DHIMIKE水环境教程课件.ppt

什么是ECO Lab? 用于生态模拟的开放式过程模块 物理、化学、生态过程的描述，主要包括WQ、EU和ME 提供耦合常微分方程组求解器，并与DHI的水动力模型集成 ECO Lab 模板支持DHI的MIKE 11、 MIKE 21和MIKE 3等 应用领域 ECO Lab 模块结构 水质模型计算公式 ECO Lab中的模块分类 水质模块—WQ 富营养化模块—EU 重金属模块—ME 异生物质模块—XE 水质模块 - WQ WQ模块可描述水体中的细菌含量, 有机物降解, 氧环境等。该模块可模拟一组简单的状态变量（如BOD-DO）；也可加入氮、磷这些主要的无机物，模拟更为复杂的情况。 MIKE WQ 描述: 氧 BOD 浓度 (溶解性,悬浮性,沉积性) 氨氮/铵 浓度 硝酸盐 浓度 磷 (溶解性和颗粒态) 水温 (可选) 大肠杆菌 (粪,总) 其他物质(温度、盐度、叶绿素浓度) 溶氧模型中水质反应过程 大气复氧 有机物降解 与河底/沉积物之间的交换 硝化 反硝化 磷的反应过程 磷在水体与底泥之间的交换 大肠杆菌衰减 MIKE WQ Level 1-6： Level 1: DO + BOD（易生物降解有机物） Level 2: = L1 + 沉积/再悬浮 Level 3: = L1+氨氮+硝酸盐氮（无反硝化） Level 4: = L2 +氨氮+硝酸盐氮（有反硝化） Level 5: = L2 + BODSED Level 6: = L5 +氨氮+硝酸盐氮（有反硝化） 所有级别均可再添加磷和大肠杆菌组分 在Level 5-6 模块中 BOD 分为3部分: 溶解性、悬浮性和底泥沉积部分 各级水质模型中状态变量 ECO Lab中适合二维水质模型使用的模板 1 WQSimple.ecolab: BOD-DO 2 WQsimpleCOLI.ecolab: BOD-DO and Coliform bacteria(Faecal Coliforms Total Coliforms) 3 WQsimpleTandS.ecolab: BOD-DO,temperature and salinity 4 WQsimpleTandSCOLI.ecolab: BOD-DO, Coliform bacteria and temperature, salinity 5 WQNutrients.ecolab: BOD-DO, nutrients(NH4,NO3,PO4) 6 WQNutrientsChl.ecolab: BOD-DO, nutrients(NH4,NO3,PO4), Coliform bacteria and Chlorophyll-a 氧平衡过程 简单氧平衡 + BOD DO + BOD + 底质交换 复杂氧平衡 大气复氧 1维模型：大气复氧 ＝ f（水深、流速、坡度） 生化需氧量 (BOD) 水质过程 － 氮 氨氮浓度计算公式 亚硝氮和硝氮浓度的计算公式 氮过程中的参数取值 可溶性磷酸盐浓度计算公式 磷过程中的参数取值 BOD降解释放无机磷的典型产出率 原污水: 0.014 gP/gO2 (0.003~0.03) 生化处理后污水: 0.06 gP/gO2 (0.01~0.09) 植物吸收P: 0.0091 gP/gO2 颗粒性磷(PP)降解速率: 0.1~0.2/day 叶绿素和大肠杆菌浓度计算公式 富营养化模块 - EU EU 模块描述了营养物循环, 浮游植物、浮游动物的生长, 植被分布，大型藻类以及模拟氧环境。 富营养化模型 ECO Lab中共有三个富营养化模型，分别针对不同的富营养化问题进行模拟。 包括沉积物和底栖植物的EU1在EU1模板的基础上对沉积物和底栖植物中的营养盐循环进行细化，对沉积物的模拟采用9个状态变量，描述沉积物、孔隙水和上覆水体间营养盐的迁移转化过程。EU2模板则细化了水体中氮的循环，将EU1中的无机氮用氨氮和硝氮替换进行模拟。 单层和多层系统的富营养化模型结构 富营养化模型中的营养盐循环 浮游植物的营养盐含量计算方程 富营养化模型中对浮游植物中营养盐的循环主要考虑了生产、摄取、牧食、沉积、死亡过程对营养盐浓度的影响。 浮游植物碳=生产的碳量-牧食损失的碳量-沉积损失的碳量-死亡损失的碳量 浮游植物碳的生产＝生长系数*光函数*温度函数*营养盐限制函数*暗反应修正因子*相对昼长 光函数的计算是以Jassby Platt（1976）确定的光合作用和不考虑光限制