基于不确定性分析框架的动态环状河网水质模型——以温州市温瑞塘河为例

以温州市温瑞塘河为背景,基于不确定性分析的框架,开发了动态环状河网水质模型。用HSY(Hornberger,Spear and Young)算法作水质参数的不确定性分析,求得模型参数的空间分布,从而提高模型使用的可靠性、降低决策的风险度。模型由水量子模型及水质子模型两部分组成:水量子模型采用圣维南方程并用四级解法求解;水质子模型采用CSTR(Continuously Stirred Tank Reactor)模型的机理,并结合环状河网特征作了修正,由于只需解常微分方程,因而避免了矩阵求解,显著提高了计算效率,使得用HSY算法进行不确定性分析成为可能。模型选取温州市温瑞塘河流域的鹿城区河网进行了首次应用,用HSY算法率定水质参数并讨论了参数的不确定性。对参数率定结果进行验证,结果比较理想。最后简要讨论了参数不确定性传递。     

环状河网水质模型在水污染控制规划中的应用

结合一维圣维南方程及CSTR水质概念模型的机理,开发了平原环状河网非稳态水质模型,并用于温州市温瑞塘河水污染控制规划的编制中。模型由水文子模型和水质子模型两部分构成,描述了水体中COD、氨氮和DO浓度随时间、空间的动态变化。利用新开发的模型,采用试错法,估算了河网的水环境容量,并以此为基础确定了远、近期污染物排放控制目标;通过研究水质恢复的滞后性,提出可以采取引水冲污、人工曝气复氧等非常规措施来改善河网水质;并且利用情景分析方法,分别设定不同流量与不同开闸方式相组合的9种冲污情景,定量化探讨了引水冲污方案;根据曝气复氧对河网水质改善的作用特征,筛选出需要曝气复氧的重点河段和次重点河段。     

极端高温事件对城市用水量和供水管网系统的影响

频发的极端高温事件将导致城市用水量增长,增加城市供水设施的运行风险。综合采用气候相似性、终端用水模拟、供水管网系统水力学模拟等方法,构建了极端高温事件对城市用水量及供水管网系统影响的定量评估方法。以北京某新城区为研究案例,模拟结果表明极端高温事件将使日用水量较夏季常态增加5.7%,人均日用水量增加19.83 L,其中早晚用水高峰时段增幅较大,导致供水管网系统中不能满足28 m水头要求的节点比例增加了约13个百分点。     

中国水资源管理问题分析与集成化水管理模式的推行

在简单解释集成化水管理模式的内涵的基础上,针对我国目前水管理当中存在的问题进行了分析,得出了应当在我国推行集成化水管理模式的结论,简要分析了如何进行集成化水管理模式运行研究.     

流域污染负荷模型的比较研究

对美国目前常用的一些用于流域总量管理的数学模型进行了概括分类,把收集到47个模型划分为流域负荷模型、受纳水体模型和集成化模拟系统三类,并选择其中的19个流域污染负荷模型作为重点进行了比较研究。针对这19个模型,首先对各模型的主要输入数据、模型主要的输出信息、模型所能处理的土地利用类型、模型中水文侵蚀和沉积物的计算机理、污染负荷计算结果的基本形式、所能模拟的污染物类型、模型的时间尺度特征、模型软件的提供者等9个方面作了较为详细的介绍。在此基础上,结合文献调研和对部分模型实际使用的效果,从模型处理不同土地利用类型(包括对流域点源的识别和处理)的适用性、对不同时间尺度的适应性、水文过程的模拟能力、不同类型污染物负荷的计算能力、对污染物运移过程的描述、模型结果输出的友好性、输入数据的需求程度、评估和设计污染总量管理措施的支持能力、以及使用说明文档的完备性等9个方面,对模型性能进行了定性评估,分别用“高”、“中”、“低”来表示模型的优劣程度。