城市街道峡谷中气态污染物扩散数值计算方法研究

选用不同的差分格式(Upwind, Hybrid, Hquick)对城市街道峡谷内部汽车污染物排放浓度进行了预测,并于风洞实验结果对比。研究表明,三种格式的计算结果和实验结果总体趋势一致,即背风面建筑物附近浓度远高于迎风面建筑物附近的浓度,地面附近浓度高于峡谷上方的浓度。相比之下,Hquick格式的预测性能最佳,应为首选。     

湘江长沙段的混合过程及其数学模拟

在大江大河中水质主要受对流及横向混合过程的影响,一维水质模型往往不再适用。本文在充分地研究了湘江长沙段水文水力及水污染特征的基础上,紧紧抓住质量、动量和能量守恒这条线推导出二维数值计算格式,对任意形状的河网及水质指标都能确保计算的稳定性和合理性,比各种有限差分格式都有重大改进。本文通过构造严格解,解析地验证了计算格式及程序的有效性;最后,对湘江长沙段COD实测资料进行了验证计算。     

京杭运河(杭州段)河网水质模拟

京杭运河杭州段河网属于典型的平原河网地区,根据平原河网的水流以及污染特点,利用一维对流扩散方程建立了该地区河网水质模型,采用全隐中心差分格式离散方程,并用追赶法求解。对京杭运河杭州段河网进行水质模拟,并利用2007年上半年常规水质监测断面水质监测数据对模型计算结果进行验证。验证结果表明水质模拟结果较为理想,模型能较为准确的反映河网水质变化趋势,可以用于该地区河网水质改善研究。     

一个三维水质预测模式在茂名近海的应用

通过建立一个三维陆架海数值模式来预报近海潮流、COD和油类浓度的对流扩散,并应用于沿岸海区—茂名近海海域的工程前期数值预测。预测结果表明,海区潮流的涨落与实测结果吻合;污染物在近海对流、扩散情形基本合理。这表明该模式可适合应用于河口、近岸等涉海海洋工程海域的流场及水质的三维数值预测,为相关的水动力环境要素和水质影响评价提供一定的参考价值。     

浦东开发区河网水动力学模型研究

文章应用的 Preismann 隐式差分格式,具有计算精度高,稳定性条件限制少,可为后续的河网水质模型提供完整的水力参数等特点。用这一隐式差分格式对圣维南方程组进行数值离散,采用双扫除法(追赶法)可推导出不同边界条件下的各种追赶方程。模型的计算结果与实测值的拟合程度较高。最后,通过计算结果分析了浦东开发区河网流场的基本特点,指出了该地区水环境容量较小的水动力学方面的原因,提出了改善水环境容量的方法。     

基于差分方程的河流污染物含量动态预测算法研究

为了解决河流的污染问题,需要预测河流中存在的污染物含量。将差分方程应用到河流污染物含量预测中,提出基于差分方程的河流污染物含量动态预测算法,构建水质模型反映污染物在河流中的迁移转化特征和规律,结合GM模型和灰色相关分析方法根据时间排序主要污染物、生活污水量和工业废水量,根据排序结果估算主要污染物、生活污水量和工业废水量的负荷总量,在估算结果的基础上结合水质模型构建污染物浓度方程,引入差分方程完成河流污染物含量的预测。实验结果表明,所提算法的预测效率高、预测结果准确率高。     

对流——扩散方程的二次插值差分解法

本文采用二次上风式插值方法(Quadratic Upstream Interpolation for Convective Kinematics,简称QUICK格式)对水质对流——扩散方程中心差分格式加以改进,使差分方程近似解与方程解析解达三阶近似,提高了近似解的精度和求解过程的稳定性。     

基于相空间重构理论的天津市近海水质混沌特性研究

针对我国近海水质污染呈现的复杂非线性特征,通过对混沌理论中的相空间重构方法进行研究,提出了一种新的完全基于环境监测数据的近海水质分析方法。以天津市近岸海域为例,首先,根据相空间重构理论,对近海各监测点的1维COD时间序列进行多维相空间重构,求得最佳嵌入维数mmin和吸引子关联维数D;然后,采用Wolf方法计算最佳嵌入维数mmin下重构相空间的最大Lyapunov指数λ1。计算结果显示各个监测点的关联维数D均在3.3左右,最大Lyapunov指数λ1均大于0,表明近海水质COD时间序列具有明显的混沌特征,近海水质系统是一个多维系统,貌似随机无规律的近海水质系统具有内在的、固有的规律。应用表明,该方法实用性强,为进一步采用混沌理论对近海水质进行预测提供了理论依据,非常有利于近海水环境的管理。     

水质模拟及趋势分析

根据洛河、伊河河流及流经地区特征 ,选择具有代表性的断面 ,选用一维河流有限差分水质模型 ,计算洛河、伊河 1 995～2 0 0 0年主要断面污染物浓度 ,并对其进行评价。采用季节性肯达尔检验法 ,对计算出的洛河、伊河 1 995～ 2 0 0 0年主要断面污染物浓度进行趋势分析 ,并分析其变化特征及形成原因     

河流水质随机预测与综合整治风险优化决策模型

本文将提出两个数理模型：已知上游来水及其各排污水河口废水流量及污染物浓度的均质及其变异系数，怎样计算控制断面达到各种水质目标的概率？即河流水质随机预测问题；给定控制断面水质目标及其达标概率，即随机风险水质目标的要求，怎样计算最优、较优等综合整治方案？即水污染综合整治风险优化决策问题。