一维水质模型

摘要： 【目的】研究卫河水系新乡段环境流量最小值,促进河流生态系统的规划与保护研究。【方法】将环境流量最小值分为生态需水量、水质自净需水量和输沙需水量3部分。首先采用Tennant法计算生态需水量,采用一维水质模型计算水质自净需水量,根据汛期输送单位泥沙所需水量来计算输沙需水量。其中,计算生态需水量时,Tennant法基于径流突变前的自然水流(1963—1982)。计算水质自净需水量时,鉴于河流的水污染特征存在明显的空间差异,提出通过聚类分析和判别分析识别导致水污染空间变化的显著水质指标。为验证环境流量推荐值的合理性,采用变动范围法(RVA)计算独立的环境流量值与环境流量推荐值进行比较。最后,将环境流量的推荐值与自然水流(1963—1982)的多年平均流量进行比较从而分析环境流量的盈缺状况,并以月为单位评估了环境流量保证率。【结果】干流自上而下7个水文站的生态需水量存在较大差异。在污水达标排放情景下,修武站和合河卫站的水质自净需水量分别为0.74 m^(3)/s和5.98 m^(3)/s。各站输沙需水量大致在8月达到最高值,沿程输沙需水量存在较大差异。环境流量的盈缺分析表明,7个水文站中合河卫站、汲县站、刘庄站出现明显缺水。环境流量保证率表现为:7个水文站汛期的保证率均明显低于非汛期。淇门站的保证率最高,合河卫站的保证率最低。【结论】卫河水系新乡段7个水文站环境流量的推荐值为:修武站的环境流量范围是0.74~7.28 m^(3)/s,合河卫站的环境流量为5.98 m^(3)/s,汲县站环境流量范围为0.85~18.51 m^(3)/s,淇门站为1.55~65.73 m^(3)/s,合河共站为0.47~34.61 m^(3)/s,黄土岗站为0.53~36.63 m^(3)/s,刘庄站为0.17~61.54 m^(3)/s。

摘要： 基于葫芦河静宁、秦安水文站数据以及实测断面数据,采用分析借用法、二断面实测法以及经验公式法分析了葫芦河中上游静宁、庄浪工业、农业用水区(属于二级水功能区)的综合降解系数,确定该区的水质模型.结果表明,葫芦河流域静宁水文站-高家峡段化学需氧量和氨氮降解系数分别为0.22和0.17/d,相比其他河流较小;常规水质监测表明,2018年葫芦河经过专项治理,水质得到显著改善,基本满足Ⅲ类水质标准,葫芦河2018年枯水期降解性能较差可能受流量、流速较小的限制;通过对模型参数(设计流量、流速等)的分析确定了河段污染物枯水期的一维水质模型.

摘要： 本文以广西龙江河镉污染事件的数据为依据,从重金属镉传播特性角度出发,结合系统动力学理论,率定了重金属镉污染扩散系数,建立了镉污染一维传递模型,探讨了在不同流速下镉在各个监测点之间的传播过程.利用模型预测了洛东电站镉污染物浓度,与实际污染数据对比其R2=0.867,并进行可视化展示.

摘要： 干旱流域水质恶化已成为不可忽视水环境问题,其显著特点为水量较小,污染严重,改善任务十分艰巨.本文以张家口市境内永定河上游为例,根据水体污染现状,选取化学需氧量、氨氮和总磷作为容量核算因子,应用适用于干旱区的改进系数公式法,研究张家口市永定河上游流域的水环境容量及其合理分配问题.结果表明:张家口市永定河上游流域化学需氧量、氨氮和总磷的水环境容量分别为16264.4、789.15、183.64 t·a–1;工业、城镇生活、农村生活、农业面源、畜禽养殖和旅游业的化学需氧量削减量分别为317.05、3108.66、318.10、67.14、130.19、207.57 t·a–1;氨氮削减量分别为72.83、1212.64、238.95、45.48、237.37、97.89 t·a–1;总磷削减量分别为2.23、61.48、12.35、4.49、10.87、3.39 t·a–1.研究所得永定河上游张家口区域内水环境容量科学合理,为张家口市相关部门开展水环境治理、制定重点企业排放限值提供了科学依据,具有切实可行的实际意义.

