EIAW10说明书

导读导读 本书为 EIAW1 0EIAW1 0 的最终用户手册 详尽介绍了 EIAW1 0EIAW1 0 的使用方 法和程序算法 但在本书印刷后对程序所作的修改 则需要参考 readme txt 文件 本书章节安排如下 第一章为EIAWEIAW 简介简介 介绍 EIAW10EIAW10 的内容 特点和使用环境 第二章为基本操作方法基本操作方法 介绍 EIAW10EIAW10 的通用操作方法 由于 EIAW10EIAW10 在界面上的相似性 通过本章介绍就可以基本掌握 EIAW10EIAW10 的使用方法 第三章为各模块使用详解各模块使用详解 通过大量的例子详尽地介绍 EIAW10EIAW10 各 功能模块的使用方法和注意事项 第四章为计算说明计算说明 系统地介绍 EIAW10EIAW10 中用到的所有模式或数 学算法的来源 参数意义 使用范围等 第五章为附录附录 介绍 EIAW10EIAW10 对未来版本的设想和本软件的主要 参考资料 EIAW1 0 用户手册 2 目录目录 1EIAW 简介简介9 1 1EIAW 综述综述9 1 2EIAW 的功能模块的功能模块9 1 3EIAW 的特点的特点15 1 3 1内容全面深入 操作简便15 1 3 2提供 RTF 格式的模式说明文档15 1 3 3提供了灵活的数组输入方式16 1 4使用环境与软件安装使用环境与软件安装16 1 4 1使用环境16 1 4 2软件安装16 2基本操作方法基本操作方法17 2 1界面布置界面布置17 2 2获得帮助的方式获得帮助的方式18 2 3文件操作文件操作18 2 4参数输入参数输入19 2 4 1参数的引证和计算19 2 4 2一维数组参数19 2 4 3二维数组参数21 2 5结果输出结果输出22 2 6表格表格23 2 6 1表格数据的编辑23 2 6 2表格的快捷菜单25 2 7绘图绘图27 2 7 1图形的建立27 2 7 2图形的编辑27 2 7 3图形的保存与输出28 2 8快捷键快捷键28 3各模块使用详解各模块使用详解29 EIAW1 0 用户手册 3 3 1河流河流29 3 1 1导则中的河流模式29 3 1 1 1河流完全混合段模型29 3 1 1 2平直河流混合过程段模型33 3 1 1 3弯曲河流混合过程段模型35 3 1 2河流基本模式35 3 1 2 1基本模式的解析解35 3 1 2 2基本模式的数值解37 3 1 3S P 模式家族41 3 1 4温度模式44 3 1 5河流的模拟计算45 3 1 5 1河流一维模拟计算45 3 1 5 2河流二维模拟计算49 3 1 6硝化方程等50 3 2河口河口51 3 2 1欧康那河口模式51 3 2 2河口 BOD DO 耦合模式53 3 2 3河口一维潮汐模型的数值解法54 3 2 4河口二维潮汐模型的数值解法54 3 2 5河口一维水质模拟55 3 3湖库湖库56 3 3 1导则中的湖库模式56 3 3 1 1湖库完全混合模式57 3 3 1 2无风大湖库点源排放模式57 3 3 1 3近岸环流显著湖库模式57 3 3 1 4分层湖库的集总参数模式57 3 3 1 5狭长湖移流衰减模式58 3 3 1 6部分混合模式59 3 3 2完全混合箱式基本模式59 3 3 3湖库富营养化判别59 3 4海湾海湾59 3 4 1约瑟夫 新德那模式59 3 4 2海湾二维潮流混合模式60 3 4 3海湾二维潮流温度模式60 3 5参数估值参数估值61 3 5 1水力学参数估值61 3 5 2耗氧系数 K1估值61 3 5 3复氧系数 K2估值63 3 5 4混合系数 M 估值64 3 5 5多参数同时估值66 3 5 6其它参数计算67 EIAW1 0 用户手册 4 3 6工具工具68 3 6 1地面水评价分级68 3 6 2地面水现状评价方法68 3 6 3面源源强的确定69 3 6 4公路建设项目生态环境影响评价69 3 6 5相关系数与相对误差70 3 6 6表格70 3 6 6 1绘图的选项70 3 6 6 2插值的选项71 3 6 7绘图员72 3 6 8程序环境选项72 4计算说明计算说明72 4 1一些概念一些概念72 4 1 1坐标系72 4 1 2稳定 均匀72 4 1 3初值 边值73 4 2河流水质模型河流水质模型73 