843二维水体污染扩散模型的集成
二维水质模型在污染带长度计算中的应用
岸边污染带来确定水源地二级保护区长度 ,就是以饮用水源
取水口上游现有污染源为基础 ,计算其稀释扩散影响区域的
长度 ,以此推导保护区的长度。《地表水环境质量标准》
GB383822002 规定 :集中式生活饮用水地表水源地一级保护
区执行Ⅱ类水质标准 ,集中式生活饮用水地表水源地二级保
护区执行 Ⅲ类水质标准. 一级保护区长度采用饮用水源卫生
∮
C( QA , k ,α, ux)
<
C′f 1
(
QA )
f2
(
k)
f3
(αy)
f4
(
ux)
dQA dkdaydux
(4)
给定坐标 ( x , y) 后 , 联立求解式 (2) 、(3) 、(4) , 根据 QA , k ,αy
和 ux 的已知概率分布 ,即可求得污染带任一点( x , y) 质量浓
度 C 的概率分布[7] 。
在其他条件相同时 ,岸边排污形成的污染带长度大约是
中央排污形成污染带长度的 4 倍 ,而最大宽度相差不大 ,在
此选择以无边界岸边排放方式对污染物进行模拟和预测 。
2. 2 二维水质模型的反射问题 实际河渠或水库湖泊都有
固体边壁存在 ,当污染物迁移、扩散遇到边界时有 3 种可能
is an important tool of the water environment protection. Key words Pollution zone ; Two2dimensional water quality model ; Water environment
1 污染带的定义
Application of Two2dimensional Water Quality Model in Calculation of Pollution Zone REN Zhao2yang et al (Urban Construction and Environmental Engineering College , Chongqing University , Chongqing 400044) Abstract After water storing of Three Gorges Reservoir with 175 m , the water flow will slow down , and the dilution capacity of water will be decreased
污染物扩散模型研究及应用探讨
污染物扩散模型研究及应用探讨近年来，随着城市化进程加速和工业化发展的速度不断提升，环境污染问题已经成为了全球性的难题。
环境污染已经成为我们生态环境和人类健康的重要威胁，但是如何在环境污染事件发生时快速、准确地推断污染源和实施有效的控制措施，这成为了每一个环境保护人士需要探讨的重要问题。
在此背景下，污染物扩散模型研究及应用的探讨，成为了各界关注和研究的热点。
一、污染物扩散模型污染物扩散模型是将大气环境污染物源和周围环境的相关因素相结合，通过数理模型和计算方法，在一定的时间和空间范围内建立污染物扩散的数学模型，为环境监测和污染物控制提供科学依据。
模型对于分析模拟和预测环境质量的变化具有重要的意义，而污染物扩散模型正是更为广义的空气污染模型。
在建立模型时，主要考虑到污染源与环境介质，它包括在评价源等级时所需的污染源清单，描述环境特性的基础数据，以及精确的泄漏源排放信息。
在实际应用过程中，基于不同的问题和应用场合，污染物扩散模型被分为了多种类型。
一般而言，常见的空气质量模型包括气象条件数值图模型、统计模型、 Gaussian 模型、 LINE source 模型和蒙特卡罗模型。
具体实施时，可根据不同情况针对性地采用不同类型的模型，并结合实际数据和环境因素来进行实际的计算和推断工作。
二、应用探讨污染物扩散模型在现代环境保护工作中发挥着不可或缺的作用。
在应用方面，污染物扩散模型主要应用于以下三个方面：1. 环境质量评价：在环境质量评价时，我们需要了解当前空气质量的变化趋势、排放规模、排放量等。
通过对环境介质的数学建模和对环境质量的数据分析，我们可以清晰地了解环境质量的变化趋势，同时也可以推断出潜在的污染源。
2. 环境影响评价：污染物扩散模型还可进行环境影响评价，即针对一项新建或改扩建项目，分析各种环境因素对环境影响的程度，进行发展规划和预防措施设计，为保护环境和改善空气质量提供科学依据。
3. 应急管理：在某些紧急情况下，如重大生态环境事故或天气变化突然引起污染过程不稳定的情况下，通过污染物扩散模型，可以做到快速预测污染物扩散的范围和路径，减少事故造成的损失和环境污染。
二维水体污染扩散模型的集成
流场地图显示 水流模型计算 流场三维显示 污染物浓度等值线地图显示 污染物扩散模型 污染物浓度等值线三维显示
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8.4.3 二维水体污染扩散模型的集成
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包头市大气二氧化硫分布图
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增加不同参数污染源的污染分布图
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8.4 水体污染扩散模拟GIS
水环境模型及其GIS表达 GIS与一维水体污染扩散模型的集成
第八章 环境污染模拟与预测GIS
环境污染模拟与预测 GIS环境下模型空间离散技术 大气污染扩散模拟GIS 水体污染扩散模拟GIS
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8.1
环境污染模拟与预测
基于GIS的环境污染模拟与预测主要
是利用GIS对环境污染状况进行模拟分析， 预测其影响范围、空间分布特征和时间动
另外,系统还提供了图形编辑功能, 便于专业人员在系统分类的基础上结合 该区区域地质环境特征进行图形再编辑, 使评价结果更加合理化、实用化。
系统应用举例
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污染物在水体中的扩散
进入水体污染物有两大类：保守物质和非保守物质
污染物衰减
衰减发生在非持久污染物的溶解氧化过程中 和放射性物质衰变过程中。持久性污染物不 发生衰减。 衰减过程基本符合一级反应动力学规律： dc — =－kc dt
Kc为反映速度常数
综上所述可知：
①推移作用：总量不变，分布状态也不变；
②推移+分散：总量不变，分布状态发生变化； ③推移+分散+衰减：总量变化，分布状态变化。
三种扩散系数的量质范围（数量级）：
分子扩散Em：10-5～10-4 m2/s
湍流扩散系Ex,Ey,Ez：10-2～100 m2/s
弥散系数Dx,Dy,Dz：101～104 m2/s
3.衰减和转化
保守物质：随水流运动而不断变换所处的空间位置，不断向 周围扩散而降低其初始浓度，但不改变总量。重金属，高分 子有机化合物 非保守物质：不断扩散而降低浓度外，因污染物自身衰减而 加速浓度的下降。衰减：自身运动变化规律决定的，在水环 境里由于化学的或生物的反应不断衰减。有机物在水体微生 物作用下的氧化分解过程。
