水质评价计算模型概述
摘 要：对于水质模型的类型进行了介绍，归纳了水质模型建立的具体步骤，对于今后水质模型的建立和应用有一定参考价值。
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1前言随着社会经济的迅速发展，人口急剧膨胀和生活水平提高，人类对河流、湖泊、水库、港湾等的污染日趋严重，严重地威胁着人类的生存和发展。水环境分析及预测，是搞好环境评价、规划、治理和管理的基础性工作，预测成果是否可靠，将直接影响环境保护工作的成败，显见这门学科在环境保护中具有非常重要的意义。2水质模型的类型 污染物排入江河湖库后，随着水体的水力、水文、物理、化学、生物等因素的综合作用，使排入水体的污染物浓度发生变化。为探索和掌握这些变化规律及其机理，人们从不同的角度建立了下列几个方面的水质模型。2.1按时间来分 稳态模型：数学表达式和输入条件等均不随时间变化。动态模型：数学表达式和输入条件等随时间变化。2.2按空间来分 1）一维模型：水质变量只考虑一维空间的变化，如中小河流的水质问题，其横向和垂直向均匀混合，仅考虑纵向变化的水质模型。2）二维模型：水质变量只考虑二维空间的变化，其垂直（横向）混合均匀，仅考虑纵向和横向（垂直）变化的水质模型，它使用于宽浅型江、河、湖、库水域的水质计算问题。3）三维模型：水质变量考虑三维空间的变化，它使用于排污口附近水域水质计算问题。 毕业论文 2.3按反应动力学来分 1）纯输移模型：它使模拟不随时间衰减的保守性污染物在水体中迁移规律的模型，如排污口附近水域污染物迁移，由于衰减量很小，因而可以忽略衰减因素，采用纯输移模型。2）纯反应模型：只考虑发生化学和生物化学反应的模型，适用于均匀混合长期的水质变化问题。 3）生化模型：描述有限空间中生物有机质与化学环境之间的关系。4）输移和反应模型：它使模拟随时间衰减变化的非保护性污染物在水体中运动规律次的模型，它不仅要考虑输移，也要考虑衰减。5）生态模型：描述生物过程的模型由于水体特征对生物过程影响很大，综合性的生态模型不仅要描述生物过程，还要描述输移和水质要素的变化。3水质模型建立步骤 为了较好地模拟污染物在水体中的迁移转化规律，一般采用下列程序进行水质模型的建立。3.1模型的概化 确定模型在时间和空间上的规模和范围，根据对研究系统的主要因素和各因素之间相互关系的识别，选择适当变量和对于所描述的系统做一些合理的近似假设。3.2模型的数学表达 用数学语言来描述系统中每一个因素的环境行为、过程和功能以及它们之间的相互关系；确定其范围内必须模拟的边界条件；确定表征系统相应的参数；制作模型的结构等模型数学表达的主要内容。 总结大全 /html/zongjie/ 3.3模型参数识别 在模型的概化和数学表达阶段，所选定的各种参数，对于所描述的系统不同，其参数也不同。模型参数识别的目的就是为了判明所确定的各种参数是否合理。如果识别出某些参数是无关紧要的，就可以从模型中去掉，只有那些重要的参数才必须包括在所需要建立的模型中。3.4模型灵敏度分析 模型的可变性是模拟过程所有阶段的基础，而模型的灵敏度正是这种可变的一种量度。模型灵敏度分析就是参数的变化对模型的影响程度，即在其他参数不变情况下，变动某一参数，检查函数的相应变化；如果函数值变化大，说明函数对这个参数灵敏度高。3.5模型的验证 用数学模型来模拟一个复杂的水资源系统，其模拟结果与水资源的实际情况之间存在着不可避免的误差。这种误差主要来自以下3个方面：1）模型概化的误差，即由于模型的结构与实际不符所引起的误差；2）由于取样和测量方面的误差，进而变成模型计算中的输入和输出误差；3）由于环境过程本身的随机性导致的误差，如果误差太大就会影响模型的实用值。3.6模型的应用 模型的应用步骤是：选择求解技术；变换数学表达式为适合于求解的形式；形成模型的输入和输出；应用已建立的模型解决实际问题。求解技术是模型实际应用的重要一环，一般的水质模型常用的求解技术有解析解和数值解两种。理论研究一般用解析解，工程技术问题一般用数值解较为方便。求解复杂的数学模型的解析解有困难时，就只能用数值解。 论文网 4结语数学模型是解决水资源保护规划定量问题所不可缺少的。水量、水质模型的建立可以为河流中污染物排放与河流水质提供定量关系，为评价预测和选择污染物控制方案以及制定水质标准和排放规定提供依据。随着计算机技术的日益发展，在计算机上进行数学模拟可以不受物理模型中模型相似准则的限制，具有较大的灵活性和适应性。数学模型还可以在短时间内完成各种方案的计算比较，这是物理模型所无法比拟的。特别是在进行多个预测方案比较时更能显示出数学模拟的优势。 论文代写。