设方法
答辩人：吴文强 水环境研究所
2011.11.25
汇报内容
提纲目录
研究背景
研究方法 研究实例
研究结果
研究背景
• 传统方法 • 国际河流的困难 • 如何优化？
研究背景
1、研究现状
数值分析法优点是简单实用，缺点是只可减断面，不能增加断面，断面代表河段难 以准确界定 多种方法联合应用，如GA和GIS方法联合应用、GIS和水质模型联合应用等，优点研 究较系统，缺点是需要大量相关资料
77727345 76 6790
21
71
2232234
67 6608
25 66616234656
26
27
28
29 333012
33
56
47 5548
34 49 50
57 54 51
3555839652 337853 3490 41 42 43 44
45 46
1 2
-1
-0.2
0
0.2
0.4
物元分析结果
0
Apr-2006 Jun-2006 Aug-2006 Oct-2006 Dec-2006 Feb-2007 Apr-2007 Jun-2007 Aug-2007 Oct-2007 Dec-2007 Feb-2008 Apr-2008 Jun-2008 Aug-2008 Oct-2008
流量(m3/s)
物元分析结果
相似点集 1-2
河段始末 0-
(km)
20
15 个监测断面
归属
1
6-7 8-12 14-24 25-33 35-46 47-54 56-59 60-68 69-76 78-81 82-89 90-94
100- 140- 260- 460- 660- 900- 1100- 1180- 1360- 1540- 1620- 1760120 220 440 620 880 1060 1160 1340 1500 1600 1760 1832
0
2000
6000 4000
流量(m3/s)
8000
10000
12000
Apr-2006 Jun-2006 Aug-2006 Oct-2006 Dec-2006 Feb-2007 Apr-2007 Jun-2007 Aug-2007 Oct-2007 Dec-2007 Feb-2008 Apr-2008 Jun-2008 Aug-2008 Oct-2008
0
1000
2000
流量(m3/s)
3000
水流模型率定
4000
5000
水质模型率定
时间： 2007-10——2008-10 CODMn & NH3-N
高锰酸盐指数（6月6日）
16 14 12 10 8 6 4 2 0
洛古村 兴安镇开库康镇呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村 车陆 上道干嘉荫县松上花江口上同江东港 抚远上
抚抚远远上上
抚抚远远下下
研究实例
运用Sobek模型构建1 D 水质模型
落谷村
40 个侧向入流节点 4 个水文控制站
卡伦山
上马厂
抚远
观测 模拟
观测 模拟
观测 模拟
洛古河
时间(M/Y) 上马厂
时间(M/Y) 卡伦山
时间(M/Y)
16000 14000 12000 10000
8000 6000 4000 2000
9
132456
0.8
78 9
11011222322341122567112459021236813791302
0.6
33
11201160
10
11801620
11
六月
35
36
0.4
37
33834940
41
0.2
45442643 44
1640- 17601740 1832
12、13 14、15
0
ห้องสมุดไป่ตู้
-0.2 -0.4
23
4 5、6 7、8 10 11
13
14、 15
应合并断面 5、6 7、8
14、15
12
1.5 11
19
20
18 1023
1321 89
1145
1
24
1622
17
25
0.5 0
-0.5
-0.5
7 626
27
5 57
258589
4
91 90 999243
89 82
3 29 56
80 7878193301
氨高氮锰（酸以盐N指计数）--22000088..66
11.64
11.42
121
01.08 8
0.6 6
0.44 0.22
00 洛洛古古村村上上
洛洛古古村村
兴兴安安镇镇
马马伦伦村村 呼呼玛玛县县上上 玉玉什什大大夫夫
黑黑河河上上
黑黑河河下下 逊逊河河口口上上 逊逊河河口口下下 嘉嘉荫荫县县上上松松花花江江口口上上
卡伦山误差：0.23%
上马厂误差：0.3%
洛谷村误差：0.3%
2006-4——2008-10
时间： 14000
