水质评价模型1
S-P水环境模型
水质完全混合数学表达式：
式中：Qp—污水排放量，m3/s；cP—污染物排放浓度，mg/L；
DP—污水中溶解氧亏量，mg/L；Qh—上游来水流量，m3/s；
ch—上游来水污染物浓度，mg/L；Dh—上游来水中溶解氧亏量，mg/L；
2.S-P模型
S-P模型的基本方程为：
DO=DOf-D
式中：c—河流的BOD沿程浓度，mg/L；co—计算初始断面的BOD浓度，mg/L；
k1—河流的BOD衰减(耗氧)速度常数，1／d；x—河流的沿程距离，m；
u—河流断面平均流速，m／s；D—河流的亏氧量，mg/L；
DO—计算初始断面的亏氧量，mg/L；DO—河流的溶解氧g/L；k2—河流的复氧速度常数，1／d；
T—河水的温度，℃。
3.S-P模型的临界点
根据S-P模型绘制的溶解氧沿程变化曲线称为氧垂曲线，如图所示。氧垂曲线的最低点C称为临界氧亏点，临界氧亏点的亏氧量称为最大亏氧量Dc。沿河水流动方向，最大亏氧量Dc和临界氧亏点距污水排放口的距离xc：
第2章 河流水质模型1
• 忽略弥散所用，可得 L L Streeter-Phelps模式 u K1L
x t O O u K1L K 2 (Os O ) x t D D u K1L K 2 D x t
C0
C2 Δx
C3
C4 Δx
Ci
C0 k1V 1 Q
i
C0 k1 x 1 u
i
C1
C2
C3
C4
C5
图6-2 由多个零维静态单元河段组成的顺直河流水质模型
2.一维水质模型
一维河流静态水质模型基本方程
dC d C ux Dx KC 2 dx dx
K1 Lx 1 (1 x ) Lx u K1 K2 Dx 1 Lx x (1 x ) D x u u
例题2
• 一个改扩建工程拟向河流排放废水，废水量q＝ 0.15m3/s，苯酚浓度为30μg/L，河流流量Q＝ 5.5m3/s，流速u＝0.3m/s，苯酚背景浓度为 0.5 μg /L，苯酚的降解（衰减）系数K＝0.2d-1，纵向分 散系数Dx＝10m2/s，横向剪切分散系数Dy＝1 m2/s ，河道宽100m。求排放点下游10km处的苯酚浓度
这两个方程式是耦合的。当边界条件
时，S-P模式的解析解为:
L L0 , x 0 O O0 , x 0
L L0e k1x /u k1L0 k2 x / u k1 x / u k2 x / u (e e ) D D0e k2 k1
1. 均匀流场中的扩散方程
C 2C C Dx ux 2 t x x
环境影响评价 水环境影响评价水质模型
持久性污染物；
河流为非恒定流动；
连续稳定排放；
对于非持久性污染物，需要采用相应的衰减模式。
4、 河流混合过程段与水质模式选择
预测范围内的河段可以分为充分混合段，混合过程段和上游河
段。
充分混合段：是指污染物浓度在断面上均匀分布的河段，当断
面上任意一点的浓度与断面平均浓度之差小于平均浓度的5%时， 可以认为达到均匀分布。
①岸边排放
c(x, q)
ch
H
cpQp
M q x
exp
q 22 4M qx
exp
(2Qh q)2 4M q x
式中：q=Huy
Mq=H2uMy c(x,q)－(x,q)处污染物垂向平均浓度，mg/L； Mq－累积流量坐标系下的横向混合系数； 适用条件：
弯曲河流、断面形状不规则河流混合过程段；
，
t
0 e t
eQ V K1 t 0
如 t 0
,则 t
1
ln 1
溶解氧模型
dDO dt
Q V
(DO0
DO)
K2
DOs
DO
R
其中
R rA B
（上模型方程没有考虑浮游植物的增氧量和排入湖或库的废水 带入的氧量。）
习题：P101： 3
4－4 水质模型的标定
混合系数估值
经验公式 • 流量恒定、河宽大、水较浅、无河湾的顺直河流：
M y xu
exp(
uy2 4M y x
)
exp
u2B
4M y
y x
2
2、非岸边排放
c(x,
y)
exp
K
x 86400u
c h
水质评价方法
水质评价方法水质是我们日常生活中一个非常重要的指标，它直接关系到我们的健康和生活质量。
水质评价是对水体的质量进行检测和判断的过程，通过评价水质，我们可以了解水体中的各种污染物质含量及其对人体和环境的潜在风险。
本文将介绍几种常见的水质评价方法。
一、物理指标评价法物理指标评价法是通过对水体的温度、色度、浑浊度等物理性质进行测定，来评价水质的好坏。
这种方法相对简单、直观，并且能够快速对水质进行初步判断。
例如，通过测量水体的透明度和浑浊度，可以初步判断水体中是否存在悬浮颗粒物，从而判断水质是否受到污染。
二、化学指标评价法化学指标评价法通过测定水体中各种化学物质的含量，来评价水质的好坏。
常用的化学指标包括溶解氧、pH 值、电导率、氨氮、硝酸盐等。
例如，溶解氧是评价水体中的氧气含量的重要指标，通常可以间接反映水体中的有机污染物分解程度以及生物活动情况。
三、生物学指标评价法生物学指标评价法通过对水体中生物种类、数量、活动和分布等进行观察和测定，来评价水质的好坏。
这种方法主要应用于水体生态环境的评价和监测。