③.弥散： 由横断面流速不均引起，即由湍流时平均值与时均 值的空间平均值的系统差列所产生的分散现象。 c I”x=-Dx—, x c I”y=-Dy—, y c I”z=-Dz — z
I，，x ， I，，y ， I，，z：弥散作用导致的污染物质量通量； Dx, Dy, Dz ：弥散系数；c：湍流时平均浓度的空间平均值。
2、二维稳态模型：
Dx 2c/ x2+Dy 2c/ y2－ux c/ x－uy c/ y－ kc=0 (2)
在均匀流场中其解析解为： C(x,y)=Q/4 h(x/ux)2√(Dx Dy))*[exp(y-uyx/ux)2/4Dyx/ux) ]*exp(-kx/ux)
污染物扩散模型的构建与模拟分析
污染物扩散模型的构建与模拟分析随着现代工业化及城市化的不断发展，环境污染问题越来越突出，这对人类的健康、生态环境及生物多样性等方面都带来了极大的威胁。
而污染物的扩散是导致环境污染的主要原因之一。
因此，对污染物的扩散模型的构建与模拟分析具有重要的理论和实际意义。
一、污染物扩散模型的基本概念污染物扩散模型是指对污染物在大气、水体、土壤等介质中扩散传播过程进行数学建模的过程。
其核心思想是通过数学公式描述污染物扩散、转化与传递规律，对污染物的特征、分布、浓度、影响等进行评估和预测，为环境保护和污染控制提供支持。
在污染物扩散模型中，其中一个关键要素是扩散系数，它主要考虑污染物的扩散现象。
扩散系数大小与被扩散的分子量、临界温度、扩散介质温度、压力等成正比例关系。
此外，影响扩散的还有风速、风向、湍流强度等气象因素。
因此，在具体构建模型时需要考虑多方面因素的影响。
二、污染物扩散模型的分类理论上，污染物扩散模型可以分为两大类，即基于经典物理学的扩散模型和基于统计物理学的扩散模型。
前者主要是基于物质的微观规律进行建模，如分子运动、质量传递、动能转移等；后者则是基于大量粒子的统计规律，如统计热力学、热力学平衡等。
在实际应用中，也可以根据具体的扩散介质、污染物种类、浓度范围等多种因素，将扩散模型进行进一步分类。
例如，大气扩散模型可以分为高斯模型、拉格朗日模型、欧拉模型等；水体扩散模型可以分为点源模型、面源模型、非定常模型、在线模型等。
在具体的应用中，需要根据污染物的种类、具体的观测数据、模拟环境等情况，选择适合的模型类型。
三、模型参数估计及优化在进行污染物扩散模型构建时，需要确定相关的模型参数。
而在实际操作过程中，往往难以对所有模型参数进行测量和确定。
此时，需要通过已有的或者历史数据，进行参数估计或反演，以得到合理的参数值。
传统的参数估计方法包括拟合法、极大似然法、贝叶斯反演等。
其中，拟合法最为常见，即根据已有的观测数据，通过试探性调整参数值，将模型预测值与实际观测值拟合。
河流水体中污染物扩散的稳态解河流水质模型
dC V Q(C 0 C ) S KCV Q,C0 dt
• S---通过其他途径进入和 反应器的污染物量 • K---衰减速度常数
S
V,C
Q,C
连续流完全混合反应器
第二节 污染物在水体中的扩散
二、河流水体中污染物扩散的稳态解
2. 一维模型 C
t Dx 2C x 2 C ux KC x
由此公式绘制的溶解氧沿程变化曲线即氧垂曲线
溶解氧浓度的最低点即临界点（氧亏值最大，变化速度
dD dt
为 0）
第二节 污染物在水体中的扩散
三、河流水质模型
• S-P模型 氧垂曲线
oxygen sag curve
临界点 critical point d D 0 dt
K：有机物降解速度常数；Ka：大气复氧常数 D：氧亏(水体中溶解氧不足量)；Kd：BOD衰减(耗氧)速度常数
Kd L Ka D
L：t时刻有机物的剩余生物化学需氧量，L0：初始时刻有机物的总生物化学需氧量
第二节 污染物在水体中的扩散
三、河流水质模型
• S-P模型
L L0 e
Kt
dD Kd L Ka D dt
C Em x
I
1
y
C Em y
I
1
z
C Em z
I1——质量通量； Em——分子扩散系数；
C——分子扩散所传递物质的浓度。
第二节 污染物在水体中的扩散
一、污染物在水体中的运动特征
2. 分散作用： ② 湍流扩散：河流水体的湍流仓中质点的各种状态 （流速、压力、浓度）的瞬时值相对于平均值的 随机脉动而导致的分散相像。脉动方向大小随机 变化，取 C 研究而非C。
水体污染物传输与扩散过程分析模型构建研究
水体污染物传输与扩散过程分析模型构建研究水体污染物传输与扩散过程是水环境领域的重要研究内容。
构建准确可靠的水体污染物传输与扩散分析模型，对于评估水体污染风险、制定有效的水环境管理措施具有重要意义。
本文将重点讨论水体污染物传输与扩散模型的构建方法和相关研究进展。
首先，传统的水体污染物传输与扩散模型通常基于水动力学理论，采用质点追踪方法来描述污染物的传输过程。
其中，最经典的是拉格朗日模型和欧拉模型。
拉格朗日模型以污染物质点的运动轨迹为基础，能够精确描述个别点的传输情况。
欧拉模型则以流体的机械性质为基础，描述流体内污染物浓度的分布情况。
这两种模型在实践中常常结合使用，以获得更为准确的传输与扩散结果。
然而，传统的水体污染物传输与扩散模型对于实际情况的假设过于简单，无法完全反映复杂的水环境系统。
为了解决这一问题，近年来出现了基于数值模拟和统计学方法的新型模型。
数值模拟方法借助计算机对水体流动和污染物传输进行数值模拟，能够解决不规则地形条件下流体运动的问题，并提供更精确的模拟结果。
统计学方法则通过统计分析大量实测数据，掌握水体污染物传输过程中的规律性，以此反推可能的传输路径和扩散方式。
此外，为了提高水体污染物传输与扩散模型的准确性，研究人员还引入了环境因子的考虑。
例如，气象因子（风速、风向等）和水文因子（水深、流速等）都对污染物的传输过程产生重要影响。
因此，在构建模型时，需要综合考虑多个环境因子的相互作用，以获得更为准确的模拟结果。
除了传输过程的模型构建，对于污染物浓度分布的模拟也是水体污染模型研究的重点。
传统的模型通常采用估算公式或者经验公式来估计水体污染物的浓度。
而现代模型则更多地采用基于混合层模型、稳态模型和非稳态模型的方法来描述水体污染物的浓度分布。
这些模型基于不同假设和方程，能够更准确地预测污染物在水体中的浓度分布情况。
此外，水体污染物传输与扩散模型的研究还面临着一些挑战。
首先，水体环境系统具有时空尺度的不均匀性，模型需要能够兼顾不同尺度上的传输与扩散过程。
二维水质扩散时空模拟及可视化
ｆ ｅ ｘ ｐ （ 一 茜） ＋ ｅ ） （ ｐ （ ＿ ） １
污染物进 入水 体后 ，不能在 短 时间 内达 到全 断 面 浓度 混合 均 匀，或在 纵 向和横 向上都 存在 比较 显 著的
差异 时， 一 维模 型 不 能 满足 需要 ， 需要 用二 维模 拟 。
３ 二维水质扩 散模型可视化 解决思路
式 中，Ｃ为 污染物 浓度 ／ ｍｇ ／ Ｌ； 为 时 间 ／ ｓ ； “为 河流
平均 流速 ／ ｍ／ ｓ： ｘ为 河 流 纵 向 距 离 ／ ｍ； Ｅ 为 河 流 纵 向
使 ＧＩ Ｓ与应 用分析模 型在 空 间坐标层 次上 统一起 来 。
本 系统 采 用 平 面 离 散 点 的 三 角 剖 分 法 生 成 的 Ｖ ｏ ｒ ｏ ｎ ｏ ｉ
