湖泊水质数学模型的新探索

将河流BOD-DO和四氮的水质数学模型,转换成湖泊的水质模型。为验证转换的BOD-DO和四氮湖泊模型的合理性与可靠性,用相同的率定参数与同期的实测资料,对湖泊模型与转换成的模型分别进行计算比较。其计算成果与实测值基本接近,符合精度的要求。这证实了转换成的BOD-DO水质数学模型在理论上是成立的,可实际应用于类似的湖泊。     

扬州市城区水系补水优化调控技术研究——以二道河为例

以保障城市水体景现,控制城市水体黑臭、控制藻类繁殖为目标,以水体溶解氧为控制性指标,根据各条河道承受的溢流污水、雨水等外源污染和底泥污染释放内源污染,确定各条河道所需的补水量.对扬州市典型的内河(二道河)进行污染调查分析,利用多宾斯-坎普(Dobbins-Camp)BOD-DO水质模型,以COD代替BOD,计算保障河道水质达到V类水质(ρ(DO)≤2 mg/L,ρ(CODMn)≤15 mg/L)需要的补水量.结果表明,多宾斯-坎普水质模型可为扬州城区内河整治工程提供科学决策工具.     

描述北方河流封冻期BOD-DO动态的数学模型

本文定量地研究了北方河流封冻期BOD-DO的动态变化规律。提出了一种描述这一动态变化规律的数学模型形式,并且根据在图们江上收集到的实测数据,利用参数估计方法确定了模型中的耗氧系数K_1、复氧系数K_2和BOD沉淀-再悬浮系数K_3.通过实测数据对该模型进行检验的结果证明,它能较好地反映封冻期河流中的BOD-DO动态,可以做为这一时期水质预测与控制的基础。 用数学模型来描述封冻期河流中BOD-DO的变化规律尚属初次,所提出的模型结构形式仍有待于进一步完善。     

伊洛河水质模型与预报系统研究

本文从中国河流水文的具体情况出发,研究了水质变化的机制。在充分取得水质系统信息的条件下。进行了模型的选择、参数识别和分段动态水质模型的建立。考虑了天然河道中随机因素对水质的影响,引进模型随机误差来体现随机因素对BOD-DO浓度的影响,然后利用自适应技术自动校正河流状态估计和预报系统,应用卡尔曼滤波技术建立伊洛河水质状态估计和预报系统。这是从天然河道特点出发,引进数学计算技术改进和提高水质模型精度的尝试,结果是很令人满意的。     

下水道中微生物反应及水质转化的数值研究

以污染物对流扩散理论为基础,在分析下水道系统水环境中各种物理、化学和生物现象的基础上,结合活性污泥数学模型(ASM)的相关理论,建立了下水道系统的微生物和水质转化数学模型,该模型考虑了多个水质变量间的耦合计算及其相互转化和迁移过程。应用实验室实测资料对模型进行验证分析,计算结果和实测值吻合较好,表明该模型可为下水道系统的设计、水质评估等提供指导,也可为污水处理厂等提供前期水质参考。     

海域水质生态模型参数估计方法研究初探——以叶绿素参数估计为例

建立了海域水质生态模型参数估计新方法,将数据驱动模型理论同海域生态模型结合在一起,通过海域水质生态模型设计工况的计算构建海域内部观测点的解集,应用基于人工神经网络的数据驱动模型归纳建立状态变量(污染物浓度)同控制变量(模型参数)之间的关系,最后将实测资料带入上述关系反演模型参数最优解。以渤海海域水质生态模型叶绿素参数估计为例,采用"孪生"试验验证参数估计新方法的可行性,模型参数的校验结果表明该方法是有效的。     

二龙山水库水质富营养化趋势及削减规划研究

选用C_N,C_P(水库中氮、磷的平均质量浓度)2项指标作为契入点,以狄龙模型为基础,结合二龙山水库水质污染的具体特点,设计了一套适合于预测二龙山水库水质富养化的C_N,C_P模型,运用其预测了水库水质营养状态变化趋势并对水质富营养化进行了预评价.结果表明:2001-2050年二龙山水库水质总氮和总磷的质量浓度同步增长,但总磷的增长幅度远远大于总氮,水库水质富营养化逐渐加剧.最后,根据系统诊断模型计算了水库氮、磷营养盐的环境容量,并结合该地的实际情况提出了氮、磷污染物的削减规划方案.      