4 2 1基本概念与基本模型73 4 2 1 1基本概念73 4 2 1 1 1污染物在环境中的迁移转化方式73 4 2 1 1 2分子扩散 湍流扩散和弥散73 4 2 1 1 3混合系数 M75 4 2 1 1 4混合过程75 4 2 1 1 5衰减与转化76 4 2 1 1 6硝化动力学方程76 4 2 1 1 7基本模型与常用模型的关系77 4 2 1 2基本模型的导出78 4 2 1 2 1零维模型78 4 2 1 2 2一维模型78 4 2 1 2 3二维模型79 4 2 1 2 4三维模型79 4 2 1 3基本模型的解析解80 4 2 1 3 1解析解的使用条件80 4 2 1 3 2零维模型81 4 2 1 3 3一维模型81 4 2 1 3 4二维模型83 4 2 1 3 5三维模型85 4 2 1 4基本模型的差分解86 4 2 1 4 1差分的使用条件和方法86 4 2 1 4 2一维模型的显式差分86 4 2 1 4 3一维模型的隐式差分87 4 2 1 4 4二维模型的半隐式差分89 EIAW1 0 用户手册 5 4 2 1 4 5二维模型的全隐式差分91 4 2 1 5有限单元模拟法93 4 2 2河流常用模型93 4 2 2 1S P 模型94 4 2 2 1 1S P 模型基本式94 4 2 2 1 2Thomas 修正式96 4 2 2 1 3Dobbins Camp 修正式96 4 2 2 1 4O Connor 修正式97 4 2 2 1 5动态 S P 模型98 4 2 2 1 6S P 模型的应用101 4 2 2 2河流温度模型102 4 2 2 2 1水体与大气之间的热交换102 4 2 2 2 2河流动态温度模型103 4 2 2 2 3河流日平均温度模型105 4 2 2 3河流 pH 模型105 4 2 2 4河流综合水质模式 QUAL II105 4 2 3河流水质模拟106 4 2 3 1河流的一维模拟106 4 2 3 1 1采用基本模型单元107 4 2 3 1 2采用 S P 模型单元108 4 2 3 1 3采用自动选择模型单元108 4 2 3 2河流的二维模拟109 4 2 3 2 1河流正交曲线坐标系统的确立109 4 2 3 2 2单元格内的反应平衡方程110 4 2 3 2 3二维模拟的系统平衡方程112 4 2 3 2 4所需要输入的数据113 4 2 3 2 5二维模拟的程序结构113 4 3河口和海湾的水流 水质模型河口和海湾的水流 水质模型114 4 3 1河口海湾模式概述114 4 3 2模式的推导115 4 3 2 1河口水质的特征115 4 3 2 2河口水流方程的推导115 4 3 2 2 1水流速度方程式115 4 3 2 2 2水流连续方程式116 4 3 2 2 3水流运动方程式117 4 3 2 2 4三维水流方程118 4 3 2 2 5二维水流方程118 4 3 2 2 6一维水流方程119 4 3 2 3河口水质方程的推导119 4 3 2 3 1基本迁移转化方程119 4 3 2 3 2二维迁移转化方程121 4 3 2 3 3一维迁移转化方程121 4 3 2 3 4一维方程的简化式121 4 3 2 3 5河口 BOD DO 耦合模型122 EIAW1 0 用户手册 6 4 3 3水流方程的求解122 4 3 3 1一维流场123 4 3 3 1 1概述123 4 3 3 1 2偏心差分解法123 4 3 3 2二维平面流场124 4 3 3 2 1概述124 4 3 3 2 2特征理论差分解法125 4 3 4水质方程的求解127 4 3 4 1一维方程127 4 3 4 1 1解析法127 4 3 4 1 2偏心差分法128 4 3 4 2二维方程130 4 3 4 2 1二维混合衰减差分法 河口 130 4 3 4 2 2特征理论混合模式 海湾 133 4 3 4 2 3特征理论温度模式 海湾 134 4 3 5河口水质模拟136 4 3 5 1河口一维模拟136 4 3 5 2河口二维模拟138 4 4湖泊水库水质模型湖泊水库水质模型138 4 4 1湖泊水库的营养负荷与富营养化判别138 4 4 1 1功能138 4 4 1 2算法简介138 4 4 1 2 1计算营养负荷138 4 4 1 2 