摘要： 生态补偿是生态文明建设的重要组成部分,其中确定补偿主体和补偿标准是进行补偿的关键.通过分析生态补偿存在的问题,建立了基于污染损失和逐级协商的补偿额度测算方法,并从理论补偿标准入手,引入修正系数,以湘江流域为例,测算了流域污染损失补偿量.考虑到各地区经济发展水平、用水量和用水效率存在差异,选取各市GDP、用水量、万元GDP用水量、万元工业增加值用水量和农田灌溉水有效利用系数进行调节.结果表明,2016年湘江流域补偿分配额为:衡阳补偿永州75.525万元、衡阳补偿株洲250.800万元、湘潭补偿株洲257.191万元、长沙补偿湘潭980.700万元、长沙补偿岳阳168.120万元、郴州补偿衡阳476.076万元、株洲补偿衡阳56.680万元、娄底补偿湘潭397.375万元、衡阳补偿邵阳161.025万元.基于污染损失的补偿标准符合当前我国补偿实例的要求,可作为补偿标准的下限.研究结果可为量化流域水功能区生态补偿标准提供依据和参考.

摘要： 浰河是汉江的一级支流流域内工业污染、农业污染及乡镇生活污染日益严重,对汉江中游的水质产生了较大影响。为实现浰河流域水环境质量改善的目标,以化学需氧量(COD)、氨氮和总磷作为计算因子,选用一维水质模型估算浰河流域干流及6条支流的水环境容量。结果表明,浰河全流域的环境容量为:COD 9 240.375 t/a,氨氮-5 133.274 t/a,总磷-5 320.858t/a;浰河流域水环境容量超负荷主要集中在中下游,氨氮和总磷是主要污染因子;浰河流域中下游的象河、南泉河及长龙河不同程度的失去了水质自净能力,水环境质量日益恶化。在此基础上,提出全流域分段分区实施生态工业区建设、农村环境综合整治和建立生态补偿机制等生态治理对策。

摘要： 盐津河是贵州省仁怀市主要供水水源和污染受纳水体。盐津河目前污染严重,水质超标,这在一定程度上给当地工、农业和居民生活用水安全带来严重隐患。以盐津河为计算对象,收集分析当地水文资料,并开展沿河污染源调查分析,确定了纳污能力计算的指标为COD、NH3-N和TP;依据水功能区特征,进行控制单元的划分,在此基础上对规划水平年(2030年)进行污染源预测;利用一维水质模型和纳污能力计算模型对各控制单元分别进行纳污能力计算。计算结果表明,现状年和规划水平年盐津河的纳污能力均为负值。根据盐津河污染现状,在规划水平年提出相应的水污染防治建议。建议实施后,COD削减量为722.3 t/a,NH3-N削减量为97.2 t/a,TP削减量为9.3 t/a,盐津河可达到其生态目标。本文可以为盐津河当地水环境治理提供参考和科学依据。

摘要： 安徽双桥河是巢湖的主要入湖河流之一,其水质长期处于劣V类,直接威胁居民饮水安全.基于双桥河流域现状特征,本研究以化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)为主要污染因子,利用一维水质模型核算双桥河流域水环境容量.研究表明,流域内 COD 、N H3-N及T P的环境容量分别为 -755 .7 t/a 、38 .42 t/a 、-3 .438 t/a .同时,根据污染负荷分配(T M DL )原理,依据污染负荷贡献率,开展流域内各污染源负荷总量分配,并分别制定点源与面源污染负荷削减方案 .结果表明,流域内 N H3-N 的点源、面源负荷比分别为50.53% 、48 .66% .其中,点源的城镇生活削减为17 .59 t/a ,面源的农村生活、分散式畜禽养殖、集中式畜禽养殖、农业面源、城市地表径流、垃圾渗滤液、水产养殖削减量分别为16 .6 t/a 、0 .45 t/a 、0 .47 t/a 、1 .63 t/a 、0 .04 t/a 、0 .13 t/a 、0 .41 t/a.本研究结果为双桥河流域全面实施水质目标管理体系奠定基础,同时为基础资料相近的小流域水质模拟提供借鉴和技术支撑 .

摘要： 为了探索大同市域地表水环境容量,给环境管理部门合理制定水污染物总量控制方案提供技术支撑,在系统研究大量水环境容量研究文献基础上,根据大同市主要河流的水文、水质监测数据的完备情况,选用一维水质模型,建立了适用于市域地表水环境容量计算的数学模型.对大同市主要河流的水环境容量进行了计算,全市地表水COD环境容量为4117.69t/a,氨氮环境容量为185.02t/a.根据环境统计数据,将各县区水污染物排放量与水环境容量进行比较研究,判断矿区是水环境容量超载最为严重的区域.

