水利模型

水利模型根據物質守恆原理用數學的語言和方法描述參加水循環的水體中水質組分所發生的物理、化學、生物化學和生態學諸方面的變化、內在規律和相互關係的數學模型。

基本介紹

• 中文名：水利模型
• 性質：模型
• 屬性：水利
• 內在規律：和相互關係的數學模型

基本分類

水利模型可按其空間維數、時間相關性、數學方程的特徵以及所描述的對象、現象進行分類和命名。

從空間維數上可分為零維、一維、二維和三維模型；從是否含有時間變數可分為動態和穩態模型；

從模型的數學特徵可分為隨機性、確定性模型和線性、非線性模型；

從描述的水體、對象、現象、物質遷移和反應動力學性質可分為河流、湖泊、河口、海灣、地下水模型；溶解氧、溫度、重金屬、有毒有機物、放射性模型；對流、擴散模型以及遷移、反應、生態學模型等。

意義

水利模型的目的主要是為了描述環境污染物在水中的運動和遷移轉化規律，為水資源保護服務。它可用於實現水利模擬和效果評價，進行說理預報和預測，制訂污染物排放標準和水質規劃以及進行水域的水質管理等，是實現水利設施建設控制的有力工具。

水利模型至今已有70多年的歷史。最早的水利模型是於1925年在美國俄亥俄河上開發的斯特里特－菲爾普斯模型。它是一個DO－BOD模型。之後，經諸多學者改進，逐步完善。1977年美國環境保護局發表的QUALll型，是這類模型的代表。它的最新版本 QUAL2E（1982）能模擬任意組合的15種水質參數。80年代之後，隨著水利模型研究的深入，另一類描述水中有毒物的模型應運而生。由於考慮了泥沙的作用，使這類模型變成了一個描述水流、泥沙和其他水質組分相互作用的氣、液、固三相共存的複雜體系。它的代表作是美國環境保護局推出的WASP5模型（1994）。它能模擬有毒物質在水中發生的酸鹼平衡、揮發、沉澱、溶解、水解、生物降解、吸附和解析、氧化還原、生物聚集、光解等過程以及大氣的乾、濕沉降物。與此同時，以食物鏈和能量傳遞為主線的生態學模型也有了長足的發展。現代水利模型因其複雜性一般要採用各種數值解法，套用計算機來完成。

要求

瀏陽河模型廠有關模型專家也明確提出：一個好的水利模型需有水文學、水力學、化學、生物化學、水質、數學以及計算機等方面的專家通力合作。