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流域水动力水质模型
在建立流域水动力水质模型时，首先需要考虑流域内的水文地
质条件，包括降雨、蒸发、地形、土壤类型等，这些因素会影响水
体的流动和水质。
其次，模型还需要考虑流域内的污染源，如工业
废水、农业面源污染、城市排水等，这些污染源会对水质产生影响。
另外，流域的水动力学特性，如河流流速、水深、水位变化等也需
要被纳入模型考虑范围。
在模型的建立过程中，需要考虑水动力学和水质动力学的数学
描述，包括连续方程、动量方程、质量守恒方程以及水质传输扩散
方程等。
这些方程描述了水体流动和水质变化的基本规律，通过数
值计算方法可以模拟出水体流动和水质变化的情况。
流域水动力水质模型的应用领域非常广泛，可以用于水资源管理、环境保护、水污染控制等方面。
例如，可以通过模拟分析不同
排污方案对水质的影响，优化流域水资源利用方式，预测污染物的
扩散规律，制定相应的水环境保护政策和措施。
总的来说，流域水动力水质模型是一个复杂的系统工程，需要
综合考虑多种因素，并运用数学方法进行模拟和预测，以实现对流域水动力和水质的科学管理和保护。
第七章 一维非恒定河流和河网水量水质模型对于中小型河流，通常其宽度及水深相对于长度数量较小，扩散质（污染物质、热量）很容易在垂向及横向上达到均匀混合，即扩散质浓度在断面上基本达到均匀状态。
这种情况下，我们只需要知道扩散质在断面内的平均分配状况，就可以把握整个河道的扩散质空间分布特征，这是我们可以采用一维圣维南方程描述河流水动力特征或水量特征（水位、流量、槽蓄量等）；用一维纵向分散方程描述扩散质在时间及河流纵向上的变化状况。
特别地，对于稳态水流，可以采用常规水动力学方法推算水位、断面平均流速的沿程变化；采用分段解析解法计算扩散质浓度沿纵向的变化特征。
但是，在非稳态情况下（水流随时间变化或扩散质源强随时间变化）解析解法将无能为力（水流非恒定）或十分繁琐（水流稳态、源强非恒定），这时通常采用数值解法求解河道水量、水质的时间、空间分布。
在模拟方法上，无论是单一河道还是由众多单一河道构成的河网，若采用空间一维手段求解，描述水流、水质空间分布规律的控制方程是相同的，只不过在具体求解方法上有所差异而已。
7.1 单一河道的控制方程 7.1.1 水量控制方程采用一维圣维南方程组描述水流的运动，基本控制方程为：(1)023/422=+-++RQ u n g x Au x Z gA x Q u t Q ∂∂∂∂∂∂∂∂ (2) 式中t 为时间坐标，x 为空间坐标，Q 为断面流量，Z 为断面平均水位，u 为断面平均流速，n 为河段的糙率，A 为过流断面面积，B W 为水面宽度（包括主流宽度及仅起调蓄作用的附加宽度），R 为水力半径，q 为旁侧入流流量（单位河长上旁侧入流场）。
此方程组属于二元一阶双曲型拟线性方程组，对于非恒定问题，现阶段尚无法直接求出其解析解，通常用有限差分法或其它数学离散方法求其数值解。
在水流稳态、棱柱形河道条件下，上述控制方程组退化为水力学的谢才公式，可采用相应的方法求解水流特征。
7.1.2 扩散质输运控制方程描述河道扩散物质运动及浓度变化规律的控制方程为：带源的一维对流分散（弥散）方程，形式如下：S S h AKAC x c AE x x QC t AC r x ++-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+∂∂∂∂∂∂∂∂)()( (3) 式中，C 为污染物质的断面平均浓度，Q 为流量，为纵向分散系数，S 为单位时间内、单位河长上的污染物质排放量，K 为污染物降解系数，S r 为河床底泥释放污染物的速率。
