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第七章 水质模型

最全地城市洪涝、河道、水质模型模拟软件介绍

一、相关模型简介清单

二、城市内涝模型 1)MIKE URBAN城市排水模拟软件 MIKE URBAN 城市排水软件是顶级的排水管网模拟软件。它整合了ESRI 的ArcGIS 以及排水管网模拟软件,形成了一套城市排水模拟系统。该模型广泛应用于城市排水与防洪、分流制管网的入流或渗流、合流制管网的溢流、受水影响、在线模型、管流监控等方面, 可为水资源的可持续利用、污染控制、雨水和污水管网管理及城市防洪提供综合管理方案。 应用领域 ?雨污水泵站优化调度 ?排水管网溢流(CSO /SSO)分析 ?管网泥沙淤积评估 ?管网水质分析 ?城市降雨径流过程分析 ?城市内涝分析与风险评估 ?城市排水防涝规划 ?低影响开发(LID)的模拟 ?海绵城市的规划

2)MIKE FLOOD MIKE FLOOD 是迄今为止最完整的洪水模拟工具。它包括完整的一维及二维的洪水模拟引擎,从河流洪水到平原洪泛,从城市雨洪到污水管流,从海洋风暴潮到堤坝决口,能够模拟所有实际的洪水问题。MIKE FLOOD 甚至可以模拟以上各种情况的组合。其它模拟软件所不具备的功能,都可在MIKE FLOOD 中找到 应用领域 ?洪水管理 ?快速的洪水评估 ?绘制洪泛图 ?工业区、居民区等的灾害分析 ?编制应急计划,如疏散路径及优先级等 ?气候变化的影响分析 ?防洪措施研究 ?城市排水与河流、海洋洪水的综合问题研究 ?溃坝及其他防洪设施垮塌的影响研究 3)InfoWorks ICM 完整模拟城市雨水循环系统,实现了城市排水管网系统模型与河道模型的整合,更为真实的模拟地下排水管网系统与地表受纳水体之间的相互作用。它在一个独立模拟引擎内,完整的将城市排水管网及河道的一维水力模型,同城市流域二维洪涝淹没模型结合在一起,

常用水质模型

常用水质模型原理 环境一班 110180112 赵晨光 河北工程大学城市建设学院 摘要:随着科技的发展,人类生产获取的物质越来越多,但是伴随着物质的生产,大 量的污染物物质流入环境,其中相当大的一部分污染物质以无机化合物,有机化合物 的形式进入河流。河流被污染后不仅难以紫荆,造成严重的生态环境问题,也给你人 的生产生活带来极大的的危害。对各类水环境污染问题,尤其是河流水污染的水质报 告已成为我国水利、环保部门的重要工作之一。详细阐述了常用河流水质模型及格参 数意义,今儿给从事水环境监测、水环境影响评价等工作者提供借鉴。 摘要:With the development of science and technology, the human production of material is increasing, but with the production of material, a large amount of pollutant substances into the environment, of which a considerable part of the pollutants in inorganic compounds, organic compounds in the form of into the river. River pollution is not only difficult to Chinese redbud, causing serious ecological environment problems, and also give you people's production and life bring great harm. For all kinds of water environmental pollution problems, especially a report on the water quality of river water pollution is become one of the important work of our country's water conservancy, environmental protection department. Expounds the river water quality model is commonly used to pass the parameter meaning, today to engage in water environment monitoring, water environmental impact assessment and other workers. 关键词:河流;水质;模型; 一,水质模型简介 水质模型是用来描述水体中污染物与实践、空间的定量关系,描述物质在水环境的混合、迁移过程的数学方程。根据模型中的变量是否为随机变量、水质模型可分为确定 性水质模型和不确定性水质模型。 二,河流水质模型

