污染物扩散模型的构建与模拟分析

《河南水利与南水北调》2009年第9期

水文与水资源

HENAN

□常建中（郑州水文水资源勘测局） 摘

要：利用一维水质数学模型模拟污染物扩散情况，以此进行水质预报和预警预 测，制订污染物排放标准和水质规划，有效

文中一维水质模型用LW-Lim进行离散，然后借助二维水质模拟软件，考虑一维 扩散条件下进行数值计算，揭示污地防治水污染。

染物扩散趋势和影响范围。

关键词：水质模型；数值模拟；一维对流扩散；逆风格式

一、 水质模型的概念及研究意义

水是人类生命之源，同时也是关系到国计民生的重要资源。合理进行水环境规划 管理、水污染综合防治是环境工作者的重要任务之一，水质数学模型（简称水质 模型）是水环境污染治理规划决策分析中不可缺少的重要工具。

水质模型，是描述参加水循环的水体中各水质组分所发生的物理、化学、生物和 生态学等诸多方面变化规律和相互影响关系的数学方法。研究水质模型的目的， 主要是为了描述污染物在水体中的迁移转化规律，为水环境保护服务。它可用于 水质模拟和水质评价，进行水质预报和预警预测，制订污染物排放标准和水质规 划，是水污染防治的重要工具。

二、 水质模型简介

水质模型是描述水体（河流、湖泊等）水质要素（BOD，DO化学、生物等） 作用下随时间和空间变化等）在其他因素（物理、关系的数学表达式，经过近百 年发展，水质模型已经相当成熟。污染物进入水体后随水流迁移，在迁移过程中 受水力学、水文、物理、化学、生物、生态、气候等因素影响，引起污染物的输 移、混合、分解、稀释和降解。建立水质模型的目的就是力图把这些互相制约因 素的定量关系确定下来，对水质进行预报，为水质控制和管理服务。规划、 水质模型按其建模方法和求解特点可分为确定性模型和随机模型；按模型描述的 系统是否具有时间稳定性可分为稳态模型和动态模型；按系统内参数的空间分布 特性可分为一维、二维和三维模型，如果参数在3个方向上都均匀分布，水体处 于完全混合状态，这种模型为零维模型；按水质参数的转移特性可分为随流模 型、扩散模型和随流扩散模型；按反应动力学性质可分为纯转移模型、纯反应模 型、转移及反应模型和生态模型。现代科学技术的进步和环境学科的发展为我们 进行水环境管理提供了科学理论和依据，并用来指导我们进行科学决策。

互联网企业的资产估值互联网企业的资产估值、、定价模型构建及腾讯案例的蒙特卡洛模拟分

析（上）

2017年06月09日

摘要摘要：：针对传统财务会计理论及实务对互联网资产价值的忽视，基于梅特卡夫法则和企业

经营适应性预期假设，本文提出了不确定情景下互联网资产的实物期权定价模型，利用蒙

特卡洛模拟法并选取腾讯公司进行模型实测。研究显示，该实物期权模型可以精确地估算

互联网资产价值，计算结果与有效市场理论算法高度一致；研究发现，互联网资产价值在

互联网企业价值中占据主导地位，初始收入增长率和估计期间对互联网资产价值有显著正

向影响，长期企业经营成本系数和企业经营成本系数对其价值有显著负向影响。结果启示

企业可通过降低企业成本或增加企业网络用户数来提升其互联网资产价值。

关键词关键词：：互联网资产，定价模型，蒙特卡洛模拟

一、引言引言

随着科技与经济的融合发展，我国互联网经济以近50%的比例逐年增长，全球互联网企业

的并购更是风起云涌。网络经济的蓬勃发展日益增加了对互联网企业估值的需求，也使传

统资产评估理论面临着巨大的挑战[1]。与传统企业依赖生产要素和资本驱动发展的方式不

同，互联网企业则是以科技创新和知识管理为核心源动力的方式发展，这也造就了其“轻

资产，高估值”的特性。由于现有财务会计理论及实务对互联网轻资产的价值评估缺乏系

统研究，互联网企业的轻资产无法准确估量，这一问题使得互联网企业的财务报表在一定

程度上失真，进而对企业的资产管理和投资者的投资策略产生消极影响。因此，当务之急

是寻找一种科学的方法精确地估计互联网资产价值，从而解决互联网资产定价问题。

现有资产估值理论中主要有三种资产定价方法。第一，市场比较法[2]。根据等效替代原则，

搜集市场上已有的同类或类似资产的近期交易价格数据，将被评估资产与可比资产进行属

性比较，然后根据它们之间的异同，对已有的价格数据进行相应调整的技术思路。这种方

法适用于十分成熟的交易市场（如房产交易等），要求拥有大量资产交易数据且必须确保

9.2.2大气污染物扩散的高斯模型模拟：可视化模拟点源大气污染的扩散

9.2.2 Gaussian Atmospheric Dispersion Model

突发性大气污染事故时有发生，对大气污染扩散进行模拟和分析，有利于减小事故的危害，减轻人员伤亡和财产损失。高斯扩散模型是国际原子能机构(IAEA)推荐使用于重气云扩散模拟的数学模型,该模型在非重气云扩散的应用日益广泛。高斯扩散模型是描述大气对有害气体的输移、扩散和稀释作用的物理或数学模型,是进行灾害预测和救援指挥的有力手段之一。

