湖泊-河网耦合水动力水质模型研究

根据太湖地区水系复杂、湖泊众多、河道水流方向复杂多变且受到人为干扰的特征,基于一维河网水质模型,二维湖泊水质模型,采用有限控制体积法获得离散的水动力学和水质模型控制方程,通过河网与湖泊连接断面上河流的流量、水位、水质与湖泊的流速、水位和水质耦合求解,解决了河网湖泊水质模型的耦合,并将闸站控制对河流湖泊水动力水质影响过程进行了时间空间的线性化处理,以边界条件方式将闸站控制带入模型代数方程中进行统一求解,建立了适合于太湖流域的湖泊河网耦合水动力水质模型.采用太湖典型流域河网区2007年实测水文水质资料对耦合模型进行率定和验证.结果表明,模型计算值与实测资料吻合较好.该模型适用于复杂湖泊-河网区的水动力和水质变化的模拟和研究.     

用耦合模型法进行水质随机模拟的研究

基于水质变化同时存在的两种规律－确定性规律和随机性规律（前者反映事物必然的内在联系，后者反映外在的随机性因素作用）。建立了一种能同时体现这两种作用的确定性与随机性相耦合的水质模型，并进行了水质变化过程及其概率分布的随机模拟。经实际计算，表明是切实可行的。     

基于耦合模型的安康库区水温水质影响研究

河流上筑坝发电将对水温、水质等生态环境产生影响。该文建立了三维水温水质耦合模型,以汉江上游安康水电站为例,选取COD(化学需氧量)和氨氮为水质指标,利用实测的水温、水质数据率定参数,对比分析单独计算和耦合计算其坝前垂向水温的差异性,模拟"引汉济渭"工程实施后逐月水温水质分布,总结耦合计算其库区水温、水质的变化规律。研究结果表明,耦合计算坝前垂向水温较单独计算反应灵敏,与库区实测水温更接近;耦合计算坝前水温在3月至9月呈弱分层状态,其余月份呈混合状态;对比不同年份的水电站下泄水温与坝址处天然水温可知,枯水年对水温影响最大,平水年次之,丰水年影响最小;坝前垂向氨氮、COD的分布规律基本与实测水温分布规律一致,受温度异重流影响,耦合计算的COD、氨氮分布规律与实际情况更相符合。     

基于水量水质耦合模型的南明河水环境治理方案研究

为改善贵阳市南明河枯水期流量小、水质污染严重的问题,利用MIKE11软件对南明河研究河段构建水质水量耦合模型,结合实测水文、水质数据对模型进行了参数率定与验证,所得模拟值与实测值吻合良好。应用所建立的模型预测不同花溪河水库调水量下河道主要水质指标的变化,分析生态补水与污水厂提标联合治理方案对枯水期关键断面水质的改善效果。结果表明：NH₃-N浓度净化稀释所需调水量是造成水质达标所需调水量大的主要因素。提高污水厂NH₃-N排放标准,从根源削减NH₃-N排放,提高以清释污效率,是改善南明河水环境污染的关键。     

流域水文、水动力、水质模型联合应用研究进展

流域水文、水动力、水质模型联合应用可以实现水资源从源头运动到不同水体的全过程模拟,对水资源开发利用与综合管理决策具有重要的意义.为深入了解流域耦合模型的发展与演变过程,总结了水文、水动力与水质3类模型的结构与特点,探讨了各类模型在耦合应用中的作用,综合评价了单向传输耦合、双向传输耦合与接口传输耦合各自的优势与不足,并对...     