收稿 日期 ： ！ …３ ～ ｌ （ １ ＿ ２ ６
２ ０ １ ５年 ６月 第１ ３卷 第 ３期
地
理
空
间
信
息
Ｊ ｕ ｎ． 。 ２ ０ １ ５ Ｖ ０ １ ． １ ３． Ｎｏ． ３
（ （ ） ＳＩ ’ Ａ ｌ ’ ｌ Ａ【 ｌ
（ ） ｌ ｛ ＭＡ ｝ 、 Ｉ （ ）
二维 水质扩散 时空模拟及 可视化
刘章恒 ，秦 小迪 ，解 新路
弥散 系数 ／ ｍ ／ ｓ ； Ｋ为河流降解 系数 ／ ｍ ／ ｓ 。
图。Ⅳ个在 平 面上有 区别的 点 ，按 照最邻 近原 则 划分
平 面，每 个点 与它 的最 近邻 区域 相 关联 。Ｄｅ ｌ ａ ｕ ｎ ａ ｙ三
角 形是 由与相 邻 Ｖｏ ｒ ｏ ｎ ｏ ｉ 多边 形 共 享 一 条 边 的 相 关 点 连
水体介 质 中通过 分散 作 用得 到稀 释 ，分散 作 用 包括 分
二维水质模型定义
二维水质模型定义水质模型是通过对水体特定参数进行数学建模和模拟，来研究、预测和评估水体环境的变化和质量的方法。
水质模型的目的是更好地理解水体中的污染物传输、生态系统变化和水质改善措施的效果。
本文将重点讨论二维水质模型的定义、原理和应用。
二维水质模型是一种通过建立二维网格来模拟和分析水体内污染物及其水质变化的方法。
它考虑到水体的水平平面分布和水流运动，并使用物理方程和计算方法来模拟和预测水体中污染物的扩散和转运。
在二维水质模型中，水体被划分为若干个网格单元，每个单元代表一个小的空间区域。
通过测量和监测，可以获取水体的初始条件和边界条件，并将其输入到模型中。
随着时间的推移，模型根据初始条件、边界条件和物理方程进行计算和模拟，以得到水体中污染物的浓度和分布。
二维水质模型的基本原理是质量平衡方程和扩散方程。
质量平衡方程描述了污染物在水体中的产生、输入、输出和转化过程，扩散方程则描述了污染物的扩散和输运。
这些方程考虑了水体中物质的浓度、流速和水动力学特性，并使用数值方法进行离散化和求解。
通过这些模型的建立和求解，可以预测不同情况下水质的变化，如污染物浓度的分布、水体的富营养化程度、溶解氧的含量等。
二维水质模型在水环境管理和水资源规划中具有广泛的应用。
它可以用于评估污染事件的影响、指导水体治理和保护措施的制定，并预测未来水质的变化趋势。
通过改变模型中的参数和输入条件，可以进行不同的情景分析和模拟实验，以评估不同的污染控制策略和方案的效果和可行性。
此外，二维水质模型还可以与其他模型相结合，如水动力模型、生态模型和气象模型，以更全面地模拟和评估水体的水文、水力和水质过程。
这种耦合模型的应用可以提供更准确的结果和更全面的分析，为决策者提供指导，以保护和改善水体环境。
总之，二维水质模型是一种有效的工具，用于研究水体环境的变化和质量的评估。
它基于物理方程和计算方法，通过建立二维网格来模拟和分析水体内污染物及其水质的变化。
水污染模型
基于GIS 的环境污染应急分析系统的开发重点是实现水体污染扩散模拟。
目前, 国外在此方面的研究成果很多，已经进行到了三维水体污染扩散模拟，国内的起步则较晚, 至今的研究成果在一维的较多，二维和三维的较少。
鉴于目前网络的发展, 有必要将互联网与系统结合起来。
一维水体污染扩散数学模型：一维水质模型是水环境模型中相对简单的一种，是河流、河口和湖泊遭受污染时，实际的断面浓度分布与断面浓度的平均值偏差不大时常采用的水污染预测模型。
它主要研究污染物浓度分布沿程的变化以及各个断面上污染物浓度随时间的变化，其中河流以一维水质模型最为常见。
在突发性河道水源地污染事故发生时。
污染物的排放存在两种情况，即一维稳定排放和一维瞬时排放,
二维水体污染扩散数学模型：二维计算模型模拟速度快、实时而精度无需很高, 可忽略基本控制方程中的一些非主要因素,模型结构简单、实用性强。
目前最为常用的有限差分数值计算方法对控制方程进行离散, 按物理分步法将二维偏微分方程化简成较简单的一维方程, 应用广为采用的ADI隐式格式联合求解水动力模型与水污染模型。
算法具有编程简单、占用计算机内存较小、无条件稳定、可适当增大空间步长、计算效率高、易于实现自动化的实时模拟计算等显著优点, 适合于在应急处置中应用。
并且利用GIS 的强大的空间分析、处理和表现功能, 将水力计算与GIS 结合在一起, 实现了污染模拟结果的二维可视化, 为应急处置提供一个形象、直观的表现平台, 能有效地辅助应急决策。
三维水体污染扩散数学模型：水污染三维可视化包含两方面的内容：河道地形地貌三维仿真与污染扩散可视化，二者通过地理坐标进行空间叠加形成河道污染扩散可视化展示平台，在此基础上进行各种统计分析功能。
河流污染物扩散模型的建立与应用
河流污染物扩散模型的建立与应用河流是人类赖以生存的重要资源之一，但随着工业和城市化的进程，人类对河流的污染日益严重。
如何预测和控制河流污染对于河流保护和治理至关重要。
在这篇文章中，我们将探讨一种关于河流污染物扩散模型的建立与应用的方法。
一、河流污染物扩散模型的建立河流污染物扩散模型是一种用于预测河流中污染物浓度分布的数学模型。
其核心思想是基于污染物在水流中的传输和扩散机制，将河流视为一个由离散单元（网格）组成的连续体，通过计算河流中各个网格内污染物浓度的变化，最终建立河流污染物浓度分布的模型。
建立河流污染物扩散模型需要考虑的因素非常复杂，其中涉及到河流水动力学、水质学、环境化学等多个领域的知识，并需要进行大量的现场调查和数据采集工作。
建模的难点在于如何准确地描述河流中的污染物扩散和消除机制，以及如何运用现有数据对模型进行验证和修正。
二、河流污染物扩散模型的应用河流污染物扩散模型可以用于多种应用场景，包括污染物溢出事故的预测和应急响应、河流水质监测和评价以及污染源控制等。
首先，当发生河流污染事件时，我们可以根据所建立的扩散模型预测污染物在河流中的传播路径和浓度分布，并进行应急响应。
例如，在镇江市环保部门的监测中心，工作人员可以根据所建立的扩散模型对可能发生的污染事件进行预测和模拟，为处理突发事件提供科学依据。
其次，河流污染物扩散模型可以用于河流水质监测和评价。
通过对河流中污染物浓度的监测和扩散模型的计算，可以了解污染物的来源、扩散范围以及对环境造成的影响。
这些信息可以为环境管理提供科学依据，帮助制定更加有效的环境保护政策。
最后，在对河流污染治理措施的制定中，河流污染物扩散模型也具有重要的应用价值。
根据模型计算结果，我们可以了解不同的治理措施对河流水质的改善效果，并优选最有利于环境保护的方案。
三、河流污染物扩散模型的发展趋势随着科技的进步和数据的丰富，河流污染物扩散模型的发展趋势是更加精细化和多方位的。
泥浆侧排浓度扩散特性二维水沙数学模拟研究
泥浆侧排浓度扩散特性二维水沙数学模拟研究
泥浆侧排浓度扩散特性二维水沙数学模拟研究
涉水工程在施工过程中产生的高浓度泥浆排放必将污染下游河道,给下游生产、生活用水带来影响.因此准确预测高浓度泥浆排放对下游河道的影响程度及范围具有重要意义,本文以含沙水流为研究对象,采用一般曲线坐标系下的.平面二维水沙数学模型对长江武汉河段过江隧道施工过程中泥浆排放对下游河道的影响进行模拟和计算.结果表明:模型能较为真实地反映不同水流条件下不同浓度的泥浆在水流中的扩散范围.可为泥浆排放口下游的生产、生活用水决策提供必要的参考依据.