Visual Modflow模型在地下水污染模拟预测中的应用研究

选取中国东北部某地级市地下水源地补给区,研究地下水运动规律及水中所含污染物迁移转化规律,结合气象、水文、地质、水质等资料,在地下水水均衡计算的基础上,应用地下水有限差分软件Visual Modflow建立了地下水水流水质预测模型,并校正模型.提出的建议对研究区地下水多为战略用水,多属风险防控区,其次是需加强地下水环境准入,以生态红线标准管理,以及加快落实工业污染源、垃圾填埋场等污染防治责任.通过模型预测出未来一定时间段内的地下水流及水质变化情况,为当地政府提出地下水污染防治对策和措施提供了理论依据.     

黔江区供水水源地水质健康风险评价

以黔江区9个饮用水源地水质作为健康风险评价对象,选取2009年水质监测的部分资料,运用健康风险评价模型,对该地区9个饮用水源地经饮水途径造成的健康风险进行计算和评价.结果表明：饮用水源地健康风险主要来源于化学致癌物,其中以铬（六价）的风险值最大.     

海域水质模型参数动态反演方法研究初探

海域水质模型长周期数值模拟中,模型参数全时段统一赋值的方法忽略了参数随时间动态变化的物理特性,降低了模型的可靠性,增加了海域水质模型验证工作的难度.本文建立了将数据驱动模型和水质模型有机结合的参数动态反演的新方法:以水质模型多参数设计工况的数值模拟,构建海域内部观测点污染物浓度响应解集,并将解集划分为若干时段;应用基于人工神经网络的数据驱动模型归纳建立观测点每一时段内污染物浓度同多个模型参数之间的非线性关系;将实测资料带入关系中,进行模型参数随时间变化的动态反演.以渤海海域水质模型为例,采用“孪生”实验验证参数动态反演新方法的可行性,结果表明该方法是有效的,能够保证模拟周期内较高的数值精度,提高了模型的准确性.     

河流水质系统的灰色规划方法和应用

借助于河流水质灰色模型,可以对河流水质系统进行灰色规划。灰色规划考虑了实际河流水质系统中客观存在的不确知因素和偶然因素影响,概述了河流水质系统的灰色规划模型的构造、河流水质系统灰色规划模型的求解及其在四川沱江水质系统规划中的应用。     

河流水质系统灰色模型的识别、模拟和应用

借助于灰色系统理论的思想和方法可以构造河流水质灰色模型,根据实测水质资料可以识别出河流水质灰色模型中的最优灰参数,在此基础上,可以对河流水质系统进行灰色模拟。灰色模拟考虑了实际河流水质系统中客观存在的不确知因素和偶然因素影响。本文概述了河流水质灰色模型的构造、河流水质灰色模型的研究意义、河流水质灰色模型的灰参数识别、河流水质系统的灰色模拟及其在四川沱江水质系统模拟中的应用。     

阿什河流域水环境容量及污染物总量控制研究

根据阿什河流域的水质状况和污水排污现状,利用水质模型模拟了河流水质变化情况,应用完全混合条件下的水环境容量模型计算了规划水平年河道枯水期COD和氨氮的水环境容量,最后提出了阿什河流域的水污染总量控制相关措施建议.     

