受潮汐影响的河网水质模型的研究与应用

摘要

随着对水环境治理的日益重视和大力投入，研究感潮河网地区的水流运动和水环境变化规律越来越重要。利用数值模拟分析水质变化是水环境污染治理规划中的主要组成部分。本论文以平原闸控感潮河网地区的水环境为研究对象，结合平原闸控感潮河网的具体水环境特征，选择用WASP5系统作为平原闸控感潮河网水质模拟的基本工具；并结合平原闸控感潮河网的水动力特性，利用Preissmann隐式差分格式建立河网的一维水动力数值模型；进一步建立水动力模型和水质模型的耦合，使之可以应用于闸控感潮河网水环境的模拟。 本论文的主要研究内容有：①针对平原闸控感潮河网水动力水质变化的复杂性，对现有的河网水质模型的结构、功能等方面做充分的比较和选择；②以Saint-Venant方程组为基础，利用Preissmann隐式差分格式建立河网的一维水动力数值模型；并通过河道法对方程组进行数值求解；③将WASP5水质模型运用到平原闸控感潮河网区进行水质模拟，同时针对河网的具体特点，将WASP5水质模型进行优化；④建立WASP5水质模型和一维河网水动力模型的耦合模型，将水动力模型计算所得到的水动力参数应用到WSAP5水质模型中，得出河网内各河段的水质变量浓度；⑤将WASP5水质模型计算出的结果运用Mapinfor工具进行图形显示，使冗繁而枯燥的数值计算结果变得直观、生动，有利于决策者进行快速、正确的决策。

目录

文摘

英文文摘

前言

学位论文独创性声明及学位论文使用授权说明

1绪论

1.1问题的提出

1.1.1我国的水环境现状

1.1.2上海市水污染概况

1.2水体富营养化成因及其危害

1.3研究平原河网地区水环境模拟模型的重要意义

1.4平原河网水质模型

1.4.1平原河网水环境模拟的研究进展

1.4.2现有河网水质模型

1.4.3平原河网水环境模拟对模型功能的需求

1.5论文的主要内容和研究方法

2感潮河网水动力模型

2.1河网计算基本方程

2.1.1 Saint-Venant方程组

2.1.2方程的离散

2.2 一维河网非恒定流的数值解

2.2.1环状河网水流计算

2.2.2定解条件

2.2.3水力模型的参数

2.3对河网中闸坝等构筑物的处理

2.4本章小结

3 WASP5模型系统

3.1 WASP5模型简介

3.2富营养化生态模型及模型求解

3.2.1水质组分平移-扩散基本方程

3.2.2富营养化生态模型

3.3本章小结

4 WASP5模型在受潮汐影响河网区的应用研究

4.1上海青浦松江区河网水系概况

4.2河网概化

4.3模型的应用

4.3.1水动力模型的应用

4.3.2水质模型的应用

4.4模型验证结果分析

4.4.1水量计算的结果分析

4.4.2水质计算的结果分析

4.4.3计算结果的可视化显示

4.5本章小结

5总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