张小峰,张为,ZHANGXiao-feng,ZHANGWei(武汉大学,水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北,武汉,430072)
余新明,YUXin-ming(长江航道局,湖北,武汉,430010)。
河流污染二维水质模型研究及RMA4模型概述_马莉
河流污染二维水质模型研究及RMA4模型概述马 莉1,2,桂和荣1,3,曹彭强4(1.安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南 232007;2.淮南职业技术学院采矿工程系,安徽淮南 232007;3.宿州学院,安徽宿州 234000;4.河海大学水文水资源学院,江苏南京 210098)摘 要:介绍二维水质模型常用的模拟手段、建模求解步骤的要点难点,并在此基础上对RM A 4水质模型的特点进行详细归纳和分析,最后探讨河流水质模型的未来发展趋势,从而为建立二维河流水质模型进行水质模拟提供一定的思路和依据.关键词:河流;二维;水质模型;RMA 4中图分类号:X 522;O 242.1 文献标志码:A 文章编号:1000-2162(2011)01-0102-07Study on i ntegration of 2D waterquality m odels and revi ew of RM A4modelMA L i 1,2,GU I H e rong 1,3,CAO Peng q iang 4(1.D epart ment o f Earth and Env iron m ent ,A nhui U nivers it y of Science and T echno l ogy ,H uai nan 232007,Ch i na ;2.D epart ment o fM i ning Engeer i ng ,H uainan V o ca ti ona l T echn ical Co llege ,Hua i nan 232007,China ;3.Suz hou Co lleg e ,Suzhou 234000,Ch i na ;4.D epa rt m ent ofH ydrolody and W ater R esources ,H oha iU niversity ,N anji ng 210098,Ch i na)Abst ract :The co mm on m ethod o f 2D w ater quality m odels and the po ints for so l v ing t h e w ater qua lity m ode ls were introduced i n t h is paper .Then a w ater qua lity m odels RMA4w as i n tr oduced and its character i s tics w ere analyzed .Fina ll y the developi n g trends o f si m ulati o n o f river w ater qua lity w as d iscussed .Th is is beneficia l to bu ild i n g and using m athe m atic mode ls to si m u late the river w ater qu lity .K ey w ords :river ;2D;w ater qua lity m ode;l RMA41 河流污染二维水质模型研究概况水质模型是污染物在水环境中的变化规律及其影响因素之间相互关系的数学描述,它既是水环境科学研究的内容之一,又是水环境研究的重要工具.它涉及水环境科学的许多基本理论问题和水污染控制的许多实际问题.最早研究的水质模型为一维水质模型,其主要应用于河道很长,而水面宽度和深度收稿日期:2010-06-08基金项目:安徽省学术与技术带头人基金资助项目作者简介:马 莉(1983 ),女,辽宁沈阳人,淮南职业技术学院讲师,安徽理工大学在读博士.引文格式:马莉,桂和荣,曹彭强.河流污染二维水质模型研究及RM A 4模型概述[J].安徽大学学报:自然科学版,2011,35(1):102-108.2011年1月第35卷第1期安徽大学学报(自然科学版)Journa l o f Anhu iU n i versity (N a t ural Science Ed iti on)January 2011V o.l 35N o .1相对较小的狭长河段.二维模型适用于某一坐标方向混合比较均匀,如竖向混合(一般相对浅而宽的河流)或横向混合(如在分层的河口),而在其他两个坐标方向的浓度梯度较大的情况[1].二维水质模型可以广泛应用于大型河流河口,是研究河流污染较常采用的方式.1.1 二维水质模型的研究手段国内对二维水质模拟通常采用两种方式:一是针对特定水域自主开发模型;二是采取国外的水质模型软件.针对特定水域自主开发模型,近几年来,刘启峻[2]以守恒形式的二维水动力方程组为基础,开发了Tabata 的迎风有限元模型.马生伟等[3]建立了浅水湖泊风生流和TP 的二维迎风有限元数值模型.华祖林等[4-5]建立了水质模型并计算了长江南通段的潮流和浓度场.张萍峰等[6]建立了二维风生流模型等.国外发明的二维水质模拟软件主要有:M I K E21、CE -QUAL -W 2、WASP 、S M S -SED2D 、S M S -R MA4模型等.(1)M I KE21模型:由丹麦水动力研究所研发,用于二维水动力学、水质、富营养化、石油泄漏等计算,适用于河流、湖库、河口及海湾等.(2)CE -QUAL-W 2模型:由美国陆军工程兵团研发,是二维横向平均水动力学和水质模型,广泛适用于湖泊、水库和具有湖泊特性的河流.(3)WASP 模型:由美国国家环保局开发,它可以模拟几个底泥层和2个水体层,模拟范围较广,其水质模型为二维,水动力学模型为一维.(4)SM S-SED2D 、SM S-RMA4模型:SED2D 、RMA4是大型商业软件地表水模拟系统S M S (the SurfaceW ater M odeli n g Syste m )的重要组成模块,两者均为运输传送模型,SED2D 倾向泥沙传送,R MA4应用于污染物扩散输移.综合分析以上几个模型的特点,从模型模拟对象来看,CE -QUAL -W 2模型由于起初是针对水库研发的,较多用于模拟多藻体水体,因此主要用于水库、湖泊的模拟,其余模型的模拟对象广泛.从模型求解来看,S M S 模型由于采取有限元算法,网格划分灵活,可以很好地生成矩形网格和三角形网格,易于处理不规则区域边界,计算精度较高,但计算量大,计算速度较慢.M I K E21和WASP 模型由于采取差分求解法生成矩形网格来拟合实际边界,相比之下计算精度不高,但速度较快.从模型运行来看,SM S 和M I KE21模型是大型商业软件,用户界面友好,输入输出灵活,能够提供较好的技术支持.特别是S M S 软件,可以提供原程序,为二次开发提供可能.基于以上国外模拟软件,国内学者做了大量的研究,王崇浩等[7]利用M I K E2l 模型建立了渤海水域大模型和黄河口水域小模型,对黄河口潮流和泥沙输移进行了数值模拟.胡治飞等[8]应用CE -QUAL-W 2建立了北京市官厅水库水质预报系统.庄丽榕等[9]应用CE -QUAL-W 2模型模拟了福建山仔水库.孙学成等[10]进行了WASP 系统在三峡库区水质的仿真应用.