摘要： 以海河流域230个重要水功能区为研究对象,针对不同水功能区纳污能力计算要求,结合海河流域河流实际、污染物扩散和排污口分布特点,建立一维水质模型,对设计流量、综合降解系数等主要参数进行率定,计算海河流域重要水功能区的纳污能力,并从不同类型水功能区和省市2个层面对污染物入河削减量进行分析,为水功能区监督管理和限制排污总量意见的制定奠定了良好基础.

摘要： 针对单一设计流量在纳污能力计算中存在的不足,在入河污染物量、水质目标浓度和综合降解系数相同的条件下,利用一维水质模型,计算了不同保证率(50％、75％、90％非汛期平均流量,75％枯水期平均流量,90％最枯月平均流量)下卫河、卫运河的纳污能力,分析了设计流量对纳污能力的影响,并推荐选取75％枯水期平均流量作为卫河和卫运河水功能区纳污能力计算的设计流量.

摘要： 以鄂尔多斯市主要河流为研究对象,以水功能区为基本单元,采用一般河流水功能区纳污能力计算的一维水质模型分析了鄂尔多斯市41个水功能区的水环境承载能力.并结合水功能区水质目标,以规划水平年鄂尔多斯市污染排放预测结果为基础,提出了污染物的分阶段控制量和削减量.针对鄂尔多斯市以工业污染为主的特点,提出了工业污染防治的若干建议,为鄂尔多斯市水污染防治和污染物减排提供依据。

摘要： 漳卫南运河子流域水资源矛盾突出，水污染问题严重，现有污染物排放总量已大大超过该流域的环境承载能力，对其水环境污染物进行总量摔制设计及管理具有十分重大的意义。根据漳卫南运河子流域水环境综合管理基线调查报告以及从当地流域管理部门调查得到的数据，利用一维水质模型，计算得到子流域COD和氨氮的环境容量分别为30410.71 t／a和1433.03 t／a。根据环境容量设计了总量控制方案，污染物排放量第一次削减于2010年达成，所有排污口均达标排放， CODMn和氨氮的允许排放总量分别为151228 t／a和7077 t／a：第二次削减计划到2020年最终达成，CODMn和氨氮的允许排放总量将降至29184 t／a和1423 t／a。实施该总量控制后，漳卫南子流域的污染物排放总量能够小于该子流域的环境容量，使流域的水环境逐步得到恢复。

摘要： 在许多河流的上游或者在河流的枯水季节,地下水的补给作用对河流水质有着重要影响.对以忽略弥散的一维水质模型为基础的、考虑地下水补给影响的新解析解,讨论其在两个特定条件下的数理意义.通过对比新解和不考虑地下水补给的经典解,讨论点源与线源之间的内在联系和本质区别,论证新解不是经典解的简单迭加;利用新解,定量研究了地下水补给强度对河流水质浓度沿河衰减过程的影响规律.以安徽省境内颍河为例.利用实测数据研究地下水补给对河流水质浓度的影响程度;研究表明,在枯水季节,忽略地下水补给的作用,将导致水质模型计算误差的理论值达到9.3％.

摘要： 本发明公开了一种二维水动力水质模型构建方法，其包括以下步骤：S1、生成覆盖计算域的若干叶网格，根据叶网格的初始划分水平将其划分为若干个子网格；其中初始划分水平为最大划分水平，叶网格为最大网格单元；S2、通过OpenMP建立并行模型，根据生成的叶网格和子网格在建立的并行模型中生成水动力水质模型自适应网格，得到二维水动力水质模型。本方法能够大幅度降低自适应网格生成的时间，进而缩短二维水动力水质模型的构建时间，同时构建好的二维水动力水质模型能够细化地形坡度较大区域的网格，同时可以根据水位和污染物浓度梯度自适应调整网格大小，使得本方法可以保证模型的静水和谐性和模型的模拟精度。

摘要： 本发明公开了一种河流二维水质数值模型计算网格局部优化加密绘制方法。通过网格局部优化加密绘制方法，实现对二维规则精细网格特殊计算位置按任意比例进行局部优化加密，满足实际数值模拟计算过程中，对不同计算位置、不同计算任务需要不同精细程度的网格的需要，提高计算的效率和减少硬件开销。本发明基于已有的水质模型数值模拟网格绘制方法和工具，实现了简单高效的二维水质模型计算网格优化绘制，为基于规则网格的数值计算提供数据支撑。