城市原水系统水质水量控制耦合模型研究

针对如何从水质水量两方面提高我国大中型城市原水系统供水安全保障的问题，从原水系统水质水量联合调度出发，采用大系统分散控制形式，在传统水质水量耦合模型研究基础上，增加了以三条信息传递通道（信息输入通道、信息反馈通道、控制信息输出通道）和一个策略分析器（水库的水质调控策略分析器）为主要元素的水质-水量反馈机制，构建了集水量优化调度、水质仿真模拟和水质调控策略分析于一体的城市原水系统水质水量控制耦合模型，采用闭环模式的反馈迭代计算，以利于充分发挥水质模拟结果对水量调度决策的指导作用，并提出了基于有向图广度优先和深度优先混合遍历技术的网络迭代求解方法。在深圳市原水调度系统中应用表明：通过定性控制系统的自动调控，利用水库群对污染物的稀释、净化能力可以快速改善受污染水库的水质，验证了本文模型的可行性和有效性，为提高原水水质安全保障水平提供了新方法。     

城市原水系统水质水量控制耦合模型研究

针对如何从水质水量两方面提高我国大中型城市原水系统供水安全保障的问题,从原水系统水质水量联合调度出发,采用大系统分散控制形式,在传统水质水量耦合模型研究基础上,增加了以3条信息传递通道(信息输入通道、信息反馈通道、控制信息输出通道)和1个策略分析器(水库的水质调控策略分析器)为主要元素的水质-水量反馈机制,构建了集水量优化调度、水质仿真模拟和水质调控策略分析于一体的城市原水系统水质水量控制耦合模型。模型采用闭环模式的反馈迭代计算,以利于充分发挥水质模拟结果对水量调度决策的指导作用,并提出了基于有向图广度优先和深度优先混合遍历技术的网络迭代求解方法。实例应用表明:通过定性控制系统的自动调控,利用水库群对污染物的稀释、净化能力可以快速改善受污染水库的水质,验证了本文模型的可行性和有效性。     

基于管网-河流模型耦合的城市河流水质建模方法与应用

采用管网-河流模型耦合的建模方法,以EFDC河流模型与SWMM管网模型为基础,建立以降雨监测数据为直接输入条件的城市河流水质动态预测模型,构建降雨与河流断面污染物浓度变化的关联关系。并以我国某东部沿海城市水质与气象监测信息为基础,对模型预测精度进行评估,预测结果与实际监测结果拟合度超过90%。最后在实际降雨情景下,对河流水质变化进行模拟,解析河流沿程水质及河口断面污染物浓度变化规律,明确了河流污染源构成及污染物控制关键断面,为流域排水设施调度提出指导性意见。     

陆面水量～水质～生态耦合系统模型研究

本文在实践的基础上，提出了“多箱模型方法”（Multi－Box－Modeling）以建立陆面水量－水质－生态耦合系统模型。该方法是基于单元模型思想，利用计算机强大运算功能，采用多单元耦合，水量、水质、生态系统子模型耦合来建立模型。其特点是，在空间上是不同“计算单元”（箱体）的耦合；在考虑因素上又是水量、水质、生态量化指标的耦合。经实例验证，该模型可靠，计算方法简单，能应用于生产实际。     

非线性遗传优化海域水质耦合模型多参数反演方法研究

通过遗传算法和海域水质模型的有机耦合,提出了基于非线性遗传优化海域水质耦合模型多参数反演的新方法.将海域水质模型嵌入遗传算法模型中,以海域内部验证点位的误差函数为适应度,进行模型多参数的优化反演.文中以渤海湾海域水质模型多参数反演的“孪生”试验来验证方法的有效性.数值结果表明:该反演新方法具有较高的精度.     

基于EFDC和WASP耦合模型的水库水质数值模拟研究

从工作实践中可以发现,仅依靠单一模型对水库水质数值模拟存在难以模拟真实水流形态的问题,导致模拟拟合度较差,研究基于EFDC和WASP耦合模型设计一种水库水质数值模拟方法。在笛卡尔坐标系下建立水库坐标,确定EFDC水动力模型配置。划分网格结构,利用WASP计算水质模型的相关参数,默认污染物在水平和垂直方向无浓度梯度变化,网格单元浓度使用中心浓度表示。将EFDC的输出变量与WASP进行耦合,建立等效网格空间,两种模型的输出通过“.hyd”文件形式进行耦合,包括流量、速度和扩散参数等水体组分信息,利用COSMIC程序进行求解。仿真实验结果表明,TP浓度模拟值与实际监测值的变化情况比较贴合,其平均相对误差不超过20%,符合预期设定并具有较高的模拟拟合度。     