目前世界上主要的水模型介绍

5.3CE-QUAL-ICM模型及水质富营养化模式 5.3.1 CE-QUAL-ICM模型简介 CE-QUAL-ICM由美国陆军工程兵团水体试验基地的Carl F.Cerco和Thomas Cole等人开发,ICM代表集成网格模型,该模型的建立最初是为了应用于美国弗吉尼亚的切萨皮克湾(Chesapeake Bay),它能模拟一维、二维、三维水体结构,它能够模拟大量的水质变量,如:不同种类藻、不同形态碳、不同形态氮、不同形态磷、不同形态硅、化学需氧量、溶解氧、盐度、温度、金属等,对于这些状态变量可以根据自己的需求进行开关设置。但它本身没有水动力模块,所以必须从别的模型中获得流量、扩散系数和蓄水量等信息。在指定观测资料和子程序的基础上,能够模拟计算底质-水界面的氧和营养盐的转化通量。如果在计算过程中计算机突然中断或发生其它类似的情况,由于程序中设置了热启文件重新启动计算机后可以继续计算,有效避免了重新计算的发生。模型对于输入输出文件没有固定时间步长的限制,可以根据自己的实际情况任意设定时间步长,这是该模型的又一大优势。 模型具体结构分布情况见图27[187],模型由主程序、输入输出文件和子程序组成,在处理大量输入输出文件的时候,主程序和子程序根据各自功能都能够执行读入写出的任务,模型的主程序包括3个基本的功能:⑴对于模型运行的输入输出文件能够制定详细的说明;⑵3维质量平衡方程的解法;⑶处理指定的期望输入输出文件。在大部分应用中它与美国陆军工程兵团的另一个水动力模型 CH3D-WES(曲线网格

水动力三维模型)合用。它是目前世界上发展程度最高的三维模型之一。 CE -QUAL -ICM 模型以浮游植物和水生生物的生长动力学为核心,以C:N:P 这三个主要元素的比例反映浮游植物和水生生物与水体环境中营养盐之间的竞 图27 CE-QUAL-ICM 模型结构图 Fig.27 Model subroutines and files

流域水文模型

课程:流域水文模型姓名:xxx 专业:水利工程 学号:xxxxxxxxxxxx

流域水文模型研究的若干进展 摘要: 计算机技术和一些交叉学科的发展, 给水文模拟的研究方法带来了根本性的变化。文章阐述了分布式物理水文模型、地理信息系统( GI S) 和遥感( RS) 技术在流域模拟中的应用等方面的进展。指出分布式模型具有良好的发展前景,应用GI S的水文模型尽管有诸多优点, 但并不能代表模型本身的高质量, 遥感资料还没有完全融入水文模型的结构中, 给直接应用带来较大的困难。提出立足于产汇流机理研究, 建立基于RS和GI S的耦 合水文模型是研究的趋势, 尺度问题仍然是关注的焦点。 1引言 用数学的方法去描述和模拟水文循环的过程,产生了水文模型的概念[1],水文模型的产生是对水文循环规律研究的必然结果。水文模型在水资源开发利用、防洪减灾、水库、道路、城市规划、面源污染评价、人类活动的流域响应等诸多方面得到了广泛的应用,当今的一些研究热点,如生态环境需水、水资源可再生性等均需要水文模型的支持。流域水文模型是在计算机技术和系统理论的发展中产生的,20世纪60、70年代是蓬勃发展的时期, 涌现出了大量的流域水文模型,Stanford流域模型(SWM)、Sacramento模型、Tank模型、Boughton模型、前期降水指标(API)模型、新安江模型等是这一时期的典型代表[2]。其后一段时期,相对处于缓慢的发展阶段。随着计算机技术和一些交叉学科的发展,流域水文模拟的研究方法也开始产生了根本性的变化。流域水文模型研究的突出趋势主要反映在计算机技术、空间技术、遥感技术等的应用方面,分布式物理模型被广泛提出,遥感(RS)、地理信息系统(GIS)在水文模拟中的应用给传统的研究方法带来了创新。但由于受到技术等原因的制约,分布式模型目前的应用还较困难,应用GIS的水文模型尽管有诸多优点,但并不能代表模型本身的高质量,遥感资料还没有完全融入水文模型的结构中。 2 分布式水文模型 流域水文模型根据不同的标准有多种分类[3],根据模型结构和参数的物理完善性,目前常用的可分为概念性模型和分布式物理模型。概念性模型用概化的方法表达流域的水文过程,具有一定的物理基础,也具有相当的经验性,模型结构简单,实用性强。分布式物理模型的优点是模型的参数具有明确的物理意义,可以通过连续方程和动力方程求解,可以更准确的描述水文过程,具有很强的适应性。与概念性模型相比,分布式水文模型用严格的数学物理方程表述水文循环的各子过程,参数和变量中充分考虑空间的变异性,并着重考虑不同单元间的水平联系,对水量和能量过程均采用偏微分方程模拟。因此,在模拟土地利用、土地覆盖、水土流失变化的水文响应及面源污染、陆面过程、气候变化影响评价等方面应用显出优势。参数一般不需要通过实测水文资料来率定,解决了参数间的不独立性和不确定性问题,便于在无实测水文资料的地区推广应用。自1969年Freeze和Harlan[4]第一次提出了关于分布式物理模型的概念,分布式模型开始得到快速发展。三个欧洲机构提出的SHE模型[5]是最早的分布式水文模型的代表。SHE模型考虑了截留、下渗、土壤蓄水量、蒸散发、地表径流、壤中流、地下径流、融雪径流等水文过程。流域参数、降雨及水文响应的空间分布垂直方向用层表示,水平方向用方形网格表示。该模型的主要水文过程可由质量、动量和能量守恒偏微分方程的有限差分表示,也可由经验方程表示。模型有18个参数,部分具有物理意义,可由流域特征确定。它的物理基础和计算的灵活性使它适用于多种资料条件,在欧洲和其它地区得到了应用和验证[6]。这期间还有一些考虑流域空间特性、输入、输出空间变化的分布式物理模型,如, CEQUEAU模型[7],将流域分为方形网格,输入所有网格的地形、地貌、雨量等特征,对每一个网格进行计算,在水质模拟、防洪、水库设计等诸多方面有适用性;Susa流域模型[8]

