基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，所述方法包括：確定相互聯(lián)系的兩個(gè)變量，即選擇需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W和選擇影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N；模擬計(jì)算不同水利工程規(guī)模條件下，對應(yīng)的影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N的量值；繪制需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W和影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N的單曲線圖，并分析拐點(diǎn)范圍；選取拐點(diǎn)區(qū)域。本發(fā)明所述的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法簡單實(shí)用，在拐點(diǎn)區(qū)域范圍內(nèi)確定水利工程范圍，可有效發(fā)揮工程效益，避免由于水利工程規(guī)模過大而帶來的投資浪費(fèi)，以及由于工程規(guī)模偏小而導(dǎo)致工程效果不佳和不能充分發(fā)揮工程應(yīng)有效益等問題。
【專利說明】基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，特別是涉及一種基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，從水環(huán)境改善角度確定水利工程適宜規(guī)模的方法尚不多見，一般有兩種:一種是根據(jù)水利工程其他功能所給定的幾種規(guī)模，通過模型計(jì)算給定規(guī)模的水環(huán)境改善效果，作為實(shí)現(xiàn)水利工程其他功能所需規(guī)模確定的輔助手段；另一種是在靜態(tài)狀態(tài)下，根據(jù)物質(zhì)平衡的原理，按照確定的目標(biāo)，通過公式計(jì)算確定規(guī)模。
[0003]作為規(guī)模確定輔助手段的方法，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)用了數(shù)值的動(dòng)態(tài)模擬過程，其計(jì)算結(jié)果更符合工程建設(shè)后的情況。其缺點(diǎn)是無法確定工程滿足水環(huán)境改善所需要的規(guī)模。
[0004]物質(zhì)平衡計(jì)算的方法，其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算方法簡單，能大致反映改善水環(huán)境所需要的規(guī)模。其缺點(diǎn)是無法演示不同工程規(guī)模條件下，工程實(shí)施效果發(fā)揮時(shí)水質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化過程。
[0005]隨著我國水環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，尤其在經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)地區(qū)，由于人類活動(dòng)頻繁和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水環(huán)境日益惡化，水利工程在改善水環(huán)境方面的作用越來越被重視，有些水利工程甚至要求僅從改善水環(huán)境角度確定其工程規(guī)模，而當(dāng)前尚無較成熟的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無法便利地尋找適宜的工程規(guī)模范圍的問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，所述方法包括:
[0008]SI，確定相互聯(lián)系的兩個(gè)變量，即選擇需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W和選擇影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N ;
[0009]S2，模擬計(jì)算不同水利工程規(guī)模條件下，對應(yīng)的影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N的量值；
[0010]S3，繪制需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W和影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N的單曲線圖，并分析拐點(diǎn)范圍；
[0011]S4，選取拐點(diǎn)區(qū)域。
[0012]優(yōu)選地，于所述步驟S2還包括:
[0013]S21，確定影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N，模擬計(jì)算或分析確定N條件下對應(yīng)的需要改善的水環(huán)境指標(biāo)的量值；
[0014]S22，調(diào)節(jié)影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子的量值，重復(fù)上述步驟S21，記錄NnN2,……Nm下，對應(yīng)的需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W1, W2,……wm。[0015]優(yōu)選地，所述影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N包括引水流量Qgl、排水流量Qjf、河道斷面面積A。
[0016]優(yōu)選地，所述需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W包括高錳酸鹽指數(shù)CODsfa、總磷TP、總氮TN0
[0017]優(yōu)選地，于所述步驟S3還包括:
[0018]S31，建立坐標(biāo)系，X軸為影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N，Y軸為需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W，或X軸為需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W，Y軸為影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N ；
[0019]S32，根據(jù)步驟S2中確定的m個(gè)影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子NpN2,……Nm和需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W1, W2,……Wm，分別繪制在建立的坐標(biāo)系下，用平滑曲線連接各點(diǎn)或點(diǎn)較密時(shí)用折線連接各點(diǎn)。
[0020]優(yōu)選地，所述m個(gè)影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N1,N2,……Nm和需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W1, W2,……Wm是一一對應(yīng)的。
[0021 ] 優(yōu)選地，于所述步驟S4還包括:
[0022]S41，分析單曲線涉及范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)合理性；
