《水质模型与模拟》期末复习要点整理.docx

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1、一、完全混合系统1.同化因子:a=W/c=Q+KV+νA,质量负荷速率W=m/t=Qc（MT-1）,体积流量Q=UAc(L3T-1)质量通量flux：J=W/Ac=Uc(ML-2T-1)2.水质模型: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。描述污染物在水中的运动和迁移转化规律，可用于水质模拟和评价、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。理论：物质平衡理论，灰色理论、随机理论、模糊理论。经验模型：

2、基于数据的方法，统计回归方法。机理模型：基于推理或理论的方法，基本依据是物质守恒定律.物质平衡理论:累积项=负荷±传输项±反应项公式k量纲解析解零级dc/dt=-kML-3T-1c=-kc0t一级dc/dt=-kc,lnc-lnc0=-ktT-1c=c0e-kt二级dc/dt=-kc21c=1c0+kM-1L3T-1c=c01+kc0tn级dc/dt=-kcn1cn-1=1c0n-1+(n-1)kt(M-1L3)n-1T-1c=c0[1+n-1kc0n-1t]1/(n-1)4.反应级数确定方法（积分法、微分法、初始速率法、半衰期法、过剩反应物法、数值解法）

3、、温度对反应速率常数的影响.污染物降解系数和温度之间的关系：k（t）=k（t0）*θt-t0（θ为温度系数）5.CSTR完全混合反应器物质总平衡、稳态解、转换函数、停留时间;特征是受纳水体充分混合均匀,污染物浓度在空间位置上没有差别。总平衡:累积项=负荷-出流-反应-沉降Vdcdt=Wt-Qc-kVc-vASc稳态解：0=Wt-Qc-kVc-vAScc=WQ+kV+vAS，c=Wa，a=Q+kV-vAS转换函数：β=ccin=QQ+kV+vAs表示输入输出相应关系，系数远小于1，表示同化容量较大，趋近于1表明同化容量趋近于0停留时间：水力停留时间HRT=V

4、/Q，污染物停留时间PRT=VQ+kV+vAS6.CSTR反应器中根据经出水浓度估算反应动力学常数的Algebraicmethod7.响应时间8.通解与特解（脉冲负荷、阶梯负荷、线性负荷、指数负荷）、总解脉冲负荷（污染物迅速排放，瞬间混匀）的特解c=mVe-λt；阶梯负荷的特解（新增连续排放源）线性负荷（变化率为β）指数负荷9.反馈式反应器系统物质平衡和求解方法，串联式（前馈式）基本解法响应矩阵、及其逆矩阵的物理意义与排入湖泊内的污染负荷对湖泊污染物浓度贡献有关；数值计算方法（欧拉法、改进的欧拉法、四阶R－K方法）二、不完全混合系统1.物质迁移的基本过程，

5、扩散：由于水体分子的随机运动或相互混合过程引起的物质移动，分为分子扩散和紊流扩散；分子扩散：由于物质分子的热运动而产生的扩散；紊流扩散：紊流扩散是流动水体中污染物自高浓度向低浓度转移的扩散。对流（推流平移）：污染物质随水质点的流动一起迁移到新的位置。弥散：实际河流中由于在横断面上各点的流速不相等而引起的污染物分散现象。2.费克第一定律3.混合长度概念：扩散混合发生的长度4.推流式反应器系统（物质平衡方程、点源、非点源排放应用）推流公式5.混合流反应器系统及应用5.简单时变系统（推流、瞬时排放模型）推流：6.示踪剂实验基本概念：在某地释放出示踪剂，通过实验获

6、得在河道某处c（t）~t的数据系列，通过对数据系列的分析计算，求得弥散系数E7.控制单元法基本概念：将一段水域分割为数个小的控制单元，求在稳态条件下第i个控制单元内的物质平衡方程。三、水质环境1.河流的水文和几何特征,水文:流速,流量,弥散；几何:深度,宽度,过水断面面积，河床平均坡度；较深的河流测0.2H和0.8H水深处的流速平均做平均流速,较浅的河流测0.6H水深处的流速。2.设计流量7Q10方法/P-III型频率分析（1）长时间系列水量数据；找出每年中连续7日最小流量；从小到大排序并做累计平率曲线；取累计频率为10%对应的流量为设计流量（2）水文年鉴

7、；水文频率分析；3.纵向混合：由于主流在横、垂方向上的流速分布不均匀而阴气的在流动方向上的溶解态货颗粒态质量的分散混合；横向:由于水流中的紊动作用，在流动的横向方向上，溶解态或颗粒态物质的混合。4.河口弥散系数估算方法5.水库水量平衡关系(G流入地下水的量,P降水量,E蒸发量,As水面面积,V湖泊体积,S蓄变量)6.水质模型步骤:问题描述，模型选择和可行性分析，资料收集和预处理，模型的初步应用，模型参数率定（参数平均值，改进参数取值，最终参数），模型验证，模型应用，模型的后评估7.参数灵敏度分析（参数扰动、一阶灵敏度分析、条件数）8.模型不确定性分析的概念

8、：由于环境系统的复杂性和不可预见性、观测数据的不足和系统表现描述的