廖振良等[11]通过WASP 模型软件开发了苏州河水质模型.尹海龙[12]应用S M S 模型对黄浦江水质进行改善措施分析.不管采取何种方式建模,二维水质模型的建立通常要从以下几个步骤建立.1.2 二维水质模型的建立步骤1.2.1 区域信息资料的采集了解研究区域流域状况,收集研究区域相关地形、水文、水质、降雨等详细资料,完备的水质水流报告是建立水质模型的基础.监测数据要具有代表性、实时性和动态性等特点.1.2.2 计算区域网格的生成计算网格通常采用两种形式,即有限差分计算网格与有限元计算网格,分别基于数值计算的有限差分与有限元原理.有限差分计算网格包括:等步长矩形网格、变步长矩形网格、贴体边界曲线网格.矩形网格一般应用于规则的计算边界,难以精确而光滑地拟合实际边界.贴体边界曲线网格、有限元计算网格都可以用来较好地模拟复杂不规则的边界,减少边界误差,但由于受到正交性和局部曲率的限制,贴体边界曲线网格不能完全任意地贴合河岸和海岸边界,而有限元网格则基本上可以任意地贴合河岸和海岸边界,故应根据实际地形特征选择适宜的网格生成方法.103第1期马 莉,等:河流污染二维水质模型研究及RM A4模型概述1.2.3 二维水动力学模型的建立水动力学模型是描述不同水体水文特征和流场时空分布规律的数学模型.研究不同类型水体中流场的时空分布规律是研究污染物分布的基础,掌握水体中流场特性才有可能研究污染物的分布特性.因此,水动力学模型是水质模型的流场基础.二维水动力学模拟涉及边界处理和水动力学参数设置.实际流动问题都有边界存在,属于混合初边值问题.主要有:外部流动(绕流)和内部流动(流体被限制在陆地之间),或其混合.常需截取一部分水体形成有界计算域,因而边界可分两类:一是陆边界(闭边界),是实际存在的;二是水边界(开边界),是人为规定的.边界条件的主要形式有3种:给定水位过程;给定流量过程;给定水位流量关系.选择时首先要考虑问题的物理要求.参数估计往往是一个有尝试又有主观判断的模拟计算和迭代过程.通常根据已有的河流水流水质信息以及污染物在河流中变化规律的知识,先选择一初始参数,然后将模型的输出与观测值加以比较[13],水动力学参数主要涉及床面阻力系数、动边界计算参数和紊动黏性系数等.1.2.4 二维水质模型的建立水质模型是描述水体中污染物随时间和空间迁移、扩散和转化的数学方程.它是水环境中污染物排放与水体水质之间定量关系的描述,是实际水环境中污染物物理、化学、生物化学等行为的数学概化和抽象,是由此而形成的污染物时空分布规律的描述.水质模型中也有许多重要的参数,这些参数正确与否,直接关系到水质模型在实际应用中能否正确反映实际情况.实际上,水质模拟过程,也就是对系统模型进行识别,对模型参数进行估计,再用观测值进行检验、调整的反复试验过程.水质参数主要涉及离散系数、大气复氧指数等.1.2.5 模型的验证与应用通过以上4点可以确定由选择参数所确定的河道污染物相关指数的预测数据,将此数据和实测数据进行比较分析,看是否在一个合理的误差区间、精确度是否满足.根据所监测目标河段的全面数据,将模型应用于模型所使用的范围.鉴于以上对二维水质模型的描述,故以下对目前常用的二维水质模型R MA4作一简要的介绍和分析.2 二维水质模型RMA4R MA4模型是被美国陆军工程兵团使用的TABS模型系统的一部分,在S M S中执行.SM S即地表水模型系统,由美国B ri g ha m Young大学图形工程计算机图形实验室开发[14].R MA4模型作为一个平面二维有限元法的污染物输移的水质模型,主要应用于水库、河流、河口、海湾和滨海地区污染物质的输移扩散计算,以及排污口优化、石油泄漏评价等.应用RMA4模型进行天然河道的数值模拟计算,可以满足水质预测、计算精度等多方面的要求[15].该模型执行前必须有SM S中另一模块TABS-R MA2模块提供水动力学支持.2.1 R MA4模型控制方程(hc) t+x(huc)+y(hvc)=x(hD xcx)+y(hD ycy)+S i+S0,其中:c为污染物断面平均浓度;h为计算节点的水深;u、v为x、y方向的深度平均流速;D x、D y为x、y方向的扩散系数;S i为方程式中的污染物组分反应项,诸如生物化学中的生长与降解变化,假定反应遵守一级动力学反应式,则S i=-kch,k为生物化学反应率常数;S0为源和汇项.2.2 R MA4建模过程R MA4建模过程如图1所示.104安徽大学学报(自然科学版)第35卷图1 RMA4建模过程F ig.1 R M A4m ode ling process2.3 R MA4的功能与局限性(1)可以从GFGEN中读取一维或二维的网格文件,并进行网格编辑.同时从RMA2模块中读取河段的水力学信息,并描绘流速场.(2)对于河漫滩等特殊地形,在前期R MA2模块中可以设置干湿分离;对于特殊天气,还可以进行降雨量和蒸发量的设置.(3)可以对R MA4之前运行的程序进行热启动.(4)R MA4可以同时计算包括保守物质和非保守物质在内的6种污染物质.(5)R MA4模型仅局限于污染物在垂向方向混合均匀的水流情况,对于复杂的三维流动,尤其对于分层流动,当流体的浓度对密度产生较大影响时,则需采用TABS-MDS、W ES R MA10加以描述.2.4 R MA4模型的应用举例2.4.1 前期地形数据的采集SMS的Scatter模块可以识别的有*.xyz,*.ti n以及数字高程的*.de m文件;M ap模块可以识别包括GTS、C AD或T I FF格式的图片数据.以输入C AD格式的图片文件为例,在M ap模块下,将其转化为.dx f文件,导入SMS界面,通过勾勒研究区域边界,可以导入平面坐标数据.对于高程数据,含有河底高程数据的.dx f格式文件在M ap模式下散点化,即可导入研究区域的河底高程.图2为含有高程信息的某一河段[14]的散点图.继而可以得到该研究河段的河底地形填充图,如图3所示.图2 含有高程信息的散点图F ig.2 T he data po i n ts inc l ud i ngelevation图3 河底地形填充图Fig.3 E levati on con tours of r i ver botto m105第1期马 莉,等:河流污染二维水质模型研究及RM A4模型概述2.4.2 有限元网格的生成采用的基于GIS 原理的S M S 中的地图模块(M ap M odule)、有限元网格生成模块(M esh M odu le)中的有限元网格生成模块是一种自动化的计算网格生成工具[14].考虑到该河段计算域边界较规则,三角形网格刚度较大,容易造成应力集中,而四边形网格稳定性较好,故以四边形网格为主划分计算区域,图4为该河段利用S M S 的网格生成工具自动生成的有限元网格.该区域共生成网格单元640个,其中八节点四边形单元数600个,六节点三角形单元数40个,总节点数为2021个.2.4.3 由S M S-RMA2模块建立水动力学模型首先需确定水动力边界条件.水动力边界条件分上下游边界和侧边界.上下游边界一般为动边界,对R MA2模块而言,一般为流量过程线和水位过程线.侧边界是研究河段的大小支流,研究之前必须明确,根据其对研究河段的影响程度决定取舍.图4中目标河段无边界支流,仅有一单个边界排污口.以恒定流为例,假设上边界流量为1416m 3 s -1,下边界水位为35m,排污口排污流量为5.7m 3 s -1.参数设置河底糙率为0.035,紊动黏性系数为20,图5为基于有限元网格生成的流速场.