QUAL2K模型简介.ppt

* 2.4.1水力学参数 水力学参数主要是曼宁公式和水位流量曲线方程中的参数，模拟时 对其中一个方程的参数进行设定即可。另一个方程的参数为0或者空白， 如下图。 * 2.4.2水质参数的输入 模型所需的水质参数因选择的模拟项目不同而异。常用的有BOD5降解系数K1、复氧系数K2、BOD5沉降系数K3、底泥耗氧系数K4等。水质参数可以通过实测法和经验公式法取得，也可以通过监测资料反算得到。QUAL2K在Rate Sheet中提供了计算相关水质参数的经验公式，如右图。 另外，也可在Reach Rate Sheet中分河段输入。 * 2.5点源输入 Point Source工作表 主要输入河流系统中点源信息。包括点源 的位置、出流或入流的流量以及水质浓度等等，如下图。 * 2.6面源输入 Diffuse Sources 工作表主要输入河流系统中面源的相关信息。包 括面源污染上下游的位置、出流或入流的流量以及水质浓度等等，如下图。 最后在第一个sheet中填入结果文件保存的位置和名称以及模拟时间步长，点击Run Fortran 按钮即可运行模型。 * * 谢 谢！ * QUAL2K把河流水文模型、BOD-DO耦合模型、营养物质转化模型和藻类生长动力学模型结合起来，考虑了氮循环、藻类生长、底泥耗氧、有机物的碳化、大气复氧以及这些过程对DO的作用，可模拟包括溶解氧、温度、生化需氧量、氮化合物、磷化合物、叶绿素a等15种水质组分的变化 * 以长度比例作权重值 * 方程右边的4项分别代表扩散、平流、组分反应和组分的外部源和汇 * Hohai University Hohai University Hohai University Hohai University Hohai University Hohai University Hohai University Hohai University Hohai University Hohai University Hohai University Hohai University Hohai University Hohai University Qual-2k模型简介 2011年12月5日 * 内容 一、模型概述 二、模型的原理 三、模型对河流的概化 四、模型参数的确定 五、模型的应用 一、 QUAL2K水质模型概述 QUAL2K是一个综合性、多样化的河流水质模型，和 QUAL2E综合水质模型都是国内外应用较多的稳态模型。 QUAL2K是在QUAL2E模型的基础上发展起来的一维综合水质模型，基本原理与QUAL2E相同，只是在QUAL2E模型的基础上增加了一些要素之间的相互作用，以弥补QUAL2E模型的不足。 QUAL2K不仅适用于混合的枝状河流系统，而且允许多个取水口、排污口的存在以及支流流出和汇入，被广泛应用于欧洲、北美、亚洲等的流域污染物总量控制和水质管理。 * * 沉积物 河底固定植物 叶绿素 a 藻类 溶 解 氧 有机氮 氨氮 亚硝酸氮 有机磷 大肠菌 可溶磷 生化需氧量 总悬浮固体 硝酸氮 空气复氧（O2） NOD NOD N2 SOD 图1 QUAL2K模型各组分及模拟过程 * 二、模型的原理 1.河段的划分 QUAL2K模型可将模拟河道划分为一系列恒定非均匀流河段（Reach），各河段均可以有非点源和点源的输入输出（如右图）；当主要模拟河流的主干流时，可将汇入干流的支流概化成点源排入。 非点源和非点出水口被模拟成线源和线出水口，以它们的起始点和终点为分界线，如左图。 * 二、模型的原理 1.河段的划分 图2 QUAL2K模型中河段的编号方法 右图为河段编号方法。 模型在模拟时在将模拟河道划分为一系列恒定非均匀流河段（Reach）基础上，再将每个河段划分为若干等长的计算单元（Elements）。 河段划分的依据：水文水力条件、水质监测位置、污染源位置。 同一河段具有相同的水力、水质特性和参数。 QUAL2K要求：大坝要单独划为一个河段，且仅含一个计算单元。 * 2.流量平衡方程 稳态的流量平衡方程适用于每个模拟河段。流量平衡如右图。 是河段i的流出量，是河段i+1的流入量; 是从上游河段i-1流入的流量 ; 是点源和非点源流入河段i的总流量 ; 是通过点和非点出水口流出河段i的总流量 . 图3 河段流量平衡图 * 从源头开始所有的入流量可表示如下： 式中： 是第j个点源流进河段i的流量，psi是河段i的所有点源数量， 是第j个非点源流进河段i的流量，npsi是i河段的所有非点 源数