例如，通过观察水体中藻类的生长情况，可以初步了解水体中的营养盐含量和蓝藻等有毒藻类的存在情况，从而评价水质是否受到富营养化的影响。
四、综合评价法综合评价法是将多种评价指标结合起来，综合考虑各种因素对水质的综合影响。
这种评价方法相对更加全面和准确，但需要较为复杂的仪器设备和专业知识。
例如，通过测定多种物理、化学和生物学指标，并根据权重系数对不同指标的重要性进行评估，可以得出一个综合评价结果，从而判断水质的好坏。
需要注意的是，不同的水体类型和用途对水质的要求是不同的，所以在评价水质时需要考虑到具体的情况。
此外，水质评价也需要根据水质标准和相关法规进行判断和比较，以确定是否符合相应的标准要求。
综上所述，水质评价方法包括物理指标评价法、化学指标评价法、生物学指标评价法和综合评价法。
通过综合运用多种评价指标和方法，我们可以全面、准确地评价水质的好坏，从而采取相应的措施来保护和改善水体的质量。
水环境质量评价
渔业
55
—
30
6.0-9.0
—2000
—
—
—
—
+
—
—
—
—
农业
果树 蔬菜 工业
—
+
+
5
—
5
6.0-8.5
6.5-6.8
—
—
500
500
—
10
45
10
—
250
+
250
+
250
10
0.4
—
250
30#
— —
/
/
18
6.2-8.6
—2000
500
100
28
250
1
/
0.7
250
平均
注：(—)有争论，(+)没有特殊限制，(/)因为存在(+)而没有确定，(#)假定农业用途是指农场和灌 溉用。
北京西郊水质质量系数分级
级别 清洁 微污染 轻污染 中度污染
2019/1/12
P值 <0.2 0.2-0.5 0.5-1.0 1.0-5.0
级别 轻重污染 严重污染 极严重污染
P值 5.0-10.0 10.0-100 >100
第六章 水环境质量评价
2. 综合型指数（均值型指数）
其中
1 n I Pi n i 1 Ci Pi Si
Ci—污染物i的实测浓度； Si—水环境质量标准中污染物i在某种功能情况 下的标准值； n—污染物的种类。
2019/1/12
第六章 水环境质量评价
根据综合指数水环境质量分级标准见下表
2019/1/12
水环境质量评价的普适指数公式
水环境质量评价的普适指数公式水环境质量评价的普适指数公式是一种用于综合评价水环境质量的指标体系，可以客观地描述和评估水体的污染状况和变化趋势。
它包括了水体中的物理、化学和生物参数，通过量化和综合这些指标，可以得出水环境质量的普适指数。
普适指数公式的基本形式如下：E=∑(Wi×Pi)其中，E表示水环境质量的普适指数，Wi表示第i个指标的权重，Pi表示第i个指标的评分值。
在具体应用中，可以根据实际情况选择适合的指标和权重。
以下是一些常用的指标和权重在公式中的应用示例：1.溶解氧指标（Wi=0.1）：溶解氧是反映水体中氧气含量的重要指标，对于维持水体中的生态系统和水生生物的生存至关重要。
溶解氧的评分值可以根据检测结果来确定。
2.化学需氧量（COD）指标（Wi=0.2）：COD是衡量水体中有机污染物含量的重要指标，其评分值可以根据检测结果来确定。
3.氨氮指标（Wi=0.15）：氨氮是评价水体污染程度的重要指标之一，其评分值可以根据检测结果来确定。
4.水体透明度（Wi=0.05）：透明度是反映水体中固体悬浮物含量的指标，对于评价水体浑浊程度有着重要的影响。
5.消化率指标（Wi=0.2）：消化率是评价水体中有机物降解能力的重要指标，可以通过实验数据来获得。
6.生态指数（Wi=0.3）：生态指数是评价水生生物多样性和水生态系统功能的重要指标，可以通过调查和采样分析获得。
公式中的权重可以根据实际需求进行调整，体现了各个指标在整体评价中的重要性。
根据不同的评价目标和要求，可以对指标和权重进行调整和优化，以得到更准确和可靠的水环境质量评价结果。
需要注意的是，水环境质量的评价不仅仅依赖于指标和权重的选择，还需要合理的采样和监测方法，并在评价过程中考虑到环境因素的影响。
只有综合考虑各个因素，才能得出准确和科学的水环境质量评价结果，为水环境保护和管理提供科学依据。
长江水质评价和预测的数学模型
长江水质评价和预测的数学模型长江水质评价和预测的数学模型随着经济的快速发展和人口的增加，水资源的保护和水环境的管理变得越来越重要。
长江作为中国重要的河流之一，其水质评价和预测对于保护水资源、改善水环境至关重要。
通过建立数学模型，可以更好地评价长江水质状况，并预测未来的发展趋势，为水资源管理部门提供科学依据。
数学模型是将现实问题建模为数学问题，并通过数学方法对其进行求解的一种方法。
在长江水质评价和预测中，可以利用数学模型对多种变量进行分析，包括水质指标、水质污染源、气象参数等。
下面我们以长江水质中主要污染物总氮为例，来介绍一种常用的数学模型。
总氮是长江水质评价中常用的指标之一，其来源主要包括工业废水、农业面源污染等。
首先，我们需要收集一定时期内的总氮浓度数据，建立时间序列模型。
时间序列模型是一种将数据按时间顺序排列，并分析其随时间变化的规律的方法。
