一種河口區(qū)咸淡水比例測量方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及水利工程領域，尤其是一種河口區(qū)咸淡水比例測量方法。
【背景技術】
[0002] 我國擁有漫長的海岸線及長江、黃河及珠江江等多個河口區(qū)，潮漲潮落為河口區(qū) 帶來了豐富的咸淡水資源。河口區(qū)往往經(jīng)濟發(fā)達、人口眾多，咸淡水資源利用量大。
[0003] 咸淡水影響的河口區(qū)沿岸分布有眾多類型取水戶，包括對取水鹽度無要求的電廠 直排冷卻水；對取水鹽度有要求（含氯度須小于250mg/L)利用大小潮、漲落潮鹽度差異"偷 淡"的水廠，工業(yè)企業(yè)取用水戶，以及對水質(zhì)有要求，但采用海水淡化設備利用咸淡水的取 水戶（如珠江河口部分印染廠、造紙廠等等）。其中河口電廠是取用咸淡水的"大戶"，如珠 江河口沿岸分布有眾多電廠，電廠的直排冷卻水基本上都是取用珠江河口的咸淡水，特別 是采用直流冷卻的電廠，通過利用咸淡水資源對發(fā)電機組的凝汽器進行冷卻，與二次循環(huán) 冷卻機組相比，能充分利用潮汐作用帶來的咸淡水，具有耗水量極少（在冷卻過程中基本 不發(fā)生水量損耗，幾乎全部直接回歸河道中）、對水質(zhì)要求不高等特點。盡管其排水會對河 道產(chǎn)生一定的溫升影響，但由于其還具有能耗低、耗用淡水資源少的特點被廣泛應用，具有 節(jié)能和節(jié)約淡水資源的優(yōu)點。這些電廠循環(huán)冷卻水的取水量巨大，一臺采用直流冷卻方式 的百萬千瓦級機組每年取用咸淡水約6億m 3;因此，一個大型電廠年取用咸淡水少則十幾 億m3,多則二、三十億m3。
[0004] 隨著最嚴格水資源管理制度的不斷深化，咸淡水作為國家鼓勵的非常規(guī)水資源， 如何計入用水總量控制指標，咸淡水區(qū)域如何開展水功能區(qū)及其納污總量控制管理，如何 開展入河排污口管理，均直接關系到水資源"三條紅線"控制及其考核管理，尤其是取水許 可管理、取用水量指標統(tǒng)計、水資源費征收、入河排污口和水功能區(qū)管理等諸多水資源管理 問題。在河口區(qū)咸淡水資料利用中的一個核心問題就是測量咸淡水的比例問題，這也是咸 淡水資源管理中的難點問題。目前的咸淡水比例測量的一般方法是根據(jù)水文站長序列鹽度 監(jiān)測資料就是統(tǒng)計測量，該方法雖簡單，但存在受水文站點布設制約，不能全面反映河口區(qū) 不能水域的咸淡水比例，存在較大的局限性。
[0005] 目前國內(nèi)外對咸淡水比例測量方法主要基于水文站實測鹽度資料的統(tǒng)計，通過實 測資料的統(tǒng)計來確定珠江三角洲網(wǎng)河區(qū)的咸淡水比例方法簡單，但由于實測資料分布不 均、時間序列也不一致，也沒有典型的代表性，此外資料的收集也面臨一定的現(xiàn)實困難。因 而僅依靠統(tǒng)計資料得到的咸淡水比例能夠滿足一定的需要，卻不全面，水文站鹽度資料的 統(tǒng)計僅能代表點的信息，無法全面反映河口區(qū)域不同水域的咸淡水比例情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是：提供一種利用取樣數(shù)據(jù)精確測量河口 區(qū)咸淡水比例的方法。
[0007] 本發(fā)明所采用的技術方案是：一種河口區(qū)咸淡水比例測量方法，包括以下步驟：
[0008] A、根據(jù)河口區(qū)實際岸線及地形情況，建立高度擬合岸線的無結構網(wǎng)格，垂向采用 Sigma網(wǎng)格坐標；
[0009] B、根據(jù)實測的河道地形數(shù)據(jù)，將河道地形數(shù)據(jù)插值到無結構網(wǎng)格點，建立數(shù)字地 形高程，在上述無結構網(wǎng)格的網(wǎng)格點對應的位置設置傳感器，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送 至服務器；
[0010] C、利用網(wǎng)格點數(shù)據(jù)、數(shù)字地形高程、傳感器采集到的數(shù)據(jù)及邊界文件建立河口三 維水動力-鹽度數(shù)學模型并進行率定驗證；
[0011] D、將三維水動力模型的上邊界年平均流量進行排頻，選取典型年；
[0012] E、對選取的典型年進行一年365天逐時的鹽度計算；
[0013] F、根據(jù)上述步驟計算而得的鹽度值計算每個網(wǎng)格點的咸淡水比例；
[0014] G、根據(jù)每個網(wǎng)格點的咸淡水比例進行差值計算得到河口區(qū)咸淡水比例的等值線 圖。
[0015] 進一步，所述步驟A中無結構網(wǎng)格的網(wǎng)格尺度不小于50m。
[0016] 進一步，所述步驟A中垂向采用Sigma網(wǎng)格坐標，垂向分層為10層。
[0017] 進一步，所述步驟A中的垂向分層的10層均分當?shù)厮睢?br>[0018] 進一步，所述步驟B中采集到的數(shù)據(jù)包括有鹽度值、水位及水流流速。
[0019] 進一步，所述步驟D具體為：將三維水動力模型的上邊界年平均流量進行排頻， 選取上游90 %保證率來水年對應的年份和50%保證率來水年對應的年份作為合適的典型 年。
[0020] 進一步，所述步驟E中：對選取的典型年進行一年365天逐時的鹽度計算，其中三 維水動力模型的計算邊界條件包括外海及上游，外海邊界采用潮汐調(diào)和常數(shù)，上游邊界采 用流量邊界。
[0021] 進一步，所述步驟F中咸淡水比例根據(jù)一年中鹽度超標小時數(shù)計算。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用數(shù)學模型，根據(jù)設定的設置網(wǎng)格點采集數(shù)據(jù)進 行計算，可以得到每個點的咸淡水比例，并繪制了河口區(qū)咸淡水比例圖，實現(xiàn)了對河口區(qū)各 點的咸淡水比例的準確測量，并能快速準確地查詢，全面反映河口區(qū)域不同水域的咸淡水 比例情況。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明方法的步驟流程圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明方法中計算模型網(wǎng)格示意圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明實施例中珠江河口一主要網(wǎng)格點流速驗證結果；
[0026] 圖4為本發(fā)明實施例中珠江河口一主要網(wǎng)格點鹽度驗證結果；
[0027] 圖5為年均流量保證率90%水文條件下的咸淡水小時數(shù)比例等值線圖；
[0028] 圖6為年均流量保證率50%水文條件下的咸淡水小時數(shù)比例等值線圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明：
[0030] 參照圖1，一種河口區(qū)咸淡水比例測量方法