本发明涉及中点概化河道纳污能力风险估计及促进规划合理化方法，属于河道水质管理领域。
背景技术：
河道纳污能力的确定是河道水质管理的重要手段，河道纳污能力计算结果是否精确决定了河道水质管理水平的高低以及河道水体保护是否成功。在河道纳污能力计算过程中，排污口经常被概化为处于纳污河道中点断面；这种排污口概化方式即被称为排污口的中点概化。以往的中点概化方式下河道纳污能力的计算虽然较为成熟，但是完全未考虑降解系数的不确定给纳污能力计算带来的不确定性的风险。纳污能力风险的未知为河道水质目标制定带来了十分不利的影响，同时也可能给河道带来不合理的水质规划。
技术实现要素：
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供中点概化河道纳污能力风险估计及促进规划合理化方法，该方法能有效估计小型河道中降解系数不确定给纳污能力计算带来的不确定性风险，促进河道水质规划的合理化，易于在各种小型河道纳水质管理中推广。
技术方案：为解决上述技术问题，中点概化河道纳污能力风险估计及促进规划合理化方法，包括以下步骤：
(1)确定纳污河段规划排污口是否适合排污口中点概化计算其纳污能力；
(2)确定该河段起始断面位置x，达标控制断面位置x'，起始断面污染物浓度c0，测量河段平均流速u，河道流量q；
(3)根据测量结果确定该河段污染物降解系数k及其不确定度α；
(4)确定控制断面的污染物达标浓度cs，结合排污口中点概化特性，污染物降解系数k及其不确定性α，河段平均流速u，河道流量q，运用随机分析结果计算该河段纳污能力的方差d(w)；
(5)根据纳污能力的方差d(w)与规划的纳污能力w，确定该河道纳污能力不确定性的风险并利用结果促进规划的合理化。
作为优选，所述步骤(1)具体包括以下步骤：
a.详细调查纳污河段上规划中排污口分布的位置及特征；
b.根据调查结果和经验确定该河段纳污能力计算是否适合用排污口中点概化方式计算：如果该河段规划排污口主要集中于河段的中游则适合污染源顶点概化方式计算纳污能力，否则就不适合中点概化。
作为优选，所述步骤(2)具体包括以下步骤：
a.确定纳污河段上游起始断面位置x，达标控制断面位置x'；
b.确定纳污河段起始断面污染物浓度c0，测量河段平均流速u，河道流量q；
4、根据权利要求1所述的中点概化河道纳污能力风险估计及促进规划合理化方法，其特征在于，所述步骤(3)，具体包括以下步骤：
a.反复测量控制断面污染物浓度多次，计算该断面污染物浓度的平均值，并作为该污染物浓度的数学期望e(c)；计算该断面污染物浓度的方差d(c)；
b.结合计算得到的污染物数学期望e(c)以及测量得到的起始断面污染物浓度c0，河段平均流速u；根据随机微分分析结果，用下式计算污染物降解系数k：
c.结合计算得到污染降解系数k，该断面污染物浓度的方差d(c)以及测量得到的起始断面污染物浓度c0，河段平均流速u；根据随机微分分析结果，用下式计算污染物降解系数的不确定度α：
作为优选，所述步骤(4)具体包括以下步骤：
a.根据控制断面下游用水的水质标准，确定控制断面污染物达标浓度cs；
b.结合排污口中点概化特性，污染物降解系数k及其不确定性α，河段平均流速u，河道流量q，运用随机分析结果，用下式计算该河段纳污能力的方差d(w)
作为优选，所述步骤(5)具体包括以下步骤：
a.调查该纳污河道规划的纳污能力w；
b.计算d(w)/w2的值作为该河道纳污能力的风险估计值；
c..若纳污能力风险估计值小于10则纳污能力的风险可以接受，该河道水质规划合理；若纳污能力风险大于10则纳污能力风险不可接受，该河道水质规划不合理，需要减少河道上游排放的污染物或重新安排本河道的规划排污口位置，并按照国家标准和要求重新规划。
有益效果：本发明中点概化河道纳污能力风险估计及促进规划合理化方法，结合河道纳污能力管理实践经验和随机微分分析方法，提出了规划排污口中点概化下小型河道纳污能力不确定性计算和促进规划合理化的方法。该方法能够估计中点概化河道纳污能力风险并促进规划合理化。该方法简单、方便可以很好的在河道水质管理中推广。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
(1)按照图1所示流程图，首先调查该河道上排污口的建设规划：该河道规划排污口约有7个，但比较集中于中游；因此根据经验可以将排污口概化为位于纳污河段的中点。
(2)记录该纳污河段起始断面位置x＝0米；同时测得该断面的主要污染物：高锰酸盐指数(c0)为9.8毫克/升；沿河道测得该河流的平均流速(u)为0.01米/秒，河道的流量约为1.15立方米/秒；达标控制断面位于起始断面下游5.2公里处，因此x'＝5200米；
(3)反复测量达标控制断面高锰酸盐指数多次，计算该断面高锰酸盐指数的平均值，并作为高锰酸盐指数的数学期望e(c)；计算该断面高锰酸盐指数的方差d(c)。在本例中，该控制断面的高锰酸盐指数的数学期望为7.2毫克/升；高锰酸盐指数的方差为0.58毫克2/升2
根据下式计算得到该河道高锰酸盐指数的降解系数为0.166/天：
根据下式计算得到该河道高锰酸盐指数降解系数的不确定性为0.077/天1/2
(4)该河段下游为农业用水区，执行国家水质标准《gb3838-2002》中的v类水质标准，因此该控制断面高锰酸盐指数的标准cs为15毫克/升。
将上述计算和测量的高锰酸盐降解系数及其不确定性，纳污河段的长度，流量和流速代入下式：
计算可得该纳污河段高锰酸盐指数纳污能力方差即其风险为1.20吨2/天2。
(5)调查可得该河道规划纳污能力w为1.30吨/天，计算d(w)/w2可得该河道纳污能力风险为0.71小于10，该河道纳污能力风险可接受，规划合理。