通过对时间序列数据的分析，我们可以更好地了解总氮浓度的变化趋势和周期性。
在时间序列分析中，最常用的方法是ARIMA模型。
ARIMA模型是一种自回归滑动平均模型，通过对时间序列的平稳化、分解和模型拟合来预测未来的走势。
对于长江总氮浓度数据，我们可以首先对其进行平稳性检验，确定是否需要进行差分操作来使数据平稳化。
然后，根据平稳化后的数据，通过自相关函数和偏自相关函数的分析，确定ARIMA模型的阶数。
在获得ARIMA模型阶数之后，我们可以进行模型的拟合和检验。
通过将拟合结果与原始数据进行比较，可以评估模型的准确性和预测能力。
如果模型合适，并通过误差分析和稳定性检验的验证，我们可以利用该模型对未来一段时间内的总氮浓度进行预测。
除了时间序列模型，还可以利用多元回归模型来评价长江水质中总氮的变化趋势。
多元回归模型是一种通过对多个自变量和因变量之间的线性关系进行建模的方法。
在长江总氮的研究中，我们可以考虑多个因素，如流域面积、降雨量、人口密度等，作为自变量，总氮浓度作为因变量进行建模。
水质模型计算题
x=1km 处的BOD5和DO值。
具有排污口的河段BOD-DO水质模型：
BOD5：
B2
B1
1
0.0116
K1 U
x
0.0116B
B* B1Q
DO：
c2
c1
1
0.0116
(
K1
B1
K c1U
2
D1)Βιβλιοθήκη x0.0116
C* c1Q
河流稀释比
������
=
������ ������+������
80
= 4.2 × 107������/������ = 4.2 × 104������������/������
−0.5×1
（1）BOD5 ： Bx=1=20 x ������ 20 =19.51mg/L
（2）氧亏量：
Dx=1=10..05−×02.05 ×
−0.5×1
−1.0×1
������ 20 − ������ 20
−1.0×1
+ 1 × ������ 20 =1.43mg/L
（3）临界氧亏量：
cx
c0
u exp
2Ex
1
1
4kEx u2
x
带入 c0=20mg/l，U=20km/d，K=2d-1，Ex=1m2/d 得 x=1km时， cx=1=18.10mg/L
x=3km时， cx=3=14.82mg/L x=5km时， cx=5=12.13mg/L
第五章 水质模型 课后题详解
环境水利学
1.一均匀河段，有一含BOD5的废水从上游段流入，废水流量q=0.2m³/s， 相 应 c2=200mg/L ， 大 河 流 量 Q=2.0m³/s ， 相 应 c1=2mg/L ， 河 流 平 均 流 速 U=20km/d，衰减系数K1=2d-1，扩散系数Ex=1m2/d，试推算废水入河口一下 1km，3km，5km处的BOD5浓度值。
河流水质1号模型探讨
１ 河流水质模型的研究进展
从 １２ 年美国的两位工程师Ｓｒｃｅ和 Ｐ ｅ ｓ ９５ ｔ ｔｒ ｈ ｌ 提出水体氧平 ｃ ｐ 衡模型的最初形式开始， 水质模型的发腱经历了简单氧平衡模型、
不管水流是稳态或非稳态，都有 多种形式的 Ｓ ｉｔＶ ｎ ｎ 方程 ａｎ ｃ ａ ｔ
或其近似表达与其对应 。目前 研究时 ， 人们常使用稳态缓变流
有 帆 氨
Ｃｈ１ －－ ａ
首先， ＵＡ ２ Ｑ Ｌ Ｅ只适用于模拟稳态流的点源污 染问题 ， 在模 拟河水流量以及污染负荷瞬时变化等非稳态情况时 ， 模型将暴露
其 局 Ｉ性 ， 且存 模拟暴 Ⅲ 、洪水 等 造成 的非 点源污 染时 ，这种 ５ ｂ ｝ 并
绿 色桕 物
ＯＲ Ｇ Ｉ
磷循 环 。ＱＵＡ ２ Ｌ Ｅ模型是 目前世 界上 最著 名的河流 水 质模型１４ ３Ｉ ，，
ＷＡ Ｐ，美国陆军工程兵水文团的 ＨＥ Ｓ Ｃ等。随着各种水污染控
制法律的不断出现 ， 水质模型逐步成为水环境管理决策环节中不 可或缺的辅助工具。简言之， 运用系统分析技术进行水污染控制 系统的规划 已经成为现代水质管理的一个特点 ， 水质模 型埘整个
规 划过 程起 着至关 重要 的作 用… 。
其应用也最为广泛 ，图 １ 捕述了ＱＵ ２ ＡＬ Ｅ模型的各个反应过程。 除了埘生化反应模型的不断完善， 水动力学模型的发展目前 也已比较成熟 河 水流动用连续和动域方程描述 。 动彗方程也称 为 Ｎａ ｉ — ｔｋ ｓ ｖｅ Ｓｏ ｅ 方程或 Ｒ ｙ ｏｄ 方程。水动力学模型的实际 ｒ ｅ ｎ ｌｓ 形式取决于在表征紊流时所做的假设， 方法变化从将漩涡粘性作 为已知参数到利用所谓的 Ｋ一￡ 理论１ 。对于水质问题 ，大多使 用著名的交叉分 步积分 （Ｄ） ａｎ ｃ ａ ｔ １ Ｓ ｉｔＶ ｎ ｎ 方程或其近似表达 ，
1ntu浊度
目录
• 引言 • 1ntu浊度概述 • 1ntu浊度与水质的关系 • 1ntu浊度的控制措施 • 研究展望和挑战 • 参考文献
01
引言
研究背景和意义
1ntu浊度是水质检测中的重要指标之一，用于衡量水样的浑浊程度。浑浊度是水样中悬浮物和胶体物质的含量，对水体的外 观、口感和安全性具有重要影响。因此，研究1ntu浊度的测量方法和影响因素具有重要意义。
