城市河流水质模拟优化与生态恢复研究

摘要

在城市的形成和发展中，河流作为最关键的资源和环境载体，关系到城市的生存并制约着城市的发展，是影响城市风格和美化城市环境的重要因素：同时它又是城市的生命之源、活力之源，常常决定着城市的繁荣与衰落；此外还是城市生态系统的绿色生命线，对城市维持生态平衡发挥着无可替代的作用。 但是随着城市化进程的加快以及人口的不断增加，人类在尽享河流带来之便利的同时，也在不断地改造着城市河流，使得城市河流的功能不断退化，生态平衡被严重破坏，水环境污染和水资源短缺问题日益严重，已引起人们的广泛关注。因此，城市河流水环境污染的整治成为国内外关注的焦点，变得刻不容缓。 本文在总结国内外学者对城市河流水环境污染整治研究的基础上，通过建立河流一维水质模型，实现对城市河流水质的模拟计算；针对目前城市河流的污染现状以及存在的问题，通过与水污染控制相结合，利用水体的自净能力，对排污口的污水进行处理，使河流的水质满足控制目标；构建了考虑污水处理费用及引水费用相结合的优化模型，在确定各河道总需水量与各河道年平均降雨补给总流量后，利用模型对各河道的流量及排污口的污水处理率进行优化计算，为水污染控制模拟优化提供了一定的依据。 本文以Visual Basic6.0为平台，开发了“城市河流水质模拟优化”计算机辅助系统。该系统具有良好的人机对话机制，操作简单、方便，可协助用户实现对各河道计算断面的水质模拟计算及各河道上排污口污水处理率的优化计算。由于建立的水质优化模型是一个非线性的，所以采用加速遗传法计算，由Fortran编写计算程序，通过VB调用，使程序具有了很好的通用性。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究进展分析

1.2.1国外研究进展

1.2.2国内河流治理的阶段性发展

1.2.3水质模型的发展概况

1.2.4我国河流治理存在的问题

1.3本论文研究的主要内容

2河流水质模型

2.1河流水质模型的基本介绍

2.1.1河流水质模型的概念及意义

2.1.2水质模型的任务

2.1.3水质模型建立的基本原则

2.1.4水质模型的优势及其局限性

2.2河流水质优化原理

2.3水质模型的建立

2.3.1基本方程

2.3.2模型的确定

2.3.3 Streeter-Phelps模型的参数估计

2.4本章小结

3河流水质模拟优化

3.1水质模拟的准备

3.2单一河流的水质模拟

3.2.1 BOD的模拟

3.2.2 DO的模拟

3.3含有支流的河流水质模拟

3.4河流水质优化模型的建立

3.4.1建模思想

3.4.2数学模型

3.4.3模型的求解

3.5本章小结

4河流水质模拟优化的程序设计

4.1程序总体设计结构

4.1.1总体结构

4.1.2计算程序流程图

4.1.3程序运行流程图

4.2程序运行说明

4.3本章小结

5实例应用

5.1背景资料

5.2水质模拟优化计算

5.2.1总需水量计算

5.2.2降雨量

5.2.3模拟优化

5.3本章小结

6城市河流的生态恢复

6.1恢复生态的概念

6.2河流恢复的概念

6.3河流恢复的原则

6.4河流恢复的尺度

6.5河流恢复的目标

6.6河流恢复的评估要点

6.7河流水质的生态恢复

6.7.1河流水污染物的稀释与自净机理

6.7.2城市河流水质生态恢复的方法与技术

6.8国内外成功的例子

6.9本章小结

7结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