摘要： 本发明涉及一种平板式二维地下水水动力及水质模型装置，包括水箱、沙箱以及供水装置。所述水箱包括承压层隔板，可灵活调控模型内部水力梯度，模拟不同承压层情形；所述沙箱包括支撑杆、前面板、后面板以及底板，可实时观测模型内部水力条件变化并取水样。应用本装置，可以更好地控制实验介质的物理特性，模拟多种情形复杂流态下污染物在地下水中的运移情况，提供高效观测途径，同时通过对模型的组装和拆卸，灵活调整模型功能，也可为模型提供外接升级设备，提高模型利用率，降低成本。

摘要： 本发明公开了一种一维河网与三维河口水文水质模型的连接方法，包括如下步骤：S1、构建一维河网水环境数学模拟模型；S2、构建三维河口水环境数学模拟模型；S3、对一维河网水环境数学模拟模型和三维河口水环境数学模拟模型进行耦合。通过建立一维河网模型与三维河口模型连接方法，节约模型计算成本；可以更为准确地计算出河网与河口区的水量、泥沙、关键污染物物质通量。

摘要： 三维模型编码装置(300)，具备：投影部(301)，将三维模型投影到至少一个以上的二维平面，从而生成二维图像；校正部(302)，利用二维图像，对二维图像中包括的构成没有投影三维模型的无效区域的一个以上的像素进行校正，从而生成校正图像；以及编码部(304)，对校正图像进行二维编码，从而生成编码数据。

摘要： 三维模型分发方法，根据三维模型，生成深度图像(S121)，分发深度图像以及用于根据深度图像恢复三维模型的信息(S122)。例如，三维模型分发方法也可以，进一步，利用二维图像压缩方式，对深度图像进行压缩，在所述分发中，分发压缩后的深度图像。例如，在所述深度图像的生成中也可以，根据三维模型，生成不同视点的多个深度图像，在所述压缩中，利用多个深度图像间的关系，对多个深度图像进行压缩。

摘要： 本发明涉及一种三维含植物河道水动力及水质模型装置，包括依次连接的入水箱(5)、模型河道(2)和出水箱(9)，所述的模型河道(2)上设有可沿河道移动污染物投放装置(11)，河道移动污染物投放装置(11)用于将预先配置的污染物投放到模型河道(2)中，所述的模型河道(2)由两侧的侧板和底板(7)构成，所述的底板(7)的中部设有用于排布安放植物的植物区域安装槽(71)。与现有技术相比，本发明具有结构较简单，设计合理，系统误差小，观测取样方便且重复利用率高等优点。

摘要： 本发明公开了一种二维水动力水质模型构建方法，其包括以下步骤：S1、生成覆盖计算域的若干叶网格，根据叶网格的初始划分水平将其划分为若干个子网格；其中初始划分水平为最大划分水平，叶网格为最大网格单元；S2、通过OpenMP建立并行模型，根据生成的叶网格和子网格在建立的并行模型中生成水动力水质模型自适应网格，得到二维水动力水质模型。本方法能够大幅度降低自适应网格生成的时间，进而缩短二维水动力水质模型的构建时间，同时构建好的二维水动力水质模型能够细化地形坡度较大区域的网格，同时可以根据水位和污染物浓度梯度自适应调整网格大小，使得本方法可以保证模型的静水和谐性和模型的模拟精度。

摘要： 本发明公开了一种河流二维水质数值模型计算网格局部优化加密绘制方法。通过网格局部优化加密绘制方法，实现对二维规则精细网格特殊计算位置按任意比例进行局部优化加密，满足实际数值模拟计算过程中，对不同计算位置、不同计算任务需要不同精细程度的网格的需要，提高计算的效率和减少硬件开销。本发明基于已有的水质模型数值模拟网格绘制方法和工具，实现了简单高效的二维水质模型计算网格优化绘制，为基于规则网格的数值计算提供数据支撑。

摘要： 本发明提供一种基于一维水质模型计算流域污染源入河系数的方法，包括：确定流域计算范围，明确计算区域上、下游边界起止位置的步骤；收集流域水文资料、水质资料、计算区域范围内污染源排放统计数据的步骤等；本发明提供的一种基于一维水质模型计算流域污染源入河系数的方法，通过获取计算区域内上、下游边界的水文水质数据以及区域范围内各污染物的排放数据，将其代入水陆污染物质量守恒方程，利用规划求解的方法，可计算出流域污染源的入河系数。本发明提供的计算模型结构简单，主要特点是简便、可操作性强，模拟精度较高，可以较好地求出流域内污染源的入河系数。