水环境系统模拟复习

1.水环境科学面临什么样的机遇与挑战？

中国水资源分布不均衡，水资源短缺

水环境污染严重

国策：走可持续发展之路，不走先污染后治理老路

水资源水环境问题严重影响社会经济可持续发展

法律法规不断健全与全面实施－－－谁污染谁负责治理

国家重视、严控，国家、地方、业主水环境保护投资力度不断加大－像８、９钟的太阳！水资源可持续利用与水环境污染有效控制必需要“四化”信息化、系统化、量化、优化

系统性强、问题复杂、多学科交叉

技术、人才储备不足

2.说明达西公式在水环境定量评价中的应用意义。

在达西定律中，渗透流速V 与水力梯度I 的一次方成正比，多次实验表明，只有雷诺数（Re）小于1 —10 之间某一数值的层流运动才服从达西定律，因此，只要确定公式中任意两个量就可以推导出第三个量。其工程意义：判断水库是否发生渗漏；库水位的极限高度；指导野外调查；

3.从水环境评价与保护角度如何看待地下水渗透的滞缓性？

地下水渗透的缓滞性使得污染物在其中扩散缓慢，但是一旦地下水受到污染，那将很难修复。

4.弱透水层的水环境意义是什么？

弱透水层对于其上层来说，意义不大，对其下层，承压水则时情况而定，在一般的供排水中它们所能提供的水量微不足道，似乎可以看作隔水层；但是，在发生越流时，由于驱动水流的水力梯度大且发生渗透的过水断面很大（等于弱透水层分布范围），因此，相邻含水层通过弱透水层交换的水量相当大，这时把它称作隔水层就不合适了。就是说，弱透水层对水及其污染物有一定的阻隔作用，其作用大小就要视水力梯度大小而定。

5.简述水环境调查方法与研究内容。

（1）.Development of conceptual model: Geology, Hydrology, and Chemistry;

（2）. Unsaturated source zone characteristics

（3）. Groundwater plum characteristics

（4）. Two-stage site investigation approach：(A). Unsaturated source zone characterization

(B).Groundwater contaminant plume delineation

6. 阐述水环境模拟在环境、生态保护中的重要作用。

通过一定的方法，获得水环境系统中污染物时空变化的规律并进行量化，根据目前的水质状况，污染物迁移转化规律以及今后可能的污染源发生情况来预测今后水体质量的变化情况，为环境保护规划提供科学依据。另外，水环境模拟对地表水、地下水流量和流速进行定量预测，有利于水资源的利用与有效管理。

7、地下水污染的特征。

地下水污染的普遍性、系统性、复杂性、滞后性、持久性、修复的艰难性

8. 从我国从可持续发展战略出发阐述水环境模拟预测的意义。

9. 在环境保护中为什么必须全面系统地考虑整个水环境系统，包括地下水与地表水？

地表水与地下水是有着直接的联系，它们或者直接相通，由地下水补给地表水或地表水补给地下水，或地表水通过底层渗透或者裂隙进入地下水。在这些过程中，污染物以水为载体，在地下水与地表水之间进行迁移转化，地下水与地表水环境差异大，污染物在各自的迁移转化状况不同，但是它们同属于水环境系统，不应该被分割来分析。

10.地下水污染物运移中的主要过程及其环境学意义？

地下水污染物迁移的主要过程包括平流、扩散、弥散、吸附、生物降解以及化学反应。平流、

扩散和弥散过程使得污染物被稀释，同时扩大了受污染水体的区域。吸附过程使得污染物固定于介质中，加快或减缓污染物的迁移转化速率，有可能造成多年持续污染，生物降解以及化学反应减少污染物浓度，加快其转化。

11.简要描述地下水系统的构成与主要参数。

地下水系统是指由隔水或相对隔水岩层圈闭的，具有统一水力联系的含水岩系。包括地下水含水系统和地下水流动系统。主要参数：包气带、饱水带、含水层、隔水层、弱透水层、潜水、承压水等。

12.简述地下水模型建立的几个主要环节。

一般数学模型；一般数值模型；实物调查与“系统”诊断及行为测试；野外到数学模型—系统参数、内外边界、初野外到数学模型—系统参数、内外边界、初始条件；模型应用-计算—计算机实现、结果获得、结果展示，可靠性；模型应用-预报、优化调控；模型改进-再应用。

13.水文地质概念模型的正确性对建立可靠的水环境模型有何重要影响？

水文地质概念模型就是把所研究的地下水系统实际的边界性质、内部结构、水动力和水化学特征、相应参数的空间分布及补给排泄条件等概化为便于进行数值模拟或物理模拟的基本模式。而数值模拟的关键步骤之一便是野外到数学模型——系统参数、内外边界、初野外到数学模型—系统参数、内外边界、初始条件；模型建立是以微分和/或偏微分方程为基础，若浓度、边界等初始条件都不正确，模型很可能就不准确。

14.为什么考虑应用综合（信息耦合/同化、方法集成等）的建模方法建立水环境模型？

在不同时期，地下水流环境不同；如水量和水质的差异，以及地上地下水质水量的补给排泄差异。不同水流环境下进行模型校正和预测；这些不同条件下需要用一个模型解决，所以不同的信息源及条件需要进行耦合同化，模型建立涉及多学科多方法，如数据库、GIS、遥感、水文学、统计学等，需要将各学科方法进行集成，尽可能模拟真实环境。

15.通过数值模拟方法进行地下水环境系统定量评价时如何提高模拟结果的可靠性？

在允许的范围内，尽可能多的踩点取样获得尽可能多的实际数据，保证每个步骤中数据的准确性，在时间和空间的检测分布上要有代表性和科学性。对实际结果与模拟结果的差异进行校正，建立校正方程，使得模拟结果更接近实际结果。

16.通过灵敏度分析，我们可获得哪些有用信息？

a.检验改变模型输入参数时模拟结果的总体响应。在模型的识别与预测中，自变量的变化导致系统变量的变化程度；误差大小的影响

b.检验因模型输入参数不确定性可能引起的模拟结果的不确定性。C.指导野外调查。

17.应用所讨论的生态环境保护优化管理系统时应定量评价哪些要素及如何完成？

18.水环境模拟在水环境评价及修复决策中的应用。

在水环境的评价及修复中，水环境模拟可以对当前水环境进行定性以及定量评价，模拟水中污染物的时间和空间的分布，根据实际需求，在不同距离范围实施有效措施，为谁换进虚浮提供方向和减少成修复本。

20.应用水环境模拟软件解决实际水环境评价与修复问题的基本步骤包括哪些？

数据搜集与数据库建立；概念模型；模型选取；模型识别；模型验证；灵敏度分析；模型预测不确定性分析；模型应用；模型改进

21.水环境系统定量评价中的正确“视角”与定位。

22.掌握、了解该课程的基本理论、基本原理与基本方法将对许多与水环境有关的领域如环境科学、环境工程、生态学、环境管理学、水资源利用与管理等的定量研究提供重要基础。你是如何理解这一点的？