研究目的
通过对不同来源和性质的悬浮物和胶体物质进行分析 ，探讨1ntu浊度的测量方法和影响因素，为水体保护 和水质监测提供科学依据。
研究方法
本研究选取了不同来源和性质的悬浮物和胶体物质进 行实验分析，包括天然水、自来水、污水处理厂出水 、沉淀物等。采用1ntu浊度计测量水样的浊度，并记 录数据。同时，对水样进行化学分析，包括总悬浮物 、可溶性有机物、重金属离子等指标。通过对这些指 标的分析，可以了解不同来源和性质的悬浮物和胶体 物质对1ntu浊度的影响。
加。
悬浮物和胶体物质
悬浮物和胶体物质是影响1ntu浊 度的主要因素。它们来自土壤侵 蚀、工业排放、农业活动等自然
和人为因素。
03
1ntu浊度与水质的关系
1ntu浊度与水体污染物的关系
1ntu浊度是衡量水质的重要指标之一，它与水体中的污染物 含量有密切关系。当水体中含有大量的悬浮物、有机物、无 机物等污染物时，会导致水体浊度增加，反之则降低。
02
1ntu浊度概述
1ntu浊度的定义
01
02
1ntu浊度是一种水质指标，用于衡量水样中悬浮物和胶体物质的含 量。它表示每升水中含有1纳克（ng/L）悬浮物和胶体物质的浊度。
1ntu浊度是一种国际通用的水质指标，被广泛应用于水处理、环保 、农业等领域。
2 一维水质模型的建立及求解
Ａ ｘ ｅ
一 ｕ ａ ｔ ） 十七几 。 炙 ， 一 ， 尸 ＋ Ｋ ， ａ ｔ ）
， ．， 五 ａ ｔ
Ａｘ ＇ ２ Ａ ｘ ＇ （ ５ － １ ０ ｂ ）
＝ ａ Ｃ 二 ： ＋ 那夕 十 厂ｌ ＋ ，
式中
“ ＝吸 —
， ｕ ａ ｔ ａ ｔ Ｅ，
＋ ８ Ｃ Ｑ 一 与（ Ｅ ， 十 Ｅ ， 十 Ｅ ， ） 与＋ Ｔ Ｓ ， Ａ
８ ｘ 一 ” － 一８ ｘ －一 式
￣ ，
－
ｌ＋１ 中
Ｃ 式
ａ＝Ｌ 甲 ， － ， １ △ｘ｀
， Ａ ｔ Ｅ，
ｕ Ａ ｔ 一Ｌ － ） ６ ＝（
△尤
Ｙ＝ ｌ １ 一—
稳定性条件：
一 一 一 一
ａ Ｃ 二 ： 十 床一 二 １ 十 厂尸
＿Ｅ 山
△工‘
一， ＆ ， Ａ ｔ ）
ｕ Ａ ｔ Ｅ Ａ ｔ ，
然河流，常采用下列方程：
丝＝ Ｋ ， （ Ｏ ｝ － Ｏ ） 一 Ｋ ， Ｄ ｄ ｔ
水中溶解氧的饱和浓度与水温有关，可用下列经验公式计算， ｓ Ｏ
４ ６ ８
（ ５ －７ ）
式中， ０为水中溶解氧 （ Ｄ Ｏ ） 浓度； Ｏ ： 为水中溶解氧的饱和浓度； Ｄ ＝ Ｏ ， － Ｏ 为溶解氧饱和差，即氧亏；Ｋ ２ 为复 氧系数。
乃 刀
ａ ｋ － ２
０
之 －ｌ
‘ 备 扣
十
ａ
」
＝ ９ １ 一 ｌ ｗ Ｗ １ Ｃ Ｚ ｎ ｆ ｌ
日 其
对于ｉ ＝ ２ ， ・ 一 ， ｋ 一 １
Ｃ 尸＝
Ｓ一 ａ ｉ ｇ ｉ － １ 其中９ １ ， ｗ ； ＝ 一 共一 戏一 ａ ｉ ｗ ， － ｌ Ｐｉ 一ａｉ ｗｉ ＿ ｔ
SWAT水文模型
SWAT水文模型介绍1概述SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型是美国农业部（USDA）农业研究局（ARS）开发的基于流域尺度的一个长时段的分布式流域水文模型。
它主要基于SWRRB模型，并吸取了CREAMS、GLEAMS、EPIC和ROTO的主要特征。
SWAT 具有很强的物理基础，能够利用GIS和RS提供的空间数据信息模拟地表水和地下水的水量和水质，用来协助水资源管理，即预测和评估流域内水、泥沙和农业化学品管理所产生的影响。
该模型主要用于长期预测，对单一洪水事件的演算能力不强，模型主要由8个部分组成：水文、气象、泥沙、土壤温度、作物生长、营养物、农业管理和杀虫剂。
SWAT模型拥有参数自动率定模块，其采用的是等在1992年提出的SCE-UA算法。
模型采用模块化编程，由各水文计算模块实现各水文过程模拟功能，其源代码公开，方便用户对模型的改进和维护。
2模型原理SWAT模型在进行模拟时，首先根据DEM把流域划分为一定数目的子流域，子流域划分的大小可以根据定义形成河流所需要的最小集水区面积来调整，还可以通过增减子流域出口数量进行进一步调整。
然后在每一个子流域内再划分为水文响应单元HRU。
HRU是同一个子流域内有着相同土地利用类型和土壤类型的区域。
每一个水文响应单元内的水平衡是基于降水、地表径流、蒸散发、壤中流、渗透、地下水回流和河道运移损失来计算的。
地表径流估算一般采用SCS径流曲线法。
渗透模块采用存储演算方法，并结合裂隙流模型来预测通过每一个土壤层的流量，一旦水渗透到根区底层以下则成为地下水或产生回流。
在土壤剖面中壤中流的计算与渗透同时进行。
每一层土壤中的壤中流采用动力蓄水水库来模拟。
河道中流量演算采用变动存储系数法或马斯金根演算法。
模型中提供了三种估算潜在蒸散发量的计算方法—Hargreaves、Priestley-Taylor和Penman-Monteith。
每一个子流域内侵蚀和泥沙量的估算采用改进的USLE方程，河道内泥沙演算采用改进的Bagnold泥沙运移方程。
第四章-水环境质量评价