Apr-2006 Jun-2006 Aug-2006 Oct-2006 Dec-2006 Feb-2007 Apr-2007 Jun-2007 Aug-2007 Oct-2007 Dec-2007 Feb-2008 Apr-2008 Jun-2008 Aug-2008 Oct-2008
氨氮（6月6日）
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
洛古村 兴安镇开库康镇呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村
车陆 上道干嘉荫县松上花江口上同江东港 抚远上
实测 模拟
实测 模拟
92 个分析点—— 1870km
15 个水质监测断面
洛古村 兴安镇 开库康镇 呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村 车陆 上道干 嘉荫县上 松花江口上 同江东港 抚远上 小河子
3 2.5
2 1.5
1 0.5
0 1 80 160 220 288 360 440 520 600 660 740 800 873 922 1000 1080 1125 1200 1280 1340 1420 1500 1580 1640 1700 1780 1832
洛古村 兴安镇 开库康镇 呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村 车陆 上道干 嘉荫县上 松花江口上 同江东港 抚远上 小河子
7772 7377367245377965665015012 8384446666537836465 858336346
86 37
87 38 39 40 54 441234
12
50 51 4592
4573 48
0
0.5
研究结果
河道断面优化结果：
Z1
去除断面:5、14 增加断面:z1、z2
Z2
2
3
4 5、6 7、8 9、10 11
12、13 14、15
83
84
9190
85 86
0.8
99234
82 89 8887
二月
应合并断面 5、6 7、8 9、10
14、15
0.6
181 9 12 10
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
8801 7789
6
713
77
5 14 15 11416912870
相似点集
1-6 7-11 12-33 34-46 47-54 55-56 57-59 60-82 83-88 89-94
河段始末 (km)
0-100
120200
15 个监测断面归 属
1
2
应合并断面 4、5、6 7、8 14、15
220620
3
640-880
9001060
10801100
4、5、 6
7、8
研究方法
丰、平、枯水 期分别计算
水质监测断面
专家推荐断面
模型模拟断面
物元分析
聚类分析
物元分析法
专家推荐水质监测 断面优化合并方案
数值模拟水质监测 断面分类方案
水质监测断面 优化合并方案
水质监测断面 优化增加方案
水质监测断面 代表河段
技术路线图
6
SOBEK
研究实例
15 调查点：
研究实例
污染物沿程变化特征：
557958
59963492 951950 87987887906272677823461560673901666745866
-0.6
-0.8
-1
-0.8 -0.6 -0.4 -0.2
0
4748853449 8450
85885816 528753
0.2
0.4
0.6
0.8
1
物元分析结果
相似点集 1-2 6-7 11-12 13-17 18-20 21-24 30-36 37-44 47-53 57-59 60-77 78-81 83-87 89-94
洛古村 兴安镇 开库康镇 呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村 车陆 上道干 嘉荫县上 松花江口上 同江东港 抚远上 小河子
二月
4 3.5
3 2.5
2 1.5
1 0.5
0 1 80 160 220 288 360 440 520 600 660 740 800 873 922 1000 1080 1125 1200 1280 1340 1420 1500 1580 1640 1700 1780 1832
2、研究目标
在资料相对缺乏的国际河流上，研究合理布设水质监测断面的方法
3、技术难点 相关资料缺乏！
4
研究方法
• 如何得到沿河水质资料?
