寧波市周公宅-皎口水庫流域水質(zhì)模擬研究【2文獻(xiàn)綜述】【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述環(huán)境工程寧波市周公宅-皎口水庫流域水質(zhì)模擬研究摘要：水質(zhì)模型是一個用于描述物質(zhì)在水環(huán)境中的混合、遷移過程的數(shù)學(xué)方程，即描述水體中污染物與時間、空間的定量關(guān)系，是水環(huán)境污染治理規(guī)劃決策分析中的重要工具。自1925年以來，水質(zhì)模型已被研究了80來年。在此，首先將介紹水質(zhì)模型發(fā)展的三個歷史階段。其次著重介紹兩種通用于河流和水庫的水質(zhì)模型：WASP和QUAL系列模型的研究現(xiàn)狀。并簡單介紹了水庫流域水質(zhì)模擬研究現(xiàn)狀。最后，說明水質(zhì)模型研究目前存在的主要不足之處和未來發(fā)展的趨勢。關(guān)鍵字：水質(zhì)模型；WASP系列模型；QUAL系列模型；河流；水庫1.水質(zhì)模型的發(fā)展歷史水質(zhì)

2、模型是一個用于描述物質(zhì)在水環(huán)境中的混合、遷移過程的數(shù)學(xué)方程，即描述水體中污染物與時間、空間的定量關(guān)系，是水環(huán)境污染治理規(guī)劃決策分析中的重要工具。自1925年以來，水質(zhì)模型已被研究了80來年。從水質(zhì)模型研究發(fā)展的時間順序上看，大致可以分為以下3個階段[1-5]：第一階段（1925~1980年）：這一階段模型研究對象僅是水體水質(zhì)本身，被稱為“自由體”階段。也就是說，在這一階段模型的內(nèi)部規(guī)律只包括水體自身的各水質(zhì)組分的相互作用，其它如污染源、底泥、邊界等的作用和影響都是外部輸入。在這一階段，開始主要研究受生活和工業(yè)點(diǎn)污染源嚴(yán)重污染的河流系統(tǒng)，輸入的污染負(fù)荷僅強(qiáng)調(diào)電源，但隨著對面

3、源控制的要求和將以前外部過程如底泥作用內(nèi)在化的要求的增加，應(yīng)用這類模型的時代便結(jié)束了。第二階段（1980~1995年）：這一階段可以說是水質(zhì)模型研究快速發(fā)展的階段，相較于第一階段，這一階段增加了狀態(tài)變量（水質(zhì)組分）的數(shù)量；在在多維模型系統(tǒng)中納入了水動力模型；將底泥等作用納入了模型內(nèi)部；與流域模型進(jìn)行連接以使面污染源能被連入初始輸入。這一階段，由于水質(zhì)模型的約束更多了，預(yù)測的主觀性大大減少了。第三階段（1995年至今）：隨著發(fā)達(dá)國家對面污染源控制的增強(qiáng)，面源污染減少了。而大氣中污染物質(zhì)沉降的輸入對河流水質(zhì)的影響日顯重要。因此，在這階段，增加了大氣污染模型，能夠像對沉降到水體

4、中的大氣污染負(fù)荷直接進(jìn)行評估一樣，對來自流域的負(fù)荷進(jìn)行評估?？梢?，水質(zhì)模型一直在不斷改進(jìn)和完善中，以適應(yīng)越加復(fù)雜的實(shí)際環(huán)境狀況。2.水質(zhì)模型研究現(xiàn)狀目前，國內(nèi)的水質(zhì)模擬預(yù)測主要集中在以點(diǎn)源污染為主的大江大河的研究，而很少有以面源污染為主的山溪性水庫的水質(zhì)模擬預(yù)測的研究。國外雖然已經(jīng)有很多針對以面源污染為主的以流域?yàn)閷ο蟮牧饔蚓C合水質(zhì)模型，但是這些模型往往需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參數(shù)，而國內(nèi)由于很多基礎(chǔ)資料缺乏或不共享，所以很難將國外這些大型的機(jī)理性模型應(yīng)用到國內(nèi)研究中。而WASP和QUAL系列模型，即可用于河流、河口，也可以同時用于湖泊、水庫等水體的水質(zhì)模擬，并且已普遍應(yīng)用于

5、國內(nèi)外水質(zhì)模擬應(yīng)用研究中。WASP(WaterQualityAnalysisSimulationProgram)是美國環(huán)境保護(hù)局提出的水系統(tǒng)，包括河流、水庫、河口、海岸的通用模擬框架。WASP提供了一個很靈活的模擬系統(tǒng)，在其基本程序中反映了對流、彌散、點(diǎn)雜質(zhì)負(fù)荷與擴(kuò)散雜質(zhì)負(fù)荷以及邊界的交換等隨時間變化的過程[6]。目前國內(nèi)外對WASP5和WASP6應(yīng)用研究已經(jīng)比較成熟。唐迎洲[7]在現(xiàn)有平原河網(wǎng)水質(zhì)數(shù)學(xué)模型功能分析比較的基礎(chǔ)上，結(jié)合平原河網(wǎng)水環(huán)境變化特征，選擇了WASP5系統(tǒng)作為平原河網(wǎng)水質(zhì)模擬的基本工具。針對WASP5系統(tǒng)自帶的DYNHYDS水動力模型基本功能的局限性，

6、以及平原河網(wǎng)水力調(diào)控系統(tǒng)復(fù)雜的特征，選擇了具有產(chǎn)匯流模擬、閘壩控制模擬及河網(wǎng)水流模擬等功能的三級聯(lián)解平原河網(wǎng)水動力模型替代DYNHYDS，通過編程實(shí)現(xiàn)了三級聯(lián)解平原河網(wǎng)水動力模型與WASP5水質(zhì)模型的耦合。使之可以應(yīng)用于平原河網(wǎng)水環(huán)境的模擬，為引調(diào)水工程實(shí)施方案的確定提供理論依據(jù)。賈海峰[8]等以密云水庫為背景分析了WASP5模型與GIS的集成形式,并以半緊密內(nèi)嵌的集成形式建立了WASP5模型與GIS間的集成模型系統(tǒng)。研究結(jié)果表明WASP5模型與GIS空間建模功能的集成強(qiáng)化了模型的功能,為地表水水質(zhì)空間模擬提供了有力的支持。楊家寬[9]等應(yīng)用WASP6對漢江襄樊段現(xiàn)狀水質(zhì)

7、進(jìn)行了模擬研究,研究的水質(zhì)指標(biāo)包括:BOD5、NH3-N、DO,并用2001年實(shí)測值對水質(zhì)模型模擬結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)。研究結(jié)果表明:BOD5、NH3-N、DO模擬的平均相對誤差分別為10·7%、11·0%和5·6%。WASP6應(yīng)用于漢江的水質(zhì)模擬能夠取得較滿意的結(jié)果。國外學(xué)者ArtioliY[10]等通過建立WASP6模型，模擬了Po河中各種營養(yǎng)負(fù)荷的季節(jié)性變化。并利用CZ模型對模擬結(jié)果在生物化學(xué)和生態(tài)方面進(jìn)行比較，為Po河今后的規(guī)劃管理提供了科學(xué)依據(jù)。QUAL模型經(jīng)歷了從最初的QUAL-Ⅰ到QUAL-Ⅱ再到QUAL2E進(jìn)而發(fā)展到Q