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第七章 水质模型
(water quality model)
水质模型是描述环境污染物在水中的运动和
迁移转化规律,为水资源保护服务。它可用于实
现水质模拟和评价,进行水质预报和预测,制订
污染物排放标准和水质规划以及进行水域的水质
管理等,是实现水污染控制的有力工具。
§6- 1 水质模型的基本概念
一、水质模型的定义
水质模型(water quality model) 是根据物质守
恒原理描述参加水循环的水体中各种水质要素(如
BOD、DO等)在物理、化学、生物等因素的作用下
的时空变化规律的数学模型。
前面几章里,我们仅仅从物理和水力学的特性
讨论了示踪剂的时空变化,虽然不符合实际,但确
是一个重要步骤。本章力图把污染物质的物理、化
学、生物的相互作用确定下来,即建立水质模型。
二、水质模型的分类
分类标准 类别 特征描述
研究对象 河流、河口(包括潮汐的和非潮汐
的)、湖泊(水库)、非点源
水质组分 单一组分、耦合和多重组分 BOD—DO 耦合模型
时间 稳态和非稳态
空间 零维模型、一维模型、二维模型、三
维模型
模型的性质 黑箱模型、白箱模型、灰箱模型
反应动力学 纯输移模型、纯反应模型、生化模型、
输移和反应模型、生态模型
变量的特点 确定性、随机性
三、水质模型的发展历程
第三阶段
第二阶段
(20 世纪80
第一阶段 年代中期至今)
(20 世纪70 年
水质模型研究的深
代初期~80 年 化、完善与广泛。
(20 世纪20年代 代中期) 考虑水质模型与面
中期~70 年代 产生了多介质环境 源模型的对接,并
初期) 综合生态模型,同时 采用多种新技术方
简单的氧平衡模型, 由一维稳态模型发 法,如:随机数学、
主要集中于对氧平 展到多维动态模型, 模糊数学、人工神
衡的研究, 属于一 水质模型更接近于 经网络、专家系统
维稳态模型 实际。 等。
四、建立水质模型的基本步骤
调查研究,获取资料
模型的一般性质研究
初步建立模型
模型验证
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