1）传统水质监测法 2）数值模拟方法 一维水质数值模型可以模拟河流水质沿程变化。
• 确定水质监测断面位置的方法
现有水质监测断面物元分析法、灰色聚类分析，水质数值模拟结合 数值分析——取共性结果
4.5 4
3.5 3
2.5 2
1.5 1
0.5 0 1 80 160 220 288 360 440 520 600 660 740 800 873 922 1000 1080 1125 1200 1280 1340 1420 1500 1580 1640 1700 1780 1832
八月
4 3.5
河段始末 (km)
0- 100- 200- 240- 340- 400- 580- 720- 920- 1120- 1180- 1540- 1640- 176020 120 220 320 380 480 700 860 1040 1160 1520 1600 1720 1832
15 个监测断面归属 1
河流水质监测断面优化布设方法
答辩人：吴文强 水环境研究所
2011.11.25
汇报内容
提纲目录
研究背景
研究方法 研究实例
研究结果
研究背景
• 传统方法 • 国际河流的困难 • 如何优化？
研究背景
1、研究现状
数值分析法优点是简单实用，缺点是只可减断面，不能增加断面，断面代表河段难 以准确界定 多种方法联合应用，如GA和GIS方法联合应用、GIS和水质模型联合应用等，优点研 究较系统，缺点是需要大量相关资料
77727345 76 6790
21
71
2232234
67 6608
25 66616234656
26
27
28
29 333012
33
56
47 5548
34 49 50
57 54 51
3555839652 337853 3490 41 42 43 44
45 46
1 2
-1
-0.2
0
0.2
0.4
物元分析结果
0
Apr-2006 Jun-2006 Aug-2006 Oct-2006 Dec-2006 Feb-2007 Apr-2007 Jun-2007 Aug-2007 Oct-2007 Dec-2007 Feb-2008 Apr-2008 Jun-2008 Aug-2008 Oct-2008
流量(m3/s)
物元分析结果
相似点集 1-2
河段始末 0-
(km)
20
15 个监测断面
归属
1
6-7 8-12 14-24 25-33 35-46 47-54 56-59 60-68 69-76 78-81 82-89 90-94
100- 140- 260- 460- 660- 900- 1100- 1180- 1360- 1540- 1620- 1760120 220 440 620 880 1060 1160 1340 1500 1600 1760 1832
0
2000
6000 4000
流量(m3/s)
8000
10000
12000
Apr-2006 Jun-2006 Aug-2006 Oct-2006 Dec-2006 Feb-2007 Apr-2007 Jun-2007 Aug-2007 Oct-2007 Dec-2007 Feb-2008 Apr-2008 Jun-2008 Aug-2008 Oct-2008
0
1000
2000
流量(m3/s)
3000
水流模型率定
4000
5000
水质模型率定
时间： 2007-10——2008-10 CODMn & NH3-N
高锰酸盐指数（6月6日）
16 14 12 10 8 6 4 2 0
洛古村 兴安镇开库康镇呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村 车陆 上道干嘉荫县松上花江口上同江东港 抚远上
抚抚远远上上
抚抚远远下下
研究实例
运用Sobek模型构建1 D 水质模型
落谷村
40 个侧向入流节点 4 个水文控制站
卡伦山
上马厂
抚远
观测 模拟
观测 模拟
观测 模拟
洛古河
时间(M/Y) 上马厂
时间(M/Y) 卡伦山
时间(M/Y)
16000 14000 12000 10000
8000 6000 4000 2000
9
132456
0.8
78 9
11011222322341122567112459021236813791302
0.6
33
11201160
10
11801620
11
六月
35
36
0.4
37
33834940
41
0.2
45442643 44
1640- 17601740 1832
12、13 14、15
0
ห้องสมุดไป่ตู้
-0.2 -0.4
23
4 5、6 7、8 10 11
13
14、 15
应合并断面 5、6 7、8
14、15
12
1.5 11
19
20
18 1023
1321 89
1145
1
24
1622
17
25
0.5 0
-0.5
-0.5
7 626
27
5 57
258589
4
91 90 999243
89 82
3 29 56
80 7878193301
氨高氮锰（酸以盐N指计数）--22000088..66
11.64
11.42
121
01.08 8