数字流域模型

1.静态模型与动态模型的区别 数字流域模型用于模拟与时空要素相关的流域水文气象,如地下水流、砂砾石含水层、降雨、蒸发、壤中流、河道流、坡面流等。 (1)静态模型 在对流域进行静态建模时,通常按地面分水线与地下分水线是否重合将流域分为闭合流域和非闭合流域。在静态模型中,流域按照河流盆地、流域、子流域、集水区进行分级,其空间构成要素有流域地形DEM、流域范围、集水区单元、坡面、河道、土地利用与覆盖。其中、水系和流域面是静态模型的重要组成部分。水系由出口、源、节点、链构成,通过采用霍顿分级法、斯特拉勒分级法对河段进行分级和编码,进而建立节点与河段的拓扑关系和基数;流域的地貌特征包括流域面积、流域长度和宽度、流域形状、河网密度和河道维持常数、河流频度和链频度、面积—河长曲线、高程曲线、流域坡度。 (2)动态模型 流域动态模型通常分为环境过程模型和水资源调度模型。常见的环境过程模型有气候与降水模型、水力模型、水文模型、水质模型、侵蚀与沉积模型、陆面过程模型、生态系统模型;水资源调度模型有水资源管理模型、洪水调度模型、发电调度模型、灌溉调度模型、生态调度模型。气候模型采用大气环流模式GCM,对三维气候模型GCM来说,其气候物理系统应遵循动量守恒、质量守恒、能量守恒、湿度守恒、状态方程;降水预报模型采用MM5模式和WRF,通过反距离权重插值方法、站点平均估计、泰森多边形最近邻域插值、空间统计插值,模拟站点降水到面降水的过程;水文模型通常包括系统模型、分布式物理模型、概念集总式水文模型、随机模型、地表水文模型、地下水模型;水力模型通过应用一维水力方程、二维圣维南方程并基于GIS进行洪水制图;侵蚀与沉积模型用于模拟雨滴侵蚀、片流侵蚀、细沟侵蚀、冲沟侵蚀、河道侵蚀;水环境模型包括流域概化模型、水质模型、非点源污染模型;陆面过程模型能够模拟影响气候变化的发生在陆地表面的土壤中控制陆地与大气之间动量、热量及水分交换过程。 (3)静态模型与动态模型的区别 静态模型可以对流域形态进行逼真地模拟,系统消耗少,只能模拟流域静态状况,无流态水位等动态效果。适合于只表现流域形态的情况,需要提供地形高程数据,高精影像数据或河道矢量数据,对计算机硬件要求低。 动态模型具有动态水位表现与水流流动动态可视效果,可较好模拟局部水面波动,与水流数值模拟相结合可表现水流的多种物理状态,但建模工作量大,模拟范围和精度有限,需数学模型计算,则计算量很大。适合随机的水位波动模拟或有数值模拟计算的科学可视化模拟;适用于局部模拟,需要提供精度较高的河道地形数据,河道沿程水位数据,网格坐标,对计算机硬件要求高。 参考文献 [1]环境研究.湖及其流域水中铯迁移动态模型[J].国外环境科学技术,1992(4). [2]徐慧,欣金彪,徐时进.淮河流域大型水库联合优化调度的动态规划模型解[J].水文,2000(20)1. [3]周惠成,陈守煌.流域汇流的模糊系数非线性微分动态模型[J].水利学报,1995(5). [4]张尚弘,赵刚.数字流域仿真系统中水流模拟技术[J].系统仿真学报,2008(20)10. [5]吴菲,张杰华,董长虹.万家沟小流域综合治理生态经济优化模型[J].水土保持应用技术,2010(5). [6]李抗彬.新疆下坂地水库冰雪融水径流预报模型研究[D].西安理工大学,2007.