S为监测总项数；Wj为污染级别；C超标项数 （5）综合污染指数
注：用两个最小评 分值之和除以2， 商为奇数则进为偶 数，该数所超级别 评价水质。
注：综合污染指数
n为监测点数，bj为 监测点j所控河段长 度占总长度的比例， wj为污染等级
4、分级评分法
这是国家环保总局标准处曾经推荐的一种方法。 （1）评价标准以《地表水环境质量标准》和《污染水质分
A=BODi/BOD0+CODi/COD0+NH3-Ni/NH3-N0+ （DO饱-DOi）/ （DO饱- DO0）
式中， DO饱-实测水文条件下中饱和溶解氧浓度
在计算时，根据黄浦江的具体情况，各项标准规定如下：
BOD0=4mg/L；COD0=6mg/L;NH3-N0=1mg/L; DO0=4mg/L。定A≥2作为开始
A=BODi/BOD0+CODi/COD0+NH3-Ni/NH3N0-DOi/DO0
式中：A-综合污染评价指数
BODi、BOD0-BOD的实测值和评价标准 CODi、COD0-COD的实测值和评价标准 NH3-Ni、NH3-N0的实测值和评价标准 DOi、DO0的实测值和评价标准
上面的式子也可改写成：
例题
南京某三类水域，通过实测得以下水质指标：
水质指标 总砷 挥发酚 总氰化物 铬（6价） 总汞
实测值 （mg/L）
0.025
0.005
0.1
标准值 （mg/L）
0.05
0.005
0.2
权重
0.2
0.2
0.1
0.01 0.0001
0.05 0.0001
0.2
0.3
试判断该水域的环境质量。
水质评价报告模板
水质评价报告模板一、引言水质评价报告是对水环境质量进行科学评价的重要工具。
它主要通过对水样的采集、分析和评价，旨在了解水体的水质状况，为水资源的合理利用和保护提供依据。
本报告将介绍水质评价的一般步骤和方法，并结合具体案例详细探讨水质评价的过程和结果。
二、水质评价的步骤和方法2.1 水样采集水样采集是水质评价的首要步骤，它要求获取代表性的水样以反映水体的真实情况。
常见的采样方法包括表层采样、垂直采样和横断面采样等。
在采样过程中，需注意采样容器的选择、采样地点的确定以及现场测试等因素。
2.2 水样分析水样分析是水质评价的核心环节，通过对水样中各种物理、化学和生物指标的测定，可以获得水质的定量数据。
常见的水样分析项目包括水温、溶解氧、pH值、浊度、氨氮、总磷、总大肠菌群等。
分析过程中需要严格控制实验条件，确保结果的准确性和可靠性。
2.3 指标评价指标评价是根据水样分析结果对水体质量进行评价的步骤，通过与相应的水质标准进行比较，判断水质的优劣程度。
常用的评价方法包括单项指标评价、综合指标评价和污染指数评价等。
评价结果可以直观地反映水质问题，并据此制定治理措施。
2.4 结果解读结果解读是水质评价的最后一步，通过对评价结果的分析和解释，可以得出对水体的质量状况和水质变化趋势的认识。
在结果解读中，应将评价结果用直观的图表和数据进行展示，并进行合理的解释和讨论。
三、水质评价案例分析3.1 案例背景本案例选取某城市的主要供水河流作为研究对象，以探讨其水质状况及变化趋势。
3.2 水样采集在该河流的10个不同位置进行了横断面采样，每个位置采集了3个表层水样和3个底层水样，共计60个水样。
采样容器选择塑料瓶，并在采样现场进行了水温、pH值和溶解氧的现场测试。
3.3 水样分析将水样带回实验室进行了多种物理、化学和生物指标的测定，包括浊度、氨氮、总磷、总大肠菌群等。
实验过程中采用了标准方法，确保结果的准确性和可比性。
3.4 指标评价将水样分析结果与国家相关水质标准进行比较，得出了各指标的评价结果。
WASP 水质模型功能及应用
ｗａ ｔ ｅ ｒ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｐｒ ｉｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈｅ Ｗ ＡＳ Ｐ ｗｅ ｒ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｒ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ，ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ａ ｔ ｈ ｏ ｍｅ ａ ｎ ｄ ａ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ ｗｅ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗｅ ｄ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ ：Ｗ ＡＳ Ｐ；ｗａ ｔ ｅ ｒ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ；ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｒａ ｇ ｍ
