大型潮汐河网水质模型的求解方法及其应用

用有限体积法对描述河流污染物运动规律的对流扩散方程积分，提出了一种处理潮汐河网汉道水质模拟的新方法；同时针对潮汐河网水质离散方程的特点建立了一种水质模型分级求解程式，实际应用表明：综合利用本文提出的汊道模拟方法及模型分级求解对于大型潮汐河网水质模拟不仅可以提高其模拟精度，而且具有极快的求解速度。     

河网水质模型的汊口处理

本文把河网划分成一系列的控制体积，把可以描述河网汊口水质变化的三维对流扩散方程在汊口控制体积积分，变量间的插值分布采用Ｐａｔａｎｋａｒ提出的幂函数，得出一个新的汊口离散方程，把汊口象河道控制体积一样处理，不仅可以考虑汊口的对流扩散效应，而且可以考虑汊口处的污染源排放和污染物降解。工程实际实用表明，这种汊口处理的方法非常有效。     

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.     

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。     

三角联解法力水质模型的糙率反演及面污染源计算

采用三级联解法建立河网的水量水质模型。在水量模型中，对糙率的率定作了改进。     

感潮平原河网水流水质计算模型应用研究

根据平原河网在不同水文时期关注的目标,应用建立的水流水质计算模型,对研究区历史发生的5场洪水水流进行了验证,并对现状枯水期水流和水质进行了计算。结果表明,模型对洪水水流预报和枯水水流及水质计算都能达到较高的精度。通过研究区河网水环境现状验证,提出了枯水期相应的水质改善方案,为地区河网水资源的综合利用及水环境管理提供了决策依据。     

温瑞塘河河网水质模型研究

利用MIKE11软件包，建立温瑞塘河水动力水质模型，对19个水文测点与38个水质测点连续5d的实测资料的验证结果表明，计算值和实测值吻合良好，相关指标的验证精度较高，可用于类似平原河网地区，以预测水质变化趋势与工程措施的有效性。     

WASP5水质模型在平原河网区的应用

以平原河网区水环境为研究对象,选择了WASP5系统作为平原河网水质模拟的基本工具,针对WASP5系统自带的DYNHYD5水动力模型功能的局限性,以及平原河网水力调控系统复杂的特征,选择了具有产汇流模拟、闸坝控制模拟及河网水流模拟等功能的三级联解平原河网水动力模型。通过利用C++语言编程,实现了三级联解平原河网水动力模型与WASP5水质模型的耦合,使之可以应用于平原河网水环境的模拟。并把研究成果运用到实际引调水工程中去,模拟引调水工程中不同实施方案下的环境效益,为引调水工程实施方案的确定提供了理论依据。     

复杂河网水质模型的研究与应用

复杂河网水系由于交错纵横、水流相对滞流的特征以及沿岸污染负荷(废水排放、生活垃圾、河涌淤积)的加大,使得水体受到不同程度的污染,对其进行治理刻不容缓。通过建立一维河网水质模型并将该模型应用于广东省佛山市北村水系河网中,通过计算分析,得出了该地区河道所有河段水力要素变化规律和污染物浓度的时空分布,为北村水系水环境的修复提供了技术支撑。     

喷灌系统优化设计混合模型及其求解方法

本文提出了喷灌系统优化设计的混合模型及其求解方法，对于该模型中管网优化块角结构线性规划子模型提出了新的算法，该方法在求解此类问题时比单纯形法快得多，这就与大中型喷灌系统的优化设计提供了可能。     

海域组合单元水质模型参数时空反演方法研究

将基于人工神经网络的数据驱动模型同水质模型有机结合,考虑模型参数的时域和地域差异性,建立海域组合单元水质模型参数时空反演的新方法:将研究海域划分为若干单元,模拟总时间划分为若干时段,敏感参数在各单元和各时段内独立赋值;通过水质模型计算多参数匹配设计的工况,构建海域内部观测点的解集;以数据驱动模型建立时空、空间、时间和非时空四种反演方式,并分别确立状态变量(污染物浓度)同多个控制变量(模型参数)之间的非线性关系;将实测资料带入关系中,进行模型参数随时域和地域动态变化的组合单元优化反演研究。以渤海海域水质模型多参数匹配反演为例,采用"孪生"实验验证参数组合单元时空反演新方法的可行性,结果表明该方法是有效的。     