9.2.2.1高斯扩散模型

高斯模型又分为高斯烟团模型和高斯烟羽模型。大气污染物泄漏分为瞬时泄漏和连续泄漏，瞬时泄漏是指污染物泄放的时间相对于污染物扩散的时间较短如突发泄漏等的情形，连续泄漏则是指污染物泄放的时间较长的情形。瞬时泄漏采用高斯烟团模型模拟，而连续泄漏采用高斯模型烟羽模型模拟。高斯模型适用于非重气云气体，包括轻气云和中性气云气体。要求气体在扩散过程中，风速均匀稳定。

在高斯烟团模型中，选择风向建立坐标系统，即取泄漏源为坐标原点，x轴指向风向，y轴表示在水平面内与风向垂直的方向，z轴则指向与水平面垂直的方向，具体公式见式(9.1):

…………(9.1)

其中：

为泄漏介质在某位置某时刻的浓度值；

为污染物单位时间排放量(mg/s);

、

、

分别x、y、z轴上的扩散系数，需根据大气稳定度选择参数计算得到(m)；x、y、z表示x、y、z上的坐标值(m)；u表示平均风速(m/s)；t表示扩散时间(s)；H表示泄漏源的高度(m)。

同理，高斯烟羽模型的表达式如：

………………………(9.2)

9.2.2.2 技术方法

若用高斯模型算出空间每一个点在一个时刻的污染浓度，这个计算量是很大的。因此所设计的系统一般都是采用先进行图层网格化，由高斯模型计算出有限个网格点的上的污染物浓度，在进行空间内插得到面上每一个点的污染物浓度，并由此得到污染物浓度的等值线。整个过程的示意图如图9.2.1所示

秦皇岛海域洪季水动力及污染物扩散数值模拟

近年来，我国对于河流水域的利用日益增多，使得当前的河流海域污染也逐渐增多。基于此，本文将秦皇岛海域洪季水动力及污染物扩散数值模拟作为研究对象，了解秦皇岛海域在洪季水文背景下的水动力及污染物的扩散情况，尤其是海域风向对污染物扩散产生的影响，通过对秦皇岛洪季水动力技巧污染物扩散模型的建立及验证的分析，进而对其模型结果进行系统的研究。旨在缓解秦皇岛海域污染物扩散的情况。

标签：秦皇岛海域；洪水动力；污染物扩散；数值模拟

前言：

秦皇岛位于我国河北省东北部地区，地理坐标为39。24’N～40。37’N，118。33’E～119。51’E，其海岸线总长度为163千米，主要用于海产养殖，渔业总产值达到35万吨，海水养殖产量达到渔业总产量的86%，过度开发导致秦皇岛含义近年来连续发生赤潮现象，对当地养殖业产生了巨大的影响，直接造成的经济损失达到2亿元。

一、秦皇岛海域概况

本研究选取的秦皇岛海域为山海关到滦河口一段，汇入河流有石河、汤河、人造河、东沙河以及滦河等11条河流。秦皇岛气候为温带大陆性季风气候，春秋季节干燥少雨，夏季湿润多雨，秦皇岛的平均气温为10℃，最高月的平均气温为24℃，最低月平均气温为-6℃，其海岸风速平均为3.9m/s，MAX风速可达到24m/s。秦皇岛海域风向夏季为西南风，冬季为东北风，春季为西南风。秦皇岛海域属于全日潮区，其平均潮位处于73-91cm，冬天潮位较低，夏天的潮位较高。

二、秦皇岛洪季水动力及污染物扩散模型建立及验证

（一）建立水动力及污染物扩散数学模型

本研究建立的秦皇岛洪季水动力及污染物扩散模型采用的是Navier—Stokes方程以及对流扩散方程，对COD衰减过程研究采用的是线性衰减系数来进行。该数学模型的建立首先要对秦皇岛海域进行地形网格的划分计算工作。数学模型中涉及到的计算范围从山海关以北大约20千米到滦河口以南大约14千米以及外海延伸大约55千米的范围内，计算区域采取的是三角划分网格方法，该网格的节点数为9066，单元数为16866，本研究采用的地形图为1国家测绘局绘制的1998版的1：50000比例尺的地图，水文数据和河道地形数据分别为2011年和2013年的实测数据。