图4 有限元网格F ig .4 T he f i n ite ele m ent m esh 图5 基于有限元网格生成流速场 Fig .5 The flo w i n g field based on f i n ite ele m en t m esh2.4.4 RMA 4模型的建立及应用对于瞬时单个排污口排污,用户可以自定义排污口的位置,对于固定排污,确定恒态值,对于随机性排污则给定排污量曲线,同时确定各个模型参数.对于多个排污口,则需要对浓度场叠加.如河段为单个排污口排污,假设排放5h ,污染物排放浓度为1000ppm,污染物扩散系数为10m 2 s -1,图6、7展示的是单个排污口恒态排污下,排污1、5h 的浓度场.图6 排污1h 的浓度场F ig .6 The concen tration fie l d related to one hou r spoll u tan ts si nk s 图7 排污5h 的浓度场 Fig .7 The concen tration f i e l d re l ated to f i ve hour s po ll u tan ts sink s由以上R MA4模型的特点可以看出:(1)利用G I S 原理的SMS 中的地图模块(M ap M odule)将二维水域进行空间离散化,形成基于有限元的自动化计算网格,使得数据的精度和信度大为提高.(2)R MA2模块提供的水动力学条件是R MA4模块执行的前提.106安徽大学学报(自然科学版)第35卷(3)应用RMA4强大的后处理功能,可以直观地显示和输出污染物在空间和时间上的分布变化,可以为水质监测和管理部门提供一定的技术支持.3 水质模型的研究进展3.1 水质模型的完善与开发自1925年,美国的两位工程师斯特里特和费尔普斯在对Ohio 河流污染源及其对生活用水造成的影响的研究中,提出了氧平衡模型的最初形式S-P 模型以来,国外研究学家相继开发了生物化学需氧量和溶解氧(B OD -DO )的双线性系统模型、暴露分析模拟系统模型和具有水质分析模拟程序的食物链模型、多介质环境综合生态模型等.近年来,很多科研组织开发了不少综合水质模型,如上文所述,M I KE 、CE -QUAL-W 2、WASP 、RMA4等,但在模型的通用性、全面性、开发性、灵活扩展的程序接口方面还有很大的发展空间.因此,通过应用新技术,在对污染物扩散输移机理不断深入认识的同时,不断改进和完善已有的模型.同时,根据国内需要开发和引进新的水质模型是目前的一个发展方向.3.2 模拟对象的拓展模拟对象逐步由环境水质向环境生态过渡,综合生态模型系统成为趋势.近年来,国内研究学者林卫青等[16]建立了长江口水质和生态动力学模型,贾海峰等[17]建立了北京水系多藻类水质生态模型.目前,河流水质模拟主要是自然条件下水质指标的动态变化,比如溶解氧(DO )、5日生化需氧量(BOD 5)、营养物等水质指标,但对水体生态系统并未考虑.随着水生生态系统为对象的提出,虽然有些以水生生态系统为对象的模型被开发,此类模型对水生生态系统内部动力学关系描述详细,但是对模拟对象的水动力学条件和水质动态较为简化[17].因此,综合考虑水动力学条件下的水体生态系统将成为未来水质模拟发展方向.河流水质模拟将以生态动力学为主流,各学科相互交错与渗透,生态学与分子生物学相结合,水环境与生态的保护和管理值得关注.3.3 模拟方法的增强随着计算机技术的增强,水质模拟从最初的解析解和浓度表达发展到现在的以人工神经网络模拟辅助解析及与地理信息系统(Geograph ic Infor m ati o n Syste m,简称为GIS)相结合的数值解和逸度表达.人工神经网络(ANN s)除了可以直接应用于对水质进行模拟预测外,还可以被嵌入到水质模型模拟中,如通过人工神经网络定水质模型中的各参数,使其对水质的分析和模拟过程更趋于合理化,同时增强处理非线性问题的能力,提高预报精度等,在水质模型方面的应用研究必将随着人工智能模拟的进步而深入.地理信息系统是一种在计算机软件、硬件支持下,把各种地理信息和环境参数按空间分布或地理坐标,以一定的格式输入、存储、检索、显示和综合分析应用的技术系统.它以空间实体作为描述、反应空间对象的单位,采用空间分析和建模的方法,适时提供多种空间决策支持信息.地理系统在空间信息的查询和分析、地物叠加、地理信息实体化、空间参数的获取与传递、结果的直观表达等多方面具有优势,且已发展出组件开发的灵活集成模式[18].国内学者庄巍等[19]对长江预警预报系统进行了研发,根据长江水体二维水质模拟的不同需求,针对连续排放点源模型、瞬时排放点源模型、非稳态数值解模型这3种水质模型,提出了在G I S 平台下的集成方法,将水质模拟与地理信息系统集成,更好地满足计算精度、计算效率等方面的需要,提高了水质模拟应用的灵活性.G I S 技术的完善,将水质模拟引入一空间层次.4 结 语由以上分析可以看出,随着水质模拟方法的增强以及各种成熟的水质模拟软件的应用,水质模拟已得到快速发展,取得一系列的成果,而且应用前景广阔.但是目前由于一些实验条件的制约(研究前期资料收集的困难等),河流水质模拟还存在一定的困难.但随着科学技术的深入,尤其是水环境的信息化、智能化和实用化在水环境中的应用和发展,其必将为资源和环境的规划和管理提供更有力的支持.此外,水环境信息的不断公众化和网络化,也将为研究提供更广泛的资源渠道.107第1期马 莉,等:河流污染二维水质模型研究及RM A4模型概述108安徽大学学报(自然科学版)第35卷参考文献:[1] 王玲杰,孙世群,田丰.河流水质模拟问题的探讨[J].合肥工业大学学报:自然科学版,2005,28(3):260-265.[2] 刘启峻.太湖梅梁湾风生流的数值模拟[D].中国科学研究院地理与湖泊研究所,1993.[3] 马生伟,蔡启铭.浅水湖泊TP分布的迎风有限元数值模型研究[J].环境科学研究,1999,12(5):57-59.[4] 华祖林.弯曲河段水流水质二维数值模拟[J].水资源保护,1999(3):12-15.[5] 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污染物传输与扩散的数学模型和计算方法
污染物传输与扩散的数学模型和计算方法污染物传输与扩散是环境科学中一个重要的研究领域，通过建立数学模型和应用计算方法，可以帮助我们更好地理解污染物在环境中的传输和扩散规律。
本文将介绍几个常用的数学模型和计算方法，以帮助读者更好地理解和应用这些技术。
一、一维扩散模型一维扩散模型是最简单的污染物传输模型之一，适用于河流、湖泊等线性水体中的污染物扩散问题。
该模型基于扩散方程，假设水流速度和污染物浓度均为恒定不变，可用来描述污染物浓度随时间和空间的变化规律。
计算方法包括有限差分法、有限元法等，通过离散化求解扩散方程的数值解。
二、二维扩散模型二维扩散模型相比一维模型更加复杂，适用于湖泊、海洋等二维水体中的污染物传输问题。
该模型基于二维扩散方程，同时考虑了水流的速度分布和不同方向上的污染物传输。
求解二维扩散模型可以使用有限差分法、有限元法、贝叶斯方法等数值计算方法。
三、大气传输模型大气传输模型用于描述污染物在大气中的传输和扩散过程。
该模型基于湍流扩散理论，考虑了风速、功率谱、发射高度等因素对污染物传输的影响。
常用的大气传输模型包括高尔顿模型、高斯模型等，可通过输入源排放量和环境条件等数据，计算污染物在大气中的浓度分布。
四、水质模型水质模型是用于描述水体中污染物传输和转化过程的模型，适用于湖泊、河流、水库等水域环境。
水质模型主要考虑水流的输运、溶解、沉积和生物吸附等过程，并结合水体的水质参数进行模拟和预测。
常见的水质模型包括EUTRO模型、CE-QUAL-W2模型等。
