水质模型简介

1、水质模型简介水质模型简介的主要方面水质模型简介的主要方面水质模型的概念水质模型的概念11 水质数学模型水质数学模型( (简称水质模型简称水质模型) )是水体中污染物随空间和时间迁移转化规律的描述,是一个用于描述物质在水环境中的混合混合、迁移迁移过程的数学方程数学方程,即描述水即描述水 体中污染物与时间、空间的定量关系。体中污染物与时间、空间的定量关系。 污染物质在水体中的运动变化包括平流输移、分散作用输移、反应衰减、底泥与水体之间的相互作用、复氧等。综合描述上述水质运动变化的最基本方程为对流扩散方程。BOD和DO是2个重要的水质指标, 它们具有耦合关系, 大多数水质模型以描述 BOD 和 DO

2、 为中心。 水质模型通常涉及到解基本方程的技术, 而其结果的可靠性不会超过所使用的方程的可靠性。它的求解一般采用有限差分法或有限元法等数值计算方法。 水质模型的正确建立依赖于对污染物在河流中迁移转 化过程的认识以及定量表达这些过程的能力。 水质水质模型的发展模型的发展历程历程11 1925-1960，SP模型，模型，BODDO耦合模型耦合模型 19601965，新发展，引进空间变量，动力学系数、温度，新发展，引进空间变量，动力学系数、温度 19651970，光和作用、藻类的呼吸作用，沉降，悬浮，计算机的应用，光和作用、藻类的呼吸作用，沉降，悬浮，计算机的应用 1970 1975，线性化体系，生

3、态水质模型，有限元模型，有限差分技术，线性化体系，生态水质模型，有限元模型，有限差分技术 最近最近30年，改善模型的可靠性和评价能力年，改善模型的可靠性和评价能力几几个常用的水质模型个常用的水质模型1.Streeter-Phelps1.Streeter-Phelps模型（模型（S-PS-P模型）模型）2.Thomas2.Thomas模型（忽略离散作用）模型（忽略离散作用）3.QUAL-3.QUAL-水质模型水质模型 S-P模型基本模型基本方程方程 DkLkdtdDLkdtdL211式中: L河水中的BOD值，mg/L； D河水中的亏氧值，mg/L，是饱和溶解氧浓度 Cs（mg/L）与河水中的实

4、际溶解氧浓度C（mg/L）的差值； k1河水中BOD衰减(耗氧)速度常数，1d； k2河水中的复氧速度常数，1d； t河水中的流行时间， d；S-PS-P模型模型S-P模型可以说是河流水质模型中使用最广泛、研究最深入的数学模型：预测某处DO和BOD浓度，计算允许排放的BOD浓度等。对一维静态河流，在SP模型的基础上考虑沉淀、絮凝、冲刷和再悬浮过程对BOD去除的影响，引入了BOD沉浮系数k3，DkLkdxdDuLkkdxdLu2131)(Thomas模型这些模型最初被用于城市排水工程的设计和简单的水体自净作用的研究ThomasThomas模型模型 由于排入河流中的污染物质，特别是营养物质，对于水

5、生生物的生存有密切的联系和影响，美国环境保护局特推荐使用QUAL-水质模型，该模型是一种较复杂的氧平衡生态模型，模拟下面1313种水质项目种水质项目，即温度，DO，BOD，藻类（以叶绿素a计），PO43-，NH3，NO2-，NO3-，大肠杆菌，一种可任选的可衰减物质和三种不衰减物质，并建立了差分法的求解技术。 QUAL-水质模型既可用于研究入流污水的负荷（数量、质量和位置）对受纳河流水质的影响，也可用于研究非点源问题。它既可作为稳态模型使用，也可作为动态模型使用，用于研究藻类的生长和呼吸作用引起的DO的昼夜变化，或探索冲击负荷（如泄露或季节性、周期性排污）的影响。QUAL-QUAL-水质模型水

6、质模型水质模型常用软件水质模型常用软件331.一维模拟软件WASP（Water Quatity Analysis Simulation program）是美国国家环保局开发的水质模型软件，从20世纪80年代起不断改进，目前最新版本为WASP7.02.二维模拟软件 FEWMS（the Finite Element Surface Water Modeling System） 最初是为美 国联邦高速公路管理开发的平面二维水动力模型 ， 适用 于稳态和动态 的河流 、 河口 、 海港。 3.三维模拟软件EFDC（Environmental Fluid Dynamics Code）和HEM3D（HydrodynamicEutrophicationModel 3D） 是用于模拟河流 、湖 泊 、水库 、湿地 、河 口 和 近岸海域的三维水动力 及水质模型 。水质模型的水质模型的发展趋势发展趋势331.模型不确定性的分型2.基于人工神经网络的水质模型3.基于地理信息系统的水质模型的研究1廖招权,刘雷,蔡哲. 水质数学模型的发展概况J. 江西化工,2005,01:42-44+74.2李金. 水质模型发展概述J. 环境科学与管理,2012,S1:57-60.3万