ｔ ｏ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｐ ｏ ｎ ｄ ｓ ，ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍｓ ，ｌ ａ ｋ ｅ ｓ ，ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ ｓ ，ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ，ｅ ｓ ｔ ｕ ａ ｉ ｒ ｅ ｓ ，ｃ ｏ ａ ｓ ｔ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｂ ｏ ｄ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ ａ ｎ ｄ ｕ ｎ ｓ ｔ ｅ ａ ｄ ｙ
海洋环境水质评估模型研究
海洋环境水质评估模型研究随着工业、城市化和农业生产的不断发展，水污染的问题越来越严重。
特别是海洋环境，由于其广阔的面积和毗邻陆地，更容易受到人类活动的影响。
因此，为保护海洋环境，需要对其水质进行评估和监测。
而其中，水质评估模型研究也成为一项重要的领域。
海洋环境水质评估模型研究，主要是通过数学模型或计算机模拟来预测和评估海洋环境的水质状况及其变化趋势。
其核心思想是利用数理统计、环境科学、生态学等知识，建立海洋环境中各种因子之间的定量关系，并将其转化为数学模型，从而实现对海洋环境水质变化的预测。
海洋环境水质评估模型通常包括三大部分，分别是质量模型、传输模型和生态模型。
其中，质量模型是海洋环境水质模型的核心部分。
它通过计算海洋环境中各种污染物的浓度，来判断水质是否达到了规定的标准。
传输模型则是预测污染物在海洋环境中的瞬时或永久的输运路径和速度，以及其分布情况。
生态模型则是考虑生态因素对水质的影响，包括生物群落结构与功能、同位素以及微生物生态学等方面。
目前，海洋环境水质评估模型研究已经发展出多种模型，如基于物理学的质量模型、基于生态学的质量模型、基于统计学和机器学习的模型等。
其中，基于机器学习的水质预测模型成为当前研究的热点，因为其可以快速获取数据和建模，同时也能够从大量数据中找到规律，提高了预测的准确度。
海洋环境水质评估模型的建立，需要大量的数据支持，包括海洋环境基础信息、海洋污染源信息、海洋生态信息等。
其中，信息获取和处理是建立模型的基础，需要采用合适的实验手段、监测方法以及模型参数设定。
在实际应用中，海洋环境水质评估模型可为决策者提供预测结果，为环境保护和管理提供依据。
例如，可以通过建立基于模型的海洋环境水质监测系统，对海洋环境的水质变化进行实时监控，及时采取有效的保护和治理措施。
另外，该模型还可应用于海洋环境水污染状况的预测和评估，指导海岸带规划、港口建设等工作的进行。
总的来说，海洋环境水质评估模型研究在环境保护和海洋资源管理中起着重要作用。
常用河流水质数学模型与适用条件1
地表水环境简化（P96）
河流简化：矩形平直河流，矩形弯曲河流和非矩形河流。
河流断面宽深比≥20，可视为矩形河流； 大中河流预测河段弯曲系数较大（>1.3）视为弯曲河流，否则简化为 平直河流； 大中河流水深变化很大且评价等级较高（如一级）视为非矩形河流， 其他简化为矩形河流； 小河一般可简化为矩形平直河流。 河流水文、水质有急剧变化河段，在急剧变化之处分段，分别简化。
K1：耗氧系数，单位 1/d； K2：复氧系数，单位 1/d；
4.6 地表水环境影响预测
拟预测水质参数的筛选 水体自净的基本原理
√ 地表水环境影响预测的时期和阶段 √ 地表水环境和污染源的简化
地表水环境影响预测的方法 水质数学模式的类型与选用原则 常用河流水质数学模型与适用条件 水质模型参数的确定方法
第四章 地表水环境影响评价
4.1 基本概念 4.2 相关水环境标准 4.3 地表水环境影响评价工作程序 4.4 地表水环境影响评价等级及范围 4.5 地表水环境现状调查与评价 4.6 地表水环境影响预测 4.7 地表水环境影响评价
4.6 地表水环境影响预测
√ *拟预测水质参数的筛选
水体自净的基本原理 地表水环境影响预测的时期和阶段 地表水环境和污染源的简化 地表水环境影响预测的方法 水质数学模式的类型与选用原则 *常用河流水质数学模型与适用条件 水质模型参数的确定方法
例题3：一河段的K 断面处有一岸边污水排放口稳定地向河流排
放污水，其污水特征为：Qp=19440m3/d，BOD5（p）=81.4mg/L， 河水Qh=6.0m3/s，BOD5（h）=6.16mg/L，u=0.1m/s，K1=0.3/d，如 果忽略污染物质在混合过程段内的降解和沿程河流水量的变化，
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承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