五、计算方法在求解污染物传输与扩散模型时，常用的计算方法包括有限差分法、有限元法、随机漫步法等。
有限差分法是最常用的数值计算方法之一，通过将求解区域离散化，利用差分近似求解微分方程。
有限元法则将求解区域划分为多个小区域，通过离散化得到线性方程组，进而求解污染物浓度分布。
随机漫步法则模拟了污染物分子在水体中的随机传输过程，通过随机抽样计算污染物在空间中的浓度分布。
水质污染物分布与扩散模型研究
水质污染物分布与扩散模型研究水是我们生活中不可或缺的重要资源，但由于工业化和城市化的加速，水质污染日益严重，这对人类健康和生态环境带来了极大的威胁。
因此，研究和预测水质污染物的分布与扩散模型，对于环境保护和污染控制至关重要。
本文将介绍水质污染物分布与扩散模型的研究进展和应用。
一、水质污染物的种类和来源水质污染物主要包括有机物、无机物和微生物等。
有机物污染物主要来自农业、工业废水和生活污水等，如农药、农田流失物、工业有机废物和有机溶剂等。
无机物污染物包括重金属、硝酸盐和磷酸盐等，其主要来源是工业废水、农业面源污染和城市排水等。
微生物污染物主要来自动物粪便、人体排泄物和废水等。
二、水质污染物的分布与扩散机制水质污染物在水体中的分布与扩散受到多种因素的影响，包括水流速度、水深、水体温度、风向、水体的物理和化学特性等。
此外，水质污染物在水体中的迁移还会受到地形地貌、河道结构和湖泊水体深度等地理因素的影响。
分布模型的研究可以利用现代计算机模拟技术，根据观测数据建立数学模型，预测水质污染物的分布。
目前常用的分布模型包括二维和三维水质模型，其中二维水质模型适用于河流、湖泊和水库等相对简单的水体，而三维水质模型适用于复杂的河口、湾区和海洋等水体。
传统的分布模型主要基于质量守恒、动量守恒和能量守恒原理，通过求解复杂的方程组来推算水质污染物的分布。
近年来，由于计算机技术的进步，计算流体力学（CFD）方法在水质模型中的应用也越来越广泛。
CFD方法通过离散化和数值求解，能够更准确地模拟水质污染物的分布与扩散过程。
三、水质污染物分布与扩散模型的应用水质污染物分布与扩散模型在环境保护和水资源管理中发挥着重要作用。
以下是几个常见的应用领域：1. 水源地保护：水源地是城市和农村的重要水资源，但由于农药和有机物的使用，水源地容易受到污染。
水质模型可以预测污染物在水源地中的分布，为防止污染提供科学依据，保护水源地的水质安全。
2. 水生态环境保护：水质模型可以预测水体中污染物的来源、分布和扩散，帮助分析其对水生态环境的影响。
污染物扩散模型
污染物扩散模型概述污染物扩散模型是一种用于模拟和预测污染物在大气中的传播和扩散过程的数学模型。
它是环境科学和空气质量管理领域中重要的工具，被广泛用于评估污染物的来源、传输路径、浓度分布和对人类健康和环境的影响。
模型建立污染物扩散模型通常采用数值模拟方法建立，其中最常用的方法包括高斯模型、拉格朗日模型和欧拉模型。
高斯模型高斯模型基于高斯分布理论，通过假设污染物的扩散呈现高斯分布，来预测污染物在空间中的传播和浓度分布。
该模型适用于平坦地表和相对简单的地形条件下的污染物扩散预测。
拉格朗日模型拉格朗日模型基于污染物的运动轨迹来模拟扩散过程。
它采用随机模拟方法，将污染物的源点和初始速度作为输入，通过模拟污染物粒子的运动路径，来预测污染物在空间中的分布。
拉格朗日模型适用于地形复杂、污染源多变或移动的情况。
欧拉模型欧拉模型是一种基于流体动力学原理的模型，它通过对大气流场进行数值模拟，来预测污染物在空间中的传播。
欧拉模型适用于研究大气中较大尺度上的污染物扩散过程，能够考虑地形、气象因素和污染源的作用。
模型输入污染物扩散模型的输入包括以下几个方面：污染源数据污染源数据是指污染物在空间中的来源和排放信息，包括源位点、污染物排放速率、时间和空间分布等。
这些数据通过监测和测量获得，在模型中用于确定污染物的初始条件。
大气条件数据大气条件数据是指影响污染物传播和扩散的气象因素，包括风速、风向、温度、湿度和气压等。
这些数据通常通过气象站观测或数值模拟获得，在模型中用于确定污染物的传播路径。
地形和建筑物数据地形和建筑物数据是指地表和建筑物对污染物传播和扩散的影响。
地形数据包括地表高度、坡度和植被覆盖等，建筑物数据包括建筑物高度、密度和分布等。
这些数据通常通过遥感技术或测量获得，在模型中用于确定污染物的传播路径和浓度分布。
模型输出污染物扩散模型的主要输出包括以下几个方面：污染物浓度分布图污染物浓度分布图是模型预测的污染物浓度在空间上的分布情况。
利用动态分段技术进行河流-维水质扩散模拟
利用动态分段技术进行河流-维水质扩散模拟
孙启宏;乔琦
【期刊名称】《环境科学研究》
【年(卷),期】1997(000)005
【摘要】无
【总页数】1页(P43)
【作者】孙启宏;乔琦
【作者单位】无
【正文语种】中文
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1.一维水质模型对河流污染物扩散的简单模拟 [J], 刘圣勇
2.动态分段技术在河流污染物扩散中的应用研究 [J], 李胜; 王帅; 袁秀华
3.利用流管-有限体积法的河流水质二维数值模拟 [J], 赵万星;陈景秋
4.利用BIM5D技术进行群塔施工方案动态模拟与分析 [J], 潘卫康;赵保元
5.河流一维水质时空扩散动态模拟 [J], 许淑娜;杨令宾
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二维水质模型在吉林市江段污染带水质预报中的应用
二维水质模型在吉林市江段污染带水质预报中的应用
熊鹰
【期刊名称】《东北水利水电》
【年(卷),期】1990(000)008
【总页数】4页(P34-37)
【作者】熊鹰
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】X832
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1.二维水质模型在污染带长度计算中的应用 [J], 任照阳;邓春光
2.二维水质模型在吉林江段污染带水质预报中的应用 [J], 熊鹰
3.瞬时源二维水质模型在环境损害评估中的应用初探——以长江中下游某市水源地污染事件为例 [J], 潘铁山;万寅婧;潘旻阳;徐静
4.二维随机水质模型在模拟污染带中的应用 [J], 郭琳;蔡固平;曾光明
5.二维灰色水质模型在地下水污染模拟中的应用 [J], 朱长军;郝振纯;李树文;周继红;刘德东
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污染物扩散的一种计算模式
污染物扩散的一种计算模式
王长海
【期刊名称】《交通环保》
【年(卷),期】1997(018)001
【摘要】提出一种计算局部二维流场和污染物扩散的简易处理方法，目的是在保证精度的前提下，提高计算效率，通过实例计算，证明本方法切实可行，完全能满足水环境工程计算的要求。
【总页数】5页(P9-13)
【作者】王长海
【作者单位】交通产天津水运工程科学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】X132
【相关文献】
1.手机调用远程计算机医学图像资源——一种医学云计算应用模式 [J], 张晓丁;刘静
2.网格计算:一种新型计算模式 [J], 李其芳
3.应用型软件人才创新实践能力培养的一种有效模式——黑龙江东方学院计算机软件专业五层次实践培养模式 [J], 郭俊凤;田崇瑞;高婷婷;尹奇龙