[0023]S42，選擇拐點(diǎn)區(qū)域。
[0024]優(yōu)選地，所述拐`點(diǎn)區(qū)域即作為水利工程改善水環(huán)境的適宜規(guī)模范圍。
[0025]優(yōu)選地，兩個(gè)變量的相互聯(lián)系是指需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W隨影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N變化而變化。
[0026]如上所述，本發(fā)明所述的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，具有以下有益效果:
[0027]1、本發(fā)明所述的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法簡單實(shí)用；
[0028]2、在拐點(diǎn)區(qū)域內(nèi)確定水利工程規(guī)?？捎行Оl(fā)揮水利工程效益，避免工程規(guī)模過大而帶來的投資浪費(fèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1顯示為本發(fā)明的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法的方法流程圖。
[0030]圖2顯示為本發(fā)明的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法中步驟2的流程圖。
[0031]圖3顯示為本發(fā)明的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法中步驟3的流程圖。
[0032]圖4顯示為本發(fā)明的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法中需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W和影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N的相關(guān)性示意圖。
[0033]圖5顯示為本發(fā)明的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法中步驟4的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0035]請參閱附圖。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0036]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0037]為了研究引水改善水環(huán)境的適宜流量，本發(fā)明提供一種基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，所述方法如圖1所示，包括以下步驟: [0038]SI，確定相互聯(lián)系的兩個(gè)變量，即選擇需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W和選擇影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N;其中，所述需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W包括:高錳酸鹽指數(shù)CODsfa、總磷TP、總氮TN或其他可以表征水環(huán)境的因素；所述影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N包括:引水流量Qgl、排水流量Qfi_、河道斷面面積A或其他可以表征水利工程規(guī)模的因素。兩個(gè)變量相互聯(lián)系是指在一定條件下或一定范圍內(nèi)，需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W隨影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N變化而變化，兩個(gè)變量的這種關(guān)系，并不需要掌握其具體數(shù)學(xué)表達(dá)式及聯(lián)系發(fā)生的本質(zhì)原因或原理。例如，為了研究引水改善水環(huán)境的適宜流量，本實(shí)施例中所述兩個(gè)變量為需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W為水環(huán)境指標(biāo)高猛酸鹽指數(shù)CODsfa和所述影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N為引水流量Qgl。
[0039]S2，模擬計(jì)算不同水利工程規(guī)模條件下，對應(yīng)的影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N的量值；該步驟如圖2所示，包括:
[0040]S21，根據(jù)水利工程實(shí)際情況及經(jīng)驗(yàn)，假設(shè)確定影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子為N1，利用計(jì)算機(jī)和數(shù)值模擬技術(shù)模擬計(jì)算或分析確定N1條件下對應(yīng)的需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W1;其中，模擬計(jì)算是指預(yù)測某一給定條件下水環(huán)境指標(biāo)量值的常用方法，具體手段有很多，如各種數(shù)學(xué)模型計(jì)算等，無論哪種手段，只要能給出在不同條件下，水環(huán)境指標(biāo)的量化數(shù)值即可，有時(shí)這些數(shù)值甚至在人類現(xiàn)有研究手段還無法準(zhǔn)確計(jì)算，但根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或調(diào)查仍可以給出定性上合理的量值(就像“黑箱子”模型)也可。在本實(shí)施例中，假設(shè)影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N1選擇引水流量Qgl的量值為Qgll，利用計(jì)算機(jī)和數(shù)值模擬技術(shù)計(jì)算或分析確定引水流量Qgl的量值為Qgl!條件下，高猛酸鹽指數(shù)CODfc的量值為CODsfal ；
[0041]S22，調(diào)節(jié)影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子的量值，重復(fù)上述步驟S21，記錄N1, N2,……Nm下，對應(yīng)的需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W1, W2,……Wm;在本實(shí)施例中，調(diào)節(jié)引水流量Qgl的
量值，重復(fù)上述步驟，記錄在引水流量Qgl 1; Qgl2，......QglniT，高猛酸鹽指數(shù)CODsfa的量值
CODlfal，CODlfa2，......CODmiiiii。
[0042]S3，繪制兩個(gè)變量，即需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W和影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N的單曲線圖，并分析拐點(diǎn)范圍；該步驟如圖3所示，包括:
[0043]S31，建立坐標(biāo)系，X軸為影響水環(huán)境指標(biāo)因子N，Y軸為需要改善的水環(huán)境指標(biāo)W，或X軸為需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W，Y軸為影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N;在本實(shí)施例中，X軸為引水流量Qgl，Y軸為高猛酸鹽指數(shù)COD-。
[0044]S32，根據(jù)步驟S2中確定的m個(gè)影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N1, N2,……Nm，和m個(gè)影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子一一對應(yīng)的需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)WpW2,……Wm，分別繪制在建立的坐標(biāo)系下，用平滑曲線連接各點(diǎn)或點(diǎn)較密時(shí)用折線連接各點(diǎn)，由于水利工程改善水環(huán)境的本身特點(diǎn)，曲線呈單曲線模式，曲線兩端逐漸向兩坐標(biāo)軸(或某一定值)靠近。所繪制的單曲線圖如圖4所示，。
[0045]S4,選取拐點(diǎn)域；該步驟如圖5所示,包括:
[0046]S41，分析單曲線涉及范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)合理性；
[0047]S42，根據(jù)一定曲率選擇拐點(diǎn)區(qū)域，所述拐點(diǎn)區(qū)域即作為水利工程改善水環(huán)境的適宜規(guī)模范圍。
[0048]本發(fā)明所述的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，為尋找水利工程在改善水環(huán)境方面的適宜規(guī)模提供了一種新的思路，方法簡單實(shí)用，在拐點(diǎn)區(qū)域范圍內(nèi)確定水利工程范圍，可有效發(fā)揮工程效益，避免由于水利工程規(guī)模過大而帶來的投資浪費(fèi)，以及由于工程規(guī)模偏小而導(dǎo)致工程效果不佳和不能充分發(fā)揮工程應(yīng)有效益等問題。
[0049]綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0050]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)`明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，其特征在于，所述方法包括: SI，確定相互聯(lián)系的兩個(gè)變量，即選擇需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W和選擇影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N; S2，模擬計(jì)算不同水利工程規(guī)模條件下，對應(yīng)的影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N的量值； S3，繪制需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W和影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N的單曲線圖，并分析拐點(diǎn)范圍； S4，選取拐點(diǎn)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，其特征在于:于所述步驟S2還包括: S21，確定影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N，模擬計(jì)算或分析確定N條件下對應(yīng)的需要改善的水環(huán)境指標(biāo)的量值； S22，調(diào)節(jié)影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子的量值，重復(fù)上述步驟S21，記錄N1，N2，……Nm下，對應(yīng)的需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W1, W2,……Wm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，其特征在于:所述影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N包括引水流量Qgl、排水流量Qjf、河道斷面面積A。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，其特征在于:所述需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W包括高錳酸鹽指數(shù)CODsfa、總磷TP、總氮TN0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，其特征在于:于所述步驟S3還包括: S31，建立坐標(biāo)系，X軸為影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N，Y軸為需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W，或X軸為需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W，Y軸為影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N ； S32，根據(jù)步驟S2中確定的m個(gè)影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N1,N2,……Nm和需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W1, W2,……Wm，分別繪制在建立的坐標(biāo)系下，用平滑曲線連接各點(diǎn)或點(diǎn)較密時(shí)用折線連接各點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，其特征在于:所述m個(gè)影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N1, N2,……乂和需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W1, W2,……Wm是一一對應(yīng)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，其特征在于:于所述步驟S4還包括: S41，分析單曲線涉及范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)合理性； S42，選擇拐點(diǎn)區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，其特征在于:所述拐點(diǎn)區(qū)域即作為水利工程改善水環(huán)境的適宜規(guī)模范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單曲線拐點(diǎn)法判別水利工程改善水環(huán)境適宜規(guī)模的方法，其特征在于:兩個(gè)變量的相互聯(lián)系是指需要改善的水環(huán)境的指標(biāo)W隨影響該水環(huán)境指標(biāo)的因子N變化而變化。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103678732SQ201210322626
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月4日
【發(fā)明者】魏清福, 盛根明, 李巍, 朱桂娥, 朱勇 申請人:上?？睖y設(shè)計(jì)研究院