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我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： B 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：浙江同济科技职业学院参赛队员 (打印并签名) ：1. 吴泓学2. 章鹏飞3. 胡玉兰指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：数学建模教学组日期： 2012 年 07 月 11 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：水质评价模型摘要：近年来，随着工农业污水的的排放，已经严重威胁到水质的标准，水质的状况也在逐年变化，本文依据水质分级标准，利用层次分析法和模糊层次分析法对某村的四口水井的水质情况作出了综合评价，并根据四口水井的水质来分析结果，对该地的居民如何健康用水和保护水资源提出一些针对性意见和建议。
针对问题一（1）方法一在分析各项水质监测数据的基础上，不难发现每项数据对水质的影响程度不同，分析各项指标对水质的影响程度，我们选取溶解氧、化学需氧量、总磷、氨氮等四项主要指标，采用层次分析法，分层比较、综合优化、合理排序，得到四井的水井排序为北井>南井>西井>东井。
（2）方法二通过对这四口井的水质情况(四个主要因子)分析，引入模糊数学理论中的隶属函数和隶属度来刻画水质分级界限，根据各污染因子对水质的影响差异确定其权重，建立模糊综合评价模型，利用M()+∙,模型计算得到四口水井综合评价值及排序为北井>南井>西井>东井。
（3）方法三考虑到水质类别差异对综合评价指标系数的影响，构造“EXCEL-VBA 决策模型”，对属于不同水质类别的同种污染指标进行“系数分析”，然后建立基于逼近理想点排序法的水质综合评价模型，得到了四口水井水质的综合评价值及排序为西井>东井>南井>北井。
针对问题二首先在模糊数学理论的基础上，通过对这四口井的水质数据分析，我们选取溶解氧、化学需氧量、总磷、氨氮等四项主要指标来刻画水质分级界限，根据各污染因子对水质的影响,用比较评分法确定其评价矩阵，采用最大隶属度和极差值法原则相结合的原则，运用矩阵分析的方法建立了水质模糊综合评价模型,从而进行了水质多指标的综合评价，确定水质级别。
针对问题三在问题一，问题二模型建立的基础上，对数据的综合分析比较之下，依据四口水井水质的优劣，提出比较针对性的意见和建议，推行健康用水，倡导保护水资源，实现人类社会的可持续发展。
关键词：层次分析水质模糊综合评价模型隶属函数 EXCEL-VBA决策模型一、问题的重述某村内有各相距500米以上的四口水井，分别位于村东、村西、村南和村北，由于农业和生活排放废物使地下浅表水遇到污染，水质监测资料如表1所示.表1：水质监测数据2011年10月15日某村井水水质监测数据报告编号：商水监/ SM089-2009 监测日期：2011.10.152011 年10月15日某村井水水质监测数据报告编号：商水监/ SM089-2009 监测日期：2011.10.15所需要解决的问题：（1）请用2种以上的数学方法（例如层次分析法，模糊层次分析法）对该村的四个井水的水质进行排序，并比较是否由于方法的不同导致存在着异，以及差异产生的原因。
（2）请对该村的四个井的地表水分别进行水质等级判断（模糊综合评价包含隶属度）。
（水质分级标准参考附表1，或自己查有关资料）（3）请结合你们的计算结果给该村村民写一篇关于健康用水和保护水源方法的短文。
二、问题的分析本题要求我们根据PH 、溶解氧、总硬度、-24SO 、Cl - 、铁、铜、锌、挥发酚、高锰酸盐指数、化学需氧量、总磷、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、氟化物、氰化物、汞、砷、镉、六价铬、铅、粪大肠菌群等24项水质监测数据对该村的四个井水的水质进行排序，由于监测的数据之多且不容易进行分析比较，因此我们权衡24项指标的数据，选择了对水质标准影响最大的四种——溶解氧、化学需氧量、总磷、氨氮，以对四井的水质进行综合分析评价。
2.1 问题（1）的分析 方法一解决该问题（1）我们根据四项监测值如图，可以发现评价指标有定性，也有定量的，是一个定性与定量向结合的综合评价选优排序问题，可以采用层次分析法进行分析决策。
表10-1 四项监测值数据表通过构造比较矩阵，并运用MATLAB 程序求出矩阵的最大特征根，以特征根法确定相对权重向量，最后通过一致性检验——根据一致性指标1max --=n nCI λ,将其与同阶的随机一致性指标RI （实际经验给定）如表 之比得到的一致性比率指标RICICR =再与0.1进行比较：（1）1.0<CR 时，可用其归一化特征向量作为权重向量。
表10-2 随机一致性指标 的数值方法二:我们对这四口井的水质情况(四个主要因子)分析，建立两个水质评价表，其中一张是四口井的实际数值，另一张是水质评价标准。