《水质模型》教学大纲

《水质模型》教学大纲 一、课程编号:0102004 二、课程名称:水质模型(Water Quality Models) 三、学分、学时:1.5学分;24学时 四、教学对象:水文与水资源工程专业本科生 五、开课单位:水资源环境学院水文系 六、先修课程 高等数学、工程数学、物理学、水力学、水文学原理、水环境化学、生态学概论等课程 七、课程性质、作用、教学目标 该课程为“水文与水资源工程专业”的必修课,课程的主要任务是使学生了解污染物在水体中的混合迁移机制,掌握各种不同水体的主要水质数学模型,及模型参数率定、水质预测等内容,为未来从事水资源与水环境领域的工作打下扎实的基础。 八、教学内容基本要求 通过课堂教学、课外做练习与查看文献等教学环节,使学生: 1.弄清水体污染的基本概念; 2.掌握污染物在水体中的混合迁移机制及水质模型的基本方程; 3.掌握河流水质模型; 4.掌握湖泊与水库的水质模型; 5.熟悉水质模型的差分解法 6.掌握模型参数估计方法; 7.了解面污染源水质模型; 8.掌握水质预测方法。 课程主要内容如下: 第一章绪论 1.1 水污染概念 1.2 污染物来源 1.3 溶解氧与水体自净 1.4 水体自净能力影响因素 1.5 水质评价指标与水质预报项目

第二章水质预报基础 2.1 污染物在河流中的混合迁移 2.2 水体中溶解氧的变化 2.3 水质模型基本方程 第三章河流水质模型 3.1一维稳态单变量模型 3.2一维稳态双变量模型 3.3一维河流的分段水质模拟计算 3.4河口水质模型 第四章湖泊与水库水质模型 4.1零维水质模型 4.2冯伦凡德模型 4.3分层湖泊水质模型 第五章水质模型的差分解 5.1差分概述 5.2差分解 第六章模型参数估计 6.1单参数的估计 6.2多参数的同时估计 第七章面源污染水质模型 7.1面源污染的特征和影响因素 7.2水质模型的建立 7.3模型的率定和验证 7.4面污染统计模型 第八章水质预测 8.1污染物预测 8.2地表水环境预测举例 九、实践性环节的内容、要求 实践性环节主要是配合课程中的重要章节做课外作业,包括结合实际,需上机编程计算的综合性题目,以巩固基本概念和理论知识,培养学生分析问题和解决问题的能力。主要习题包括:氧垂曲线计算,一维稳态模型计算,

