作业帮什么是水质模型
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/16 15:44:32
什么是水质模型
什么是水质模型
什么是水质模型
·水质模型（water quality model） 根据物质守恒原理用数学的语言和方法描述参加水循环的水体中水质组分所发生的物理、化学、生物化学和生态学诸方面的变化、内在规律和相互关系的数学模型.
水质模型可按其空间维数、时间相关性、数学方程的特征以及所描述的对象、现象进行分类和命名.从空间维数上可分为零维、一维、二维和三维模型；从是否含有时间变量可分为动态和稳态模型；从模型的数学特征可分为随机性、确定性模型和线性、非线性模型；从描述的水体、对象、现象、物质迁移和反应动力学性质可分为河流、湖泊、河口、海湾、地下水模型；溶解氧、温度、重金属、有毒有机物、放射性模型；对流、扩散模型以及迁移、反应、生态学模型等.
研究水质模型的目的主要是为了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.
水质模型至今已有70多年的历史.最早的水质模型是于1925年在美国俄亥俄河上开发的斯特里特－菲尔普斯模型.它是一个DO－BOD模型.之后,经诸多学者改进,逐步完善.1977年美国环境保护局发表的QUALll型,是这类模型的代表.它的最新版本 QUAL2E（1982）能模拟任意组合的15种水质参数.80年代之后,随着水质研究的深入,另一类描述水中有毒物的模型应运而生.由于考虑了泥沙的作用,使这类模型变成了一个描述水流、泥沙和其他水质组分相互作用的气、液、固三相共存的复杂体系.它的代表作是美国环境保护局推出的WASP5模型（1994）.它能模拟有毒物质在水中发生的酸碱平衡、挥发、沉淀、溶解、水解、生物降解、吸附和解析、氧化还原、生物聚集、光解等过程以及大气的干、湿沉降物.与此同时,以食物链和能量传递为主线的生态学模型也有了长足的发展.
建立一个实用的水质模型一般需5个步骤：①资料的收集和实验设计.包括建模所必须的同步水文、水力、水质、气象等资料和所涉及的反应动力学常数,否则要现场监测和实验获取.②确定模型的结构.包括建立或选择模型的结构并进行平衡性、稳定性和灵敏性考察.③确定模型的参数（常数）并使其代入模型后能较好地重现一组观测数据,称为率定模型.④模型的检验.检查率定好的模型的计算值同另一组观测值的拟合度,衡量模型的预测能力.⑤应用.衡量模型能否满足建模目的.以上各步若不能满足需求,均需从头做起.
现代水质模型因其复杂性一般要采用各种数值解法,应用计算机来完成.一个好的水质模型需有水文学、水力学、化学、生物化学、水质、数学以及计算机等方面的专家通力合作.