2预测湖库中磷 氮的浓度140 4 4 1 2 3富营养化判断140 4 4 2湖泊水库的箱式水质模型140 4 4 2 1完全混合箱式模型141 4 4 2 1 1沃伦威得尔模型141 4 4 2 1 2吉柯奈尔 迪龙 Kirchner Dillon 模型141 4 4 2 2分层箱式模型 数值 142 4 4 3深湖库的温度模型 142 4 4 3 1水面热交换142 4 4 3 2竖向一维的温度模型 数值 142 4 4 4湖泊水库的生物学模型 142 4 4 4 1湖泊生态系统描述143 4 4 4 2水质变化方程143 4 4 4 3数值解法143 4 5参数估值方法参数估值方法143 4 5 1最优化方法原理143 4 5 2水力学参数估值145 4 5 2 1河流的水力学参数145 4 5 2 2计算谢才系数的曼宁公式145 4 5 2 3计算摩阻流速的公式145 EIAW1 0 用户手册 7 4 5 2 4计算平均流速的曼宁公式145 4 5 2 5计算流量的公式146 4 5 2 6流量与其它水力学参数的关系146 4 5 2 7从流量计算平均流速146 4 5 3单参数估值法147 4 5 3 1耗氧系数 K1147 4 5 3 1 1实验室测定法147 4 5 3 1 2野外两点测定法148 4 5 3 1 3野外多点测定法149 4 5 3 1 4Kol 实测四点 DO 法150 4 5 3 2复氧系数 K2151 4 5 3 2 1野外 DO 实验测定法151 4 5 3 2 2欧康那 道宾斯 O Conner Dobbins 经验公式153 4 5 3 2 3欧文斯等人 Owens et al 经验公式153 4 5 3 2 4丘吉尔 Churchill 经验公式153 4 5 3 3混合系数 M154 4 5 3 3 1示踪试验法测定河流纵向混合系数 MX154 4 5 3 3 2示踪试验法测定河流横向混合系数 MY155 4 5 3 3 3Ficher 实测法测定河流纵向混合系数 Mx157 4 5 3 3 4经验公式估算混合系数 10 则 158 4 5 4多参数同时估值法159 4 5 4 1S P 模式估算 K1 K2159 4 5 4 2Thomas 模式估算 K1 K2 K3160 4 5 4 3Dobbins Camp 模式估算 K1 K2 K3 B P160 4 5 4 4O Connor 模式估算 K1 K2 K3 KN161 4 5 5K1 K2的温度变化修正162 4 5 6模型验证与误差分析162 4 5 6 1图形表示法162 4 5 6 2相关系数法162 4 5 6 3相对误差法163 4 6导则中的模式导则中的模式164 4 6 1河流水质模式164 4 6 1 1持久性污染物164 4 6 1 1 1充分混合段164 4 6 1 1 2平直河流混合过程段164 4 6 1 1 3弯曲河流混合过程段165 4 6 1 1 4沉降作用明显的河流165 4 6 1 2非持久性污染物166 4 6 1 2 1充分混合段166 4 6 1 2 2平直河流混合过程段166 4 6 1 2 3弯曲河流混合过程段167 4 6 1 2 4沉降作用明显的河流168 4 6 1 3酸碱污染物 以 pH 表征 168 4 6 1 3 1充分混合段168 EIAW1 0 用户手册 8 4 6 1 3 2混合过程段169 4 6 1 4废热169 4 6 1 4 1充分混合段169 4 6 1 4 2混合过程段169 4 6 2河口数学模式及其推荐169 4 6 2 1持久性污染物170 4 6 2 1 1充分混合段170 4 6 2 1 2混合过程段171 4 6 2 2非持久性污染物171 4 6 2 2 1充分混合段171 4 6 2 2 2混合过程段172 4 6 2 3酸碱污染物 以 pH 表征 173 4 6 2 4废热 以水温表征 173 4 6 3湖泊水库数学模式及其推荐173 4 6 3 1持久性污染物173 4 6 3 1 1小湖 库 173 4 6 3 1 2无风时的大湖 库 173 4 6 3 1 3近岸环流显著的大湖 库 173 4 6 3 1 4分层湖 库 174 4 6 3 2非持久性污染物174 4 6 3 2 1小湖 库 174 4 6 3 2 