陆源污染对伶仃洋水质影响的数值模拟

引入环境水力学数学模型，利用二维ADI法进行数值模拟，对伶仃洋水域的潮流运动和污染迁移扩散展开了研究，并成功地进行了验证计算。为河口的治理开发和伶仃洋的生态环境保护，提供了较好的数学模型。     

河道平面二维恒定流水力的数值模拟

采用有限元法建立了一种用于求解平面二维恒定流场的数学模型，并提出了一种处理固壁不可入边条件的方法。方程离散具有通用和严格的特点，对合成后形成的非线性方程组采用牛顿迭代法求解，一般仅需４－７次迭代便能获得稳态解。模型除经过各种典型情况的考题试算外，还用长江中游界牌河段的实测资料进行了验算，结果与实测值符合良好。     

弯曲河段水流水质二维数值模拟

弯曲河段水流水质受曲折岸线、水面横比降、复杂地形及相关水工工程等各种因素影响，是水环境问题研究中水动力及水质数值模拟计算的难点之一。采用调节因子为微分表达式的Poisson方程生成正交拟合曲线网格，较好地反映了弯曲河段实际岸线变化；计算模式引入双方程紊流模型，以对弯道产生的局部副流进行模拟，经长江三峡工程坝址河段水流水质的实例计算，取得了较为理想的效果。     

渉河大桥平面二维水流数值模拟

以某铁路涉河大桥为例,根据实测河道水下地形资料进行网格概化,以河网一维数学模型计算成果作为控制边界条件,利用MIKE21建立了平面二维水流数学模型,对渉河大桥对桥址河段流场变化进行分析。结果表明,遭遇50年一遇洪水时,桥墩附近的水流流向发生了改变,流速明显增大,会对河道堤防和河床产生冲刷。该方法可在渉河大桥二维水流数值模拟分析中推广应用。     

渉河大桥平面二维水流数值模拟

以某铁路涉河大桥为例,根据实测河道水下地形资料进行网格概化,以河网一维数学模型计算成果作为控制边界条件,利用MIKE21建立了平面二维水流数学模型,对渉河大桥桥址河段流场变化进行分析.结果表明,遭遇50年一遇洪水时,桥墩附近的水流流向发生了改变,流速明显增大,会对河道堤防和河床产生冲刷.该方法可在渉河大桥二维水流数值模拟分析中推广应用.     

平面二维动态水质数学模型

本文根据工业环境影响评价的需要，提出了一个平面二维动态水质数学模型，该水质数学模型以ＮＨ３－Ｎ，ＤＯ，ＣＯＤ为评价参数，考虑了大气复氧，ＣＢＯＤ和ＮＢＯＤ的降解和沉淀，底泥耗氧，温度等影响因素。针对具体评价河流，本文进行了模型参数的选取及灵敏度分析，并对该模型进行了验证与应用，结果表明该水质模型具有较高的计算精度和较强的预测能力，为工程环境影响评价提供了一个有力的工具。     

三峡水库调峰运行下的香溪河水动力二维数值模拟

为研究三峡水库调峰运行方式对库区支流香溪河水动力特性的影响,建立了非恒定流二维水动力模型.利用该模型计算了三峡水库在双峰调节运行方式下,香溪河的水位、流速、流量变化过程,分析了三峡水库调峰运行时导致的波动性对香溪河流场的影响程度.结果表明:水库调峰运行可以显著增强库区和支流的水位波动,促进水体交换.     

抽水蓄能电站竖井式出水口二维数值模拟

利用κ-ε紊流数学模型对某抽水蓄能电站上水库盖板竖井式出水口抽水工况进行了数值模拟。通过改变出水口体型，研究了孔口出流的均匀性、流速分布及出口的流动特性，指出弯道渐变段的设计对出流的均匀性起决定作用。研究成果为进／出水口体型的修改提供了依据，节省了三维模型试验的经费和时间。     

顺直河道采砂效应平面二维数值模拟

不规范的河道采砂对堤岸防护、通航及水工建筑物安全等均会产生较大影响.运用平面二维数学模型,概化河道采砂有关影响因素后,模拟并探讨了矩形采沙坑对河床产生的不同程度的影响.结果表明,沙坑改变了局部河道的水流结构和含沙浓度分布,在不同河段、不同方向上,沙坑对河床床面变形影响是不一样的.对沙坑变形影响的细致分析有助于进行科学采砂规划.     

黄浦江二维水质数学模型研究

本文建立了能真实模拟黄浦江弯曲地形边界的二维有限元水质数学模型，可有效应用于黄浦江水质的分析.     