2新安江流域水文模型

2新安江流域水文模型 60年代初,河海大学(原华东水利学院)水文系赵人俊等开始研究蓄满产流模型,配合一定的汇流计算,将模型应用于水文预报和水文设计。1973年,他们在对新安江水库做入库流量预报的工作中,把他们的经验归纳成一个完整的降雨径流流域模型——新安江模型。模型可用于湿润地区和半湿润地区的湿润季节径流模拟和计算。 最初的新安江模型为两水源模型,只能模拟地表径流和地下径流。80年代初期,模型研制者将萨克拉门托模型与水箱模型中,用线性水库函数划分水源的概念引入新安江模型,提出了三水源新安江模型,模型可以模拟地面径流、壤中流、地下径流。1984至1986年,又提出了四水源新安江模型,可以模拟地面径流、壤中流、快速地下径流和慢速地下径流。三水源新安江模型一般应用效果较好,但模拟地下水丰富地区的日径流过程精度不够理想。在新安江三模型中增加慢速地下水结构就成为四水源新安江模型。 当流域面积较小时,新安江模型采用集总模型,当面积较大时,采用分块模型。分块模型把流域分成许多块单元流域,对每个单元流域做产、汇计算,得到单元流域的出口流量过程。再进行出口以下的河道洪水演算,求得流域出口的流量过程。把每个单元流域的出流过程相加,就求得了流域出口的总出流过程。 划分单元流域的主要目的是处理降雨分布的不均匀性,因此单元流域应当大小适当,使得每块面积上的降雨分布比较均匀。并有一定数目的雨量站。其次尽可能使单元流域与自然流域相一致,以便于分析与处理问题,并便于利用已有的小流域水文资料。如果流域内有大中型水库,则水库以上的集水面积即应作为一个单元流域。因为各单元流域的产汇、流计算方法基本相同,以下只讨论一个单元流域的情况。 新安江模型包括4个计算环节:蒸散发计算;流域产流计算;径流划分;汇流计算。4个计算环节分别概化了流域降雨径流的主要产、汇流物理过程。 2.1流域蒸散发计算 各种水源的蒸散发计算模型均可采用两层蒸发模型或两层蒸发模型,一般根据实际情况选用。原则是在模拟径流精度相同的情况下,尽量采用参数少的两层蒸散发模型。蒸散发模型不考虑面上分布的不均匀性,但可考虑土湿垂向分布的不均匀性。

水质模型及其应用研究进展

?综 述? 文章编号:1006-7329(2002)02-0109-07 水质模型及其应用研究进展 Ξ 郭劲松, 李胜海, 龙腾锐 (重庆大学 城市建设与环境工程学院,重庆 400045)摘要:运用系统分析技术进行水污染控制系统的规划是现代水质管理的基础和依据,水质模型对整个规划过程起着至关重要的作用。较详细地综合评述了近年来国内外水质模型及其应用的研究进展,并评价了水质模型研究的发展趋势,旨在促进相关研究的发展。 关键词:水质模型;研究进展 中图分类号:X321文献标识码:A 水质模型是污染物在水环境中变化规律及其影响因素之间相互关系的数学描述,它既是水环境科学研究的内容之一,又是水环境研究的重要工具[1]。它的研究涉及到水环境科学的许多基本理论问题和水污染控制的许多实际问题。它的发展在很大程度上取决于污染物在水环境中的迁移、转化和归宿研究的不断深入,以及数学手段在水环境研究中应用程度的不断提高[2]。水质模型在理论上从最初的质量平衡原理发展到现在的随机理论、灰色理论和模糊理论;在实际应用上,从最初的城市排水工程设计发展到现在的污染物水环境过程模拟、水环境质量评价,污染物水环境行为预测,水生物污染暴露程度分析和水资源科学管理规划等水环境保护的各个方面;在研究方法上,从最初的解析解和浓度表达发展到现在的以人工神经网络模拟辅助解析、及与地理信息系统(GIS )相结合的数值解和逸度表达法。这些成果都极大地推动了水环境管理技术的现代化。1 水质模型研究进展 最早发展的水质模型是简单的氧平衡模型。1925年,美国的两位工程师Streeter 和Phelps 在对Ohio 河流污染源及其对生活污水造成的可度量影响的研究中,提出了氧平衡模型的最初形式。在该模型中,他们假定河流的自净过程中存在两个相反的过程,即有机污染物在水体中发生生物氧化反应,消耗水中溶解氧,其速率与水中有机污染物浓度成正比;同时大气中的氧不断地进入水体,其速率与水中的氧亏值成正比。在这两个相反过程的作用下,水中溶解态氧达到平衡。该模型最初被应用于城市排水工程的设计和简单水体自净作用的研究。 自水质模型在20世纪初诞生以来,其发展阶段有许多不同的分类方法。叶常明[3]把水质模型的发展分成3个阶段,即简单的氧平衡模型阶段、形态模型阶段和多介质环境综合生态模型阶段。而谢永明[2]把水质模型的发展分成5个阶段:1925~1960年为水质模型发展的第一阶段,这一阶段以Streeter —Phelps 水质模型(S -P 模型)为代表,后来科学家在其基础上成功地发展了BOD -DO 耦合模型,并应用于水质预测等方面;1960~1965年,在S -P 模型的基础上又有了新的发展,引进了空间变量、物理的、动力学系数,温度作为状态变量也被引入到一维河流和水库(湖泊)模型,第24卷 第2期2002年4月 重庆建筑大学学报Journal of Chongqing Jianzhu University Vol.24 No.2Apr.2002 Ξ收稿日期:2002-02-05 基金项目:国家自然科学基金资助项目(59778021);国家自然科学基金重点项目(59838300) 作者简介:郭劲松(1963-),男,四川射洪人,教授,主要从事水污染控制的理论与技术研究。