河道水质模拟模型及其应用

目前水流模拟模型和水质模拟模型的数量较多。由于研究的目的、内容及实际情况的差异，因而所选用的模型也各不相同。本文选用不流模拟和水质模拟相结合的模型，地官厅出库至三家店段的ＣＯＤｍｎ和ＮＨ３－Ｎ进行了现状模拟，并在此基础上对２０００年和２０１０年不同来水保证率下相应的水质状况进行了预测。模拟与预测表明，本模型是可行的。     

农业非点源污染水质模型进展

作为研究农业非点源污染对水质稳定定量化的重要方法，农业非点源污染水质模型发挥着越来越重要的作用，介绍了几个被广泛应用的典型农业非点源污染水质模型：AGNPS、ANSWERS、CREAMS/GLEAMS、PRZM、SWRRB/SWAT和UTM-TOX，总结了它们各自的应用和局限性，并对各个模型的特点进行了对比，进而对农业非点源污染水质模型的发展趋势进行了总结，对模型的发展有一定的指导意义。     

耦合动态方程的神经网络模型在水质预测中的应用

水质变化趋势的有效预测对于水资源综合管理具有重要意义。针对现有数据驱动模型不能有效反映研究对象物理机理的问题,提出了一种耦合动态方程的神经网络模型,并给出了动态方程的耦合方法。分别从数值算例和实际案例2个方面对传统网络模型和机理先验前馈网络模型进行了对比计算分析,拟合程度指标和计算误差指标都表明机理性先验知识的加入可以提高网络模型的预测精度和非线性拟合能力。同时,该模型在水质预测中具有适用性和合理性。在样本数量一定的情况下,机理性先验知识的耦合是进一步提高网络计算精度的有效途径。     

望虞河一维水量水质模拟模型研究及应用

本文利用IWRS分别建立望虞河河网水量和水质模型，并实现了水量和水质的同步模拟。模型自动从系统数据库中读取数据，经数据处理、科学运算后，利用IWRS的核心程序RS2000计算出系统内水体的流态，水质模拟计算在此基础上同步进行。模拟结果表明，河网水量模型的计算结果与实测数据吻合较好；河网水质模型也能较好反映河网内的污染物浓度，为“引江济太”实时调度提供了依据。     

基于水质水量耦合模型的湟水西宁市段生态流量计算及模拟分析

考虑未来枯水期湟水生态流量、水质将面临不稳定达标风险,提出量化计算与数值模拟相结合的方法确定满足水质水量目标的湟水西宁市段生态流量。基于实测流量、断面、污染源等现状调查及分析,采用不同频率最枯月平均值法、改进年内同频率展布法、生态水力半径法3种方法计算了湟水西宁市段生态流量,并与Tennant法的计算结果进行合理性分析比较。利用MIKE11水动力和水质模块构建了水质水量耦合模型,利用率定后的模型,以COD、NH3-N作为主要污染物指标,通过模拟不同生态流量下泄过程,分析了3种计算方法对应的下泄方案对湟水西宁市段水质的影响,优选出合理的生态流量的下泄方案,得出了满足水质水量需求的湟水西宁市段生态流量,为湟水西宁市段的水生态保护及区域水资源配置方案提供理论支撑。     

河流水质模型研究概述

阐述了研究河流水质的意义,对国内外河流水质模型研究进行了概述,在此基础上,探讨了今后河流水质的研究方向。     

水动力-水质模型在人工湖优化设计中的应用

以青海省德令哈市人工湖为例,介绍了MIKE水动力-水质耦合模型在人工湖引水流量及湖体形态优化设计中的应用情况。通过对人工湖形态的网格划分,在大量模拟方案的基础上,系统模拟了人工湖不同点位的水体交换完成时间,确定了2条引水渠道的引水流量和引水周期;通过人工湖"新"、"老"水体的对流扩散模拟,确定了湖体重污染潜在区域和富营养化高发区,为湖体形态和水体流态的优化提供了重要技术支撑;通过对风场叠加方案的模拟,为工程运行期间换水时机的选择提供了关键的参考依据。