4.公路交通气态污染物扩散模式中的几何参数计算 [J], 李修刚;王炜;李方;邓学钧
5.EXCEL软件在污染物扩散模式计算中的应用 [J], 房玮
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混凝土氯离子二维扩散模型及工程验证
混凝土氯离子二维扩散模型及工程验证
张伟;董志良;吕黄
【期刊名称】《水运工程》
【年(卷),期】2009(000)006
【摘要】建立了氯离子在混凝土中扩散的二维模型,给出了解析解.通过几个工程实例对二维模型进行验证,结果表明,混凝土氯离子实测值与二维模型预测值完全相符,取得了满意的验证效果.
【总页数】5页(P35-39)
【作者】张伟;董志良;吕黄
【作者单位】重庆交通大学河海学院,重庆,400074中交四航工程研究院有限公司,广东,广州,510230;中交四航工程研究院有限公司,广东,广州,510230;中交四航工程研究院有限公司,广东,广州,510230
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.01
【相关文献】
1.修正的氯离子在混凝土中的扩散模型及其工程应用 [J], 薛鹏飞;项贻强
2.基于混凝土表面氯离子浓度时变性的氯离子扩散模型研究 [J], 王展飞;杨鼎宜;李鹏
3.考虑表面氯离子质量分数的沿海混凝土桥梁氯离子扩散修正模型 [J], 何化南;冯叶;张冠华;王佳伟
4.海洋环境下港口工程混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型 [J], 揣亚光
5.基于二维混凝土随机细观模型氯离子扩散数值模拟 [J], 陈宣东;刘光焰;虞爱平;王晓峰;黄达
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问题定义
数据输入
分析操作
显示输出
流程框图
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8.3.5 GIS与环境模型的集成方式
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大气污染监测管理
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3）
设置指标权重
超指标值法
专家赋值法
层次分析法
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4）评价模型的建立与评价结果的表达
根据解决实际问题的需要,用户可选 取综合评分模型和模糊综合评判模型, 通过输入评价分级数,系统将自动生成 评价结果图。
流场地图显示 水流模型计算 流场三维显示 污染物浓度等值线地图显示 污染物扩散模型 污染物浓度等值线三维显示
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8.4.3 二维水体污染扩散模型的集成
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8.3.1 GIS在环境模型研究发 数据查询分析
可视化输出
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8.3.2 系统功能实现
数据的集成管理 大气扩散模型计算 模型计算结果的评价分析
大气环境影响预测
● 了解项目建成后对大气环境质量影响的程度和范围。 ● 比较各种假设方案的大气环境质量的影响。 ● 给出各类或各个污染源对任一点污染物浓度的贡献。
8.2
GIS环境下模型空间离散技术
利用网格剖分技术将连续的空间离散化， 以网格点为控制点，将模型空间和地理空间对
应起来。这是基于GIS环境模拟和预测的基础。
第八章 环境污染模拟与预测GIS
环境污染模拟与预测 GIS环境下模型空间离散技术 大气污染扩散模拟GIS 水体污染扩散模拟GIS
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8.1
环境污染模拟与预测
基于GIS的环境污染模拟与预测主要
是利用GIS对环境污染状况进行模拟分析， 预测其影响范围、空间分布特征和时间动
态变化等。
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★ 大气环境影响预测
利用数学模式和必要的模拟实验， 计算或者估算建设项目的污染因子在 评价区域内对大气环境质量的影响。
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GIS与二维水体污染扩散模型的集成
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8.4.1 系统评价实现步骤
评价指标选择与评价采样点设置
评价单元的构建 设置指标权重 评价模型的建立与评价结果的表达
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★ 矩形网格
★ 三角形网格
★ 正交曲线网格
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8.3 大气污染扩散模拟GIS
大气扩散指标
GIS与大气质量模型的集成 基于GIS的大气环境影响预测与模拟
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另外,系统还提供了图形编辑功能, 便于专业人员在系统分类的基础上结合 该区区域地质环境特征进行图形再编辑, 使评价结果更加合理化、实用化。
系统应用举例
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8.4.2 二维水体污染扩散模型
二 维 水 污 染 扩 散 模 型 任意河段有限元格网剖分 格网显示
1）评价指标选择与评价采样点设 置
●评价指标选择有两种方式：从外挂数 据库中或从评价图层属性列表中选择。 ●评价采样点设置了3 种方式,一是点 选;二是拖动矩形框选择;三是多边形选 择,此外可选择拟参与评价的采样点的 起始和终止时间。
2） 评价单元的构建
系统设置了两种构建评价单元的方法, 即栅格型和矢量型。前者是由一系列正交 网格组成的评价单元,用户以人机对话方 式可以选择横向和纵向网格个数与间距; 后者是利用GIS 软件的空间叠置分析功能, 生成评价单元,此方式较前者降低了评价 过程中人为因素干预, 对于较少的评价指 标往往具有良好的效果。
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可视化表现
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8.3.3 大气扩散模式
高架点源扩散模式 面源扩散模式 线源扩散模式
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8.3.4 高斯大气扩散模式与GIS的集成
包头市大气二氧化硫分布图
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增加不同参数污染源的污染分布图
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8.4 水体污染扩散模拟GIS
水环境模型及其GIS表达 GIS与一维水体污染扩散模型的集成