流域水环境治理

2017年10月19-20日洛杉矶环境论坛-合肥分论坛 洛杉矶环境论坛(Los Angeles Environmental Forum)由南加州华人环保协会发起,是旨在促 进全球华人环保专业人士交流的高端平台 水处理最新技术 水体污染物总量控制(TMDL) 流域水环境治理污染排放许可证 土壤与地下水污染 调查与修复 主办单位 ?南加州华人环保协会 ?合肥工业大学 支持单位 ?《中国给水排水》杂志 ?《工业用水与废水》杂志协办单位 ?安徽国祯环保节能科技股份有限公司 ?中霖中科环境科技(安徽)股份有限公司 ?安徽国祯环境修复股份有限公司 承办单位 ?安徽泛湖生态科技股份有限公司

2017年洛杉矶环境论坛合肥分论坛 专题1:水处理、水质和流域管理 中国合肥政务区 2017年10月19-20日 论坛召集人 童卫星博士 洛杉矶环境论坛理事会主席兼秘书长 吴基衔博士 南加州华人环保协会会长 彭舰博士 南加州华人环保协会副会长 分论坛筹备组联系人 王淦博士 安徽泛湖生态科技股份有限公司 总经理 TMDL 在中国称为污染排放总量,源于美国的定义,即特定水体水质达标所能承受的最大污染负荷量。该负荷量需要依据水质标准和水体具体情况依据模型手段计算得出,然后采取各项措施控制污染负荷。对于受损水体,TMDL 是个有力的科学管理手段。 流域管理 基于流域各个环境因子统筹管理的理念,将水质、生态、给排水、防洪抗旱、土地利用和工农业发展等等方面结合起来,用有限的资源达到最大的社会、经济和环境综合效益。 场地修复 采用物理、化学或生物的方法固定、转移、吸收或转化场地土壤中的污染物,使其含量降低到可接受水平,或将有毒有害的污染物转化为无害物质的过程。