二维水质模型参数的敏感性分析

建立了二维水量-水质耦合模型,并增加了随机函数生成模块与Regionalized Sensitivity Analysis(RSA)功能。以太湖总氮为例,运用RSA方法分析该模型参数的敏感性。结果表明:有机物沉降速率VS3最为敏感,对总氮模拟结果的影响较大;太湖各分区的参数敏感性不尽相同,如监测点平台山的可接受参数的敏感性顺序为:VS3KpzdK12K71K2VS4K2DGP1,而东太湖34参数的敏感性顺序则为:VS3VS4KpzdGP1K2DK12K71K2。说明模型参数的敏感性差异主要由于各分区的水质条件及水环境变化规律不同。本文确定的模型参数敏感性分析方法,可为水质模型的参数选取提供依据。     

模糊模式识别模型在钱塘江流域水质评价中的应用

依据环境污染与评价属于模糊概念这一客观实际，并基于陈守煜教授提出的模糊模式识别理论与模型，尝试建立钱塘江流域水质评价模糊模式识别模型。对钱塘江流域10个断面的水质进行了综合评价，得到了比较满意的结果。     

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。     

利用单纯形-粒子群算法识别二维河流水质参数

将单纯形-粒子群混合算法应用于分析二维河流横向扩散情况下的水团示踪试验数据,估计河流的横向扩散系数、断面平均流速和污水排放位置。数值试验结果表明:(1)加速因子c_1,c_2和参数初值取值范围综合影响粒子的搜索能力,当加速因子c_1=c_2=1.72时,有利于保持粒子的搜索能力;(2)在同样的条件下,混合算法的时间性能指标值小于单一的粒子群优化算法;(3)参数初值的取值范围对混合算法收敛性几乎没有影响;(4)混合算法可以有效地应用于河流水质数学模型参数识别问题。混合算法能改善粒子群算法在迭代后期出现的收敛速度慢、早熟的不足,是分析河流水质模型参数的一种有效方法。     

湖库水源选择性取水水质模型及应用

深水型水库作为城市重要供水水源,纵向上通常呈现明显的水质分层,不同水位出流水质不同。在优选纵向一维水质模型基础上,运用Matlab平台将模型程序化,开发了应用于选择性取水构筑物的出流水质预测软件;在西北某水库选择性取水塔的取水实例中,利用水库纵向水质数据,对温度、密度、溶解氧、电导率、氧化还原电位等13项出流水质指标进行了模拟验证,研究结果表明软件预测的出流水体的温度、溶解氧、电导率、pH、硬度、总氮指标与实测数据吻合,相对误差在10%以下,氨氮等指标预测误差较大。该软件可为深水型水源水库出流水质优化调度及水厂的运行控制提供参考。     

QUAL2Kw模型在新安江干流黄山段水质模拟中的应用

针对新安江干流当前水质状况与水生态功能分区要求不协调的问题,首先通过对流域内的12个监测站点多年水质监测数据进行模糊综合评价分析,确定水质现状并识别出各水质指标的污染贡献度矩阵。然后使用一维、稳态水质模型QUAL2Kw对河道水质进行模拟,在遗传算法校准得到参数集的基础上,对模型进行验证,最后根据水功能区划计算目标河道的环境容量。结果表明:QUAL2Kw模型可以很好地模拟现实水质状况,但模拟结果显示,新安江干流各河段的TN环境容量大部分为负值,污染现状不容乐观;水体对于TP则仍有少量的环境容量,但由于TP为限制因子,因此基于环境容量的营养盐污染控制亟需加强。     

三峡水库香溪河库湾水环境容量研究

三峡水库蓄水后,水库回水区的水文情势发生了显著变化,香溪河库湾受回水顶托,营养物质大量富集,致使该库湾的许多污染指标超标,直接威胁流域生态、经济的可持续发展.欲有效地改善香溪河库湾水环境质量,必须研究库湾的水环境容量,并以此作为污染防治的依据,对主要污染物实行总量控制.通过对香溪河库湾水质野外监测和数据分析,表明主要污染物为PO4、NH4.应用WASP水质模型,对三峡水库香溪河库湾进行水质模拟.根据水质模拟结果,采用解析法、功能区段首控制法定量计算出了香溪河库湾各功能控制区段的水环境容量,各控制区污染物应削减量或可新增加量,并初步地提出了一些相应的污染治理措施.     

数学模型在水质预测中的应用

拟建石佛寺水库位于辽河干流，属大型水利工程。在水库及下游河道水质主要污染物预测中，首次采用一维多点源稀释自净数学模型和完全混合式数学模型，定性、定量地模拟预测水库建成后水质变化规律。本数学模型适合辽河水系特点，较以往的数学模型更为合理和适用     

Application of Improved Comprehensive Water Quality Marking Index Method in Water Quality Evaluation of Pearl River EstuaryEI北大核心CSCD

To study the characteristics of water quality variation in the Pearl River Estuary during the recent years, the water quality in the Pearl River Estuary is evaluated and the tempo-spatial distribution characteristics of water quality is analyzed, based on data from 51 monthly collected water quality sampling points from 2018 to 2020, with evaluation indices filtered using principal factor analysis and improvement on traditional comprehensive water quality identification index method using combinatorial integration method.Results show that the comprehensive water quality identification index method combined with combinatorial integration method takes both excessive pollutants index and other indices into account, so as to obtain reasonable and reliable results, which means the method is suitable for large-scale watershed water quality assessment. The water qualities in all drainages tend to improve over the years, mainly from class of inferior Ⅴ to Ⅲ, which met the water quality goals in water environment function zones. The water quality in the western regions was slightly worse than that in the eastern regions.The river water quality in the Nanshan district was better than that in the Dakonggang district, however the improvement in river water quality in Dakonggang and Qianhai district was more significant. The water quality of the upstream was generally better than that of the downstream. Estuary water quality fluctuates greatly with the seasons, which was generally affected by sea water pollution and the tidal sluice operations. © 2022, Editorial Board of Water Resources Protection. All rights reserved.