利用单纯形-混沌优化算法确定河流水质模型参数

针对混沌优化算法收敛速度较慢的缺点,将单纯形算法和混沌优化算法结合,构造单纯形-混沌优化算法,并将该方法应用于分析一维河流水团示踪试验数据,求解河流水质模型参数的函数优化问题。结果表明,该算法可以有效确定河流水质模型参数,较单纯形法具有更好的收敛性、较混沌优化算法具有更快的收敛速度。     

基于一维水质模型的平原河网水环境容量计算

平原河网地区的水环境治理修复是一项艰巨复杂的综合系统工程,合理计算水体的水环境容量,对于确定水环境综合治理工程的规模尤为重要。以上海市闵行区某镇水生态修复三期工程项目研究区为例,通过构建一维水质模型计算了研究区各河段不同时期的水环境容量,分析了各河段水环境容量的时间变化过程,确定了平原河网水环境综合治理工程中的污染负荷削减比例,为水环境管理提供支持。     

基于汉口分类处理的平原河网水质模拟方法

在目前常用的平原河网水质模拟三级解法中,对所有汉口出口断面浓度均采用均匀混合假设,然而汉口处不同的水动力条件和来流水质使得均匀混合假设未必适用于所有的汉口.为修正传统方法中的这一理论不足,该文提出对不同类型的汉口进行分类,并基于不同的处理建立平原河网水质模型.较之传统的三级解法,该方法直接求解断面浓度,无需求解汉口处的浓度,可有效简化求解过程并提高精度.将模型应用于江苏昆山某河网,求解非恒定流条件下各断面的COD浓度.结果表明:在未采用均匀混合假设的汉口,出流断面浓度与传统模型的结果差异明显;该模型计算结果与实测值吻合较好,可应用于平原河网水质模拟.     

基于MIKE模型的梁溪河水质水量分析与应用

通过对梁溪河-大运河(京杭运河无锡段)河道、水利工程、水文及水质现状的现场查勘和资料收集,选用MIKE11模块,率定模型参数,构建梁溪河-大运河水量水质耦合模型,量化分析不同工况下调水引流对梁溪河和大运河水量水质的影响程度,模拟结果符合实际,表明MIKE模型可应用于无锡平原水网地区的水量水质研究.     

三角联解法水力水质模型的糙率反演及面污染源计算

采用三级联解法建立河网的水量水质模型.在水量模型中，对糙率的率定作了改进.提出在全河网将糙率分级，减少了参数数量，并用复合形法反演参数.对水质模型中生活面源的确定提出了更切实际的经验公式。     

QUAL2E模型在呼和浩特市水质模拟中的应用

呼和浩特市的地表水系由黄河干流和支流组成,以支流为主,整个地表水系统呈树枝状分布,水质污染严重。建立了呼和浩特市的河流水质模型,选用BOD5,CODMn作为模拟污染指标,给出模型关键参数的确定方法,应用QUAL2E模型进行河流水质模拟分析,检验QUAL2E模型参数。模拟结果表明,模型合理有效,能很好地描述河流的水质状况,可进一步为水环境规划提供有利工具和科学的参数依据。     

全数字摄影测量系统在水质模拟中的应用

在二维水动力学与水质模型开发的基础上，采用全数字摄影测量系统软件，将航测技术运用于河流水质模型的前后处理工作中，并根据模型特点进行改进，这项技术不仅增强了水质模型数据前后处理功能及提高工作效率，而且使计算结果能够直观、形象、生动地反映出来，为决策者提供可视化的决策信息，现已运用到多项环保科研中去，如湖南衡阳水污染事故调理，三峡水库水污染控制研究、三峡工程砂石料生产废水排放对长江水质的影响等，取得了较好的效果。