水质模型的研究进展及发展趋势

水质模型的研究进展及发展趋势 摘要阐述了水质模型的概念、发展阶段和分类,介绍了水质模型应用情况及研究现状,并展望了水质模型未来的发展趋势。 关键词水质模型;研究进展;发展趋势 水污染问题日益加剧,带来了生态与环境问题,加剧了缺水地区的缺水程度,甚至导致安全饮用水危机。有关水污染问题的治理,加强对污水处理技术的研究及应用是一方面,更重要的应该是从水资源规划管理、水体污染综合防治方面出发,实现水资源的永续使用和社会的可持续发展。这就要借助水质模型,在掌握现有水体现状的基础上,归纳污染物在水体中的运动、迁移、转化规律,模拟或预报水质在不同时间不同地点的变化情况,达到模拟水质变化、进行水质评价、预报、预测的目的。为制订合理的污染物排放标准、水域水质的管理措施提供参考依据。 1 水质模型介绍 水质模型(water quality model)是根据物质守恒原理用数学的语言和方法描述参加水循环的水体中水质组分所发生的物理、化学、生物和生态学诸方面的变化、内在规律和相互关系的数学模型[1]。近些年,水质模型发展日趋成熟,被广泛地应用在水质预测、环境污染治理规划制订、水质预警研究等方面。 1.1 水质模型的发展阶段 自1925年Streeter和Phelps提出生化需氧量-溶解氧(BOD-DO)模型,水质模型的发展已历经80多年。水质模型的发展主要可归纳为3个阶段,具体见表1。 1.2 水质模型的分类 根据不同的分类标准,将水质模型进行分类。水质模型的分类见表2。 2 水质模型研究进展 2.1 基于模糊数学的水质模型 水体质量受多方面因素影响,在水质评价中,污染程度、水质类型和分级标准等都存在一定的模糊、不确定性。模糊数学模型就是用数学的方法研究处理实际中的随机复杂变化的问题,对其进行定量化处理,以反映水质状况的不确定性。韦林均等[2]对水资源价值构成进行了分析,依据模糊系统理论,建立水资源价值模糊数学模型,并运用该模型对兰州市水资源价值进行了综合评价,对合理制定水价具有一定的借鉴意义。李如忠等[3]将河流水体支撑能力和污染负荷水平

水质模型研究进展及发展趋势

水质模型研究进展及发展趋势 专业:环境工程类 指导教师: 日期:2012 / 6 / 3 水质模型研究进展及发展趋势 摘要:运用系统分析技术进行水污染控制系统的规划是现代水质管理的基础和依

据,水质模型对整个规划过程起着至关重要的作用。文章较详细地综合评述了近年来国内外水质模型的研究进展与应用过程中普遍存在的一些问题及其主要表现、成因,并评价了水质模型研究的发展趋势。 关键词: 水质模型;研究进展;存在问题;发展趋势 水质模型是污染物在水环境中变化规律及其影响因素之间相互关系的数学描述,它既是水环境科学研究的内容之一,又是水环境研究的重要工具。它的研究涉及到水环境科学的许多基本理论问题和水污染控制的许多实际问题。它的发展在很大程度上取决于污染物在水环境中的迁移、转化和归宿研究的不断深入,以及数学手段在水环境研究中应用程度的不断提高。水质模型在理论上从最初的质量平衡原理发展到现在的随机理论、灰色理论和模糊理论;在实际应用上,从最初的城市排水工程设计发展到现在的污染物水环境过程模拟、水环境质量评价,污染物水环境行为预测,水生物污染暴露程度分析和水资源科学管理规划等水环境保护的各个方面;在研究方法上,从最初的解析解和浓度表达发展到现在的以人工神经网络模拟辅助解析、及与地理信息系统( GIS) 相结合的数值解和逸度表达法。这些成果都极大地推动了水环境管理技术的现代化。 一、水质模型研究进展 近年来,水质模型的研究取得了很大进展,主要体现在以下几个方面: 1、包括水生食物链在内的多介质环境生态综合模型 由于复杂的物理、化学和生物过程的结果,释放到环境中的污染物在大气、水、土壤和植被等许多环境介质中进行分配,由污染物引起的可能的环境影响与它们在各种环境单元中的浓度水平和停留时间密切相关。为了综合描述它们之间的相关关系,产生了多介质环境综合生态模型。多介质环境是指大气、水体、土壤、生物等组成的总环境体系,其中水体是核心。多介质环境数学模型可将各种不同的环境单元内部的污染物变化过程与导致污染物跨过介质边界的过程相联系,构成一个能描述在多介质环境中污染物转化和介质间物质迁移的表达式。R. Tanner et al.对工业过饱和盐水蒸发池中的生物群食物链进行了研究,C. Fall et al.针对五氯代苯酚在改良的地下水系统中的分布建立了模型,H. Y.Zhou et al.研究

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