025412125陈玉超(水环境模拟)讲解

《水环境模拟》课程设计报告基于HSPF水文水质模型研究综述

班级0254121

专业水文与水资源工程

姓名陈玉超

学号025412125

指导教师梁峰；吴俊峰

市政与环境工程学院

2014年6月20日

河南城建学院本科课程设计

摘要

水环境作为一个开放的巨系统,充满着来自各方面的不确定因素,包括其内在的污染物在水中的扩散、迁移、沉淀、生物分解等物理、化学、生物与其综合作用的影响外,还包括种种来自于自然界、人类等外来条件的干扰。这就给水质规律方面的研究带来了很大困难。为了提高研宄者对水环境的认识并做出更加切合实际的决策,就需要借助水质模型来定量化水质变化过程，其在一定程度上能够定量反映水质变化规律。本文简单介绍了水质模型的分类和国内外研究现状,重点以HSPF( Hydrological Simulation Program-Fortran)水质模型为研究对象，探讨了其国内外的发展历史，结构和功能，以及在非点源水环境污染中的应用。最后，对HSPF水质模型研究方向进行了展望。

关键词：水质模型；HSPF模型；非点源；研究进展

河南城建学院本科课程设计

Abstract

Water environment is a huge and open system, the uncertain factors from various aspects, including diffusion, the contaminants in the water migration, precipitation, biological decomposition, chemical, biological and physical interaction, including interference from all in nature, human and other external conditions. This has brought great difficulties to the research on water quality of. In order to improve the research on the knowledge of the water environment and make more realistic decision, we need the help of water quality model to quantify the variation process of water quality, which can quantitatively reflect the variation of water quality in a certain extent. This paper introduces the model of water quality classification and research status at home and abroad, focusing on HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) water quality model as the research object, discusses the domestic and international development history, structure and function, and the application in water environment pollution. Finally, the research orientation of HSPF water quality model is discussed.

Keywords:water quality model; HSPF model; non-point source; research progress

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目录

第一章绪论 (1)

1.1 概述 (1)

1.2 水质模型研究现状概述 (1)

1.2.1 水质模型发展历史 (1)

1.2.2 水质模型的国内外研究概况 (2)

1.3 水质模型的发展 (3)

第二章 HSPF模型 (4)

2.1 HSPF模型的主要结构和功能 (4)

2.2 HSPF在非点源中的应用研究 (5)

2.2.1 水文模拟 (5)

2.2.2 非点源污染与水质模拟 (5)

2.3 HSPF模型存在的问题 (6)

第三章 HSPF研究展望 (8)

3.1 研究方向展望 (8)

3.2 HSPF在我国的应用及展望 (8)

结论 (9)

参考文献 (10)

河南城建学院本科课程设计第一章

第一章绪论

1.1 概述

近年来，于我国人口的增加、对环境的需求不断扩大，及工、农业生产布局的不合理与管理的漏洞，水体环境的压力愈来愈大。工业废水、生活污水以及农业非点源污染物等进入水体，得相当多的水体污染负荷已超过其承载力，污染已成为制约和困扰我国可持续发展的一大障碍。为了在满足水质要求的情况下最大化利用水资源,需要对水体污染物中的迁移转化机制的进行定量描述,也即利用水质模型为管理决策提供理论依据。近几十年来，水质模型作为水环境保护的有效工具，已经广泛应用于环境污染控制和水质规划理中。水质模型是利用数学语言来阐述水体污染过程中的物理、化学、生物化学及生物生态各方面之内在规律和相互联系[1]。它可用于水质模拟和预警预测，进行水质评价，制订污染物排放标准和水质规划，为水环境的综合整治和科学管理提供科学依据[2]。最早的模型是由美国工程师Streeter和Phelps 在1925年首先提出的S-P模型。自从S—P模型之后，又相继出现了W ASP、QUAL、BASINS、QUASAR、MIKE、OTIS、BLTM等模型，其中以WASP、QUAL模型应用最广、发展的最为完善。水质规划的基本课题是根据水体预定的基本功能所要求的水体的自净能力来确定允许排入的污染物负荷[3]。对于已经污染的水体，则是确定如何削减各污染源的污染负荷，以最低成本使水体水质恢复到预定目标。水质模型的另一应用是进行水环境容量计算。水环境容量为水体在规定的水环境目标下所能容纳的污染物最大负荷或纳污能力，研究对象是水体的自净能力。环境容量是环境管理的基本依据，是环境规划的主要环境约束条件，也是污染物总量控制的关键参数[4]。水质模型也可以应用于水质预警预报[5]。

1.2 水质模型研究现状概述

1.2.1 水质模型发展历史

自 1925 年以来，水质模型的研究与发展，大致分为以下几个阶段[2,6]

第一阶段（1925－1980 年）：这一阶段水质模型的研究对象是水体水质本身，即只包括水体自身的各水质组分，将水体的污染源、底泥、大气等的作用都视为