然后通过建立模糊综合评价模型求解，得到其四口水井综合评价值，根据综合评价值进行排序。
方法三根据题意，采用“EXCEL-VBA 决策模型” 建立基于逼近理想点排序法的水质综合评价模型。
2.2 问题（2）的分析该村四口水井的水质受到多种微量元素的影响，以及水质等级的评价标准界限促使问题评价带有模糊性和主观性，解决该问题，我们采用模糊综合评价使结果尽量客观从而取得更佳的评价结果。
表10-3 水质分级标准表2.3 问题（3）的分析在问题一、问题二的模型基础上，通过对数据的分析比较为该村居民健康用水和保护水源提出合理的意见和建议。
三、模型的假设（1）村东，村南，村西，村北水井的水质在测量时不相互影响，各自独立。
（2）问题中所给出的数据真实，能客观的反映水井的现实情况。
（3）数据测量期间忽略外界干扰因素，并保证该期间不出现降水情况。
四、符号的说明:Z 目标层——水质的综合评价；:A 准则层——溶解氧、化学需氧量、总磷、氨氮；:B 方案层——该村参评的四口水井(东井、南井、西井、北井):max λ最大特征根:)(i w i =1，…n max λ对应的特征向量；:i a A 层的层次排序权值；:nj b B 层的层次排序权值():i u μ隶属函数五、模型的建立与求解5.1 问题（1）5.1.1 层次分析法（1） 建立水质综合评价层次结构图根据题意，依据溶解氧、化学需氧量、总磷、氨氮等四项指标确定目标层Z 、准则层A 、和方案层B 。
第一层为目标层：水质的综合评价；第二层为准则层：评价水质的四个重要指标，依次为溶解氧、化学需氧量、总磷、氨氮；第三层为方案层：该村参评的四口水井；如图所示：图1 水质评价层次结构图目标层Z………………………………………………准则层A ………………方案层B ………………（2） 确立准则层A 对目标层Z 的权重向量，构造准则层对目标层的两两比较矩阵（为了直观，我们以表格代替矩阵）如下表：表10-4 比较矩阵A 溶解氧 化学需氧量 总磷 氨氮 东井 南井 西井 北井1B 2B 3B 4B 1A 3A4A 2A 水质的综合评价根据MATLAB 程序（附录二）可得到最大特征根及对应的归一化特征向量分别是4max =λ;)1475.0,3525.0,1475.0,3525.0()0(T w = 一致性指标034440=--=CI 随机一致性指标9.00=RI一致性比率1.009.00000<===RICI CR ；通过一致性检验，则)1(w 可作为准则层A 对目标层Z 的权重向量。
（3） 确定方案层对准则层的相对权重关系。
表10-5 比较矩阵AAA A A同理可得：4max =λ;)5459.0,1351.0,3177.0,0013.0()1(T w = 1.009.00111<===RICI CR 通过一致性检验表10-6 比较矩阵A AAA AA同理可得：4max =λ;)4850.0,4850.0,0015.0,0015.0()2(T w =1.009.00222<===RI CI CR 通过一致性检验表10-7 比较矩阵同理可得：4max =λ;)6142.0,3042.0,0408.0,0408.0()3(T w = 1.009.00333<===RICI CR 通过一致性检验AA A A表10-8 比较矩阵AAAAA AAA A同理可得：4max =λ;)35235.0,35235.0,0781.0,2172.0()4(T w=1.009.00444<===RI CI CR 通过一致性检验 在对监测数据分析，计算，检验的基础上，经层次单排序得到图图2水质评赋权价层次结构图溶解度1A化学需氧量2A总磷氨氮3A 4A 0.3525 0.1475 0.35250.1475 0.0013 0.31770.1351 0.54590.0015 0.0015 0.4850 0.4850 0.04080.04080.30420.6142 0.21720.0781 0.352350.35235西井南井 北井 2B 3B 4B 东井1B 水质综合评价Z（4）确定方案层对目标层的组合权重向量，计算按表10-9所示方式进行，即：∑==mj j ij i a b b 1，i =1,…，n. ，进行综合排序：表10-9方案层层次总排序算法方案层层次总排序权值的计算如下表所示：表10-10 方案层层次总排序权值一致性的检验：1.00)()(11<==∑∑==jmj mj jaj RI aj CI CR ，则层次总排序结果具有较满意的一致性并接受该分析结果，得出四口水井的水质排序：4B >2B >3B >1B . 方法二5.1.2 模糊综合评价（1）根据水质主要因子建立因素集评价因子集合为U={4321,,,u u u u }，其中1u 为溶解氧，2u 为化学需氧量，3u 为总磷 ，4u 为氨氮，具体内容如表10-11所示。
表10-11 各水井方案的评价标准（2）确定四个井水方案集问题方案集为V={4321,,,v v v v },其中1v ，2v ，3v ，4v 分别为东井，南井，西井，北井4个水井。