潮汐河流动态水环境容量计算方法探讨

基于目前采用的静态水态水质数学模型计算河流平均水环境容量的方法，难于满足感潮河流的动态水环境容量时变过程，且计算精度不高的情况，提出了潮汐河流动态水环境容量的计算方法和计算步骤，以满足感潮河流水质管理规划的需要。通过对某一感潮河流实际计算应用，表明这一新的计算方法在理论上与实践上是可行的。     

河流水质大系统灰色非线性规划的分解协调方法

对多排污口和复杂河系排污的水质规划问题进行了研究,探讨了河流水质系统的广义不确定性,建立了河水质灰色非线性规划模型。针对河流复杂排污体系的灰色非线性规划面临的高阶、高维和非线性问题,提出运用大系统理论分解协调方法解决上述问题。在此基础上,定义了灰凸集,灰凸函数,灰凸规划,证明了灰色非线性规划模型的厂广Ｋｕｈｎ－Ｔｕｃｋｅｒ条件。实例研究表明,本模型与方法合理、可信、适合于一般含灰参数非线性规划问题     

PMA-PP分析模型在内河水质科学评价中的应用

针对目前我国城市内河普遍遭到污染的问题,在分析影响内河水质因素的基础上,选取BOD5(五日生化需氧量)、CODcr(化学需氧量)、石油类、挥发酚、NH3-N(氨氮)、总磷等6个主要因素作为评价因子,建立了城市内河水质评价的投影寻踪分析模型,采用人口迁移算法对评价模型进行优化,并将该模型应用于南宁市10条内河水质的评价与排序。研究表明,用投影寻踪回归分析法进行水质评价,避免了传统评价方法由于主观原因造成的误差,评价结果合理可信、方法简单,为我国城市内河水质的评价提供了新途径。     

累积流量模型在河流水质管理规划中的应用

借助混合率与保存率的概念,将累积流量模型应用到河流水质管理规划中,提出了一个新的可考虑向扩影响的规划模型,并将水质管理目标定在取水口水质达标上。     

WASP—5系统及其述评

WASP5（The water quality analysis simulation program-5，水质分析模拟程序5），是EPA推荐使用的水质模型软件。该文介绍了WASP5的组成、功能、原理、应用步骤、适用范围、输入输出，并对其优缺点进行了评论，最后还介绍了WASP5在浦西河网水质模拟中的应用。     

城区地表径流面源污染和河道水环境治理的研究

河流为人类提供了多样的生态服务功能,然而城市化对河流生态系统健康状况造成严重的影响。随着点源污染的有效管理控制,非点源污染降雨径流己成为造成城市地表水环境污染的主要原因。为了改善河道水质,引调清水激活城市内河水体,提高河道的水环境自净能力,有效改善城市水环境。文章以南京河西水系为例,利用Saint-Venant方程组对水系建立一维水动力模型,并通过汇流结点水位法对方程组进行数值求解;对WASP5水质模型进行二次开发用于水质模拟;建立水质模型和一维河网水动力模型的耦合模型,将水动力模型计算所得到的水动力参数耦合到WSAP5水质模型中,模拟降雨过程以及引调清水过程的河网各河段的水质变量浓度,得出降雨径流对河流的污染程度以及引清冲污措施对河流水质改善的效果并优化调水过程。     

基于水流路径与景观单元相互作用的非点源污染模拟研究

从污染物进入受纳水体的载体水流着手,沿水流路径模拟污染物迁移过程中各景观栅格单元与周边景观栅格单元的相互作用关系,并将这种相互作用分为"推动"和"阻碍"两个方面,综合两种作用计算空间不同位置景观栅格单元污染物的入河迁移系数.同时,通过水文累积计算,获得河道水质空间分布特征.最后,以东北海伦地区4个子流域作为案例研究区,模拟得到流域污染源和水体污染程度的空间分布示意图,并利用2007、2008年10场降雨后流域出口的水质监测数据与模拟值进行了比较分析.结果显示,模拟N含量与监测TN值显著相关,模拟P含量与监测颗粒态P含量显著相关,表明该研究方法能定性地描述流域N、P污源染以及受纳水体水质时空分布特征.但模拟计算出的N、P含量均远远高于实测值,说明该模拟方法还需进一步改进以达到准确量化的目标.