0.6 6
0.44 0.22
00 洛洛古古村村上上
洛洛古古村村
兴兴安安镇镇
马马伦伦村村 呼呼玛玛县县上上 玉玉什什大大夫夫
黑黑河河上上
黑黑河河下下 逊逊河河口口上上 逊逊河河口口下下 嘉嘉荫荫县县上上松松花花江江口口上上
卡伦山误差：0.23%
上马厂误差：0.3%
洛谷村误差：0.3%
2006-4——2008-10
时间： 14000
Apr-2006 Jun-2006 Aug-2006 Oct-2006 Dec-2006 Feb-2007 Apr-2007 Jun-2007 Aug-2007 Oct-2007 Dec-2007 Feb-2008 Apr-2008 Jun-2008 Aug-2008 Oct-2008
氨氮（6月6日）
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
洛古村 兴安镇开库康镇呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村
车陆 上道干嘉荫县松上花江口上同江东港 抚远上
实测 模拟
实测 模拟
92 个分析点—— 1870km
15 个水质监测断面
洛古村 兴安镇 开库康镇 呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村 车陆 上道干 嘉荫县上 松花江口上 同江东港 抚远上 小河子
3 2.5
2 1.5
1 0.5
0 1 80 160 220 288 360 440 520 600 660 740 800 873 922 1000 1080 1125 1200 1280 1340 1420 1500 1580 1640 1700 1780 1832
洛古村 兴安镇 开库康镇 呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村 车陆 上道干 嘉荫县上 松花江口上 同江东港 抚远上 小河子
7772 7377367245377965665015012 8384446666537836465 858336346
86 37
87 38 39 40 54 441234
12
50 51 4592
4573 48
0
0.5
研究结果
河道断面优化结果：
Z1
去除断面:5、14 增加断面:z1、z2
Z2
2
3
4 5、6 7、8 9、10 11
12、13 14、15
83
84
9190
85 86
0.8
99234
82 89 8887
二月
应合并断面 5、6 7、8 9、10
14、15
0.6
181 9 12 10
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
8801 7789
6
713
77
5 14 15 11416912870
相似点集
1-6 7-11 12-33 34-46 47-54 55-56 57-59 60-82 83-88 89-94
河段始末 (km)
0-100
120200
15 个监测断面归 属
1
2
应合并断面 4、5、6 7、8 14、15
220620
3
640-880
9001060
10801100
4、5、 6
7、8
研究方法
丰、平、枯水 期分别计算
水质监测断面
专家推荐断面
模型模拟断面
物元分析
聚类分析
物元分析法
专家推荐水质监测 断面优化合并方案
数值模拟水质监测 断面分类方案
水质监测断面 优化合并方案
水质监测断面 优化增加方案
水质监测断面 代表河段
技术路线图
6
SOBEK
研究实例
15 调查点：
研究实例
污染物沿程变化特征：
557958
59963492 951950 87987887906272677823461560673901666745866
-0.6
-0.8
-1
-0.8 -0.6 -0.4 -0.2
0
4748853449 8450
85885816 528753
0.2
0.4
0.6
0.8
1
物元分析结果
相似点集 1-2 6-7 11-12 13-17 18-20 21-24 30-36 37-44 47-53 57-59 60-77 78-81 83-87 89-94
洛古村 兴安镇 开库康镇 呼玛县上 沿江村 黑河上 黑河下 高滩村 车陆 上道干 嘉荫县上 松花江口上 同江东港 抚远上 小河子
二月
4 3.5
3 2.5
2 1.5
1 0.5
0 1 80 160 220 288 360 440 520 600 660 740 800 873 922 1000 1080 1125 1200 1280 1340 1420 1500 1580 1640 1700 1780 1832
2、研究目标
在资料相对缺乏的国际河流上，研究合理布设水质监测断面的方法
3、技术难点 相关资料缺乏！
4
研究方法
• 如何得到沿河水质资料?
1）传统水质监测法 2）数值模拟方法 一维水质数值模型可以模拟河流水质沿程变化。
• 确定水质监测断面位置的方法
现有水质监测断面物元分析法、灰色聚类分析，水质数值模拟结合 数值分析——取共性结果