2无风时的大湖 库 175 4 6 3 2 3近岸环流显著的大湖 库 175 4 6 3 2 4分层湖 库 175 4 6 3 2 5顶端入口附近排入废水的狭长湖 库 176 4 6 3 2 6循环利用湖水的小湖 库 176 4 6 3 3酸碱污染物 以 pH 表征 176 4 6 4海湾数学模式及其推荐177 4 6 4 1持久性污染物177 4 6 4 2非持久性污染物177 4 6 4 3酸碱污染物 以 pH 表征 177 4 6 4 4废热 以水温表征 177 4 6 4 5海湾数学模式178 5附录附录180 5 1未来版本计划未来版本计划180 5 2本软件参考资料本软件参考资料180 EIAW1 0 用户手册 9 1 EIAW 简介简介 1 1EIAW 综述综述 EIAW 是地面水环评助手 Environmental Impact Assessment Assistant Special for Ground Water 的简称 这是由 SFS Six Five Software 六五软件工作室 继大气环评助 手 EIAA 之后推出的第二个环评辅助软件系统 EIAW 以 HJT2 3 93 地面水环评导则中推荐的模型和计算方法作为主要框架 内容涵 盖了导则中的全部要求 包括参数估值和污染源估算 此外 EIAW 还大大拓展了导则中 的内容 增加了许多实用的内容 例如可用于计算多个污染源 多个支流 流场不均匀等 复杂的情况的模拟计算 动态温度数值模型 动态 SP 数值模型等等 EIAW 是面向模型的软件 每一个扩散模型都可以找到相对应的程序模块 EIAW 又 是一个多文档的程序 可以同时打开任意多个相同的窗口 针对数值模型需要输入大量参数数组的特点 EIAW 采用了灵活的参数输入格式 可 以描述性地输入某些参数 而让程序自动内插其余参数 可以用文本方式输入数组 也可 以用表格方式输入 对每一个功能模块 均有 RTF 格式的说明文档与之相对应 这样 对于使用者来说 既可以即时地查看该功能模块的意义 来源 又可以方便地将这些文档直接插入字处理器 中 因为这些文档常常包括了大量复杂的公式 这样做就大大提高了写作报告书的速度 此外 EIAW 中也提供了电子表格和图形处理功能 能够输出浓度的平面分布图或轴 线变化图 关于 EIAW 的详细介绍见下述章节 1 2EIAW 的功能模块的功能模块 EIAW 以导则为框架 但在许多方面从广度和深度上又进行了拓展 下表描述了 EIAW 当前的 1 0 版本的功能模块 EIAW1 0 用户手册 10 表表 1 1 EIAW10 的功能模块的功能模块 水体模式类别模式名称模式说明 河 1 完全 混合模式 用于持久性污染物的充分混合段 对于非持久性污染物 在排污口的水 污完全混合浓度也可用此式计算 河 2 二维 稳态混合 模式 用于持久性污染物的平直河流混合过程段 不考虑纵向弥散 即 Mx 0 河 3 弗罗 模式 用于平直河流混合过程段 评价等级为二或三级时可替代河 2 模式 二 维稳态混合模式 用于持久性污染物的混合过程段 不用混合参数 My 是 半经验模式 并假设在 Y 方向上浓度相等 计算结果为断面平均浓度 河 4 稳态 混合累积 流量模式 用于持久污染物在弯曲河流的混合过程段 不考虑纵向混合 Mx 0 扩散 要求河床截面近似矩形 河 5 S P 模 式 适用于非持久性污染物的充分混合段 是一个关于 BOD DO 的耦合模 式 可计算出 BOD 和氧亏 D 的浓度分布 以及高氧亏 D 处的浓度和距离 河 6 二维 稳态混合 衰减模式 适用于非持久性污染物平直河流的混合过程段 不考虑纵向混合 Mx 0 河 7 弗 罗 衰减模式 用于非持久性污染物在平直河流混合过程段 评价等级为二或三级时可 替代河 6 模式 二维稳态混合衰减模式 为半经验模式 并假设在 Y 方向上 浓度相等 不用混合参数 My 计算结果为断面平均浓度 河 8 稳态 混合衰减 累积流量 模式 用于非持久性污染物 弯曲河段的混合过程段 不考虑纵向混合 Mx 0 要求河床截面近似矩形 河 9 托马 斯模式 用于沉降作用明显的河流的充分混合段 是 S P 模型的一种修正式 河 10 河 流 pH 模式 适用于酸碱污染物 pH 的河流充分混合段 且仅适用于 pH0 必须将坐标原点设置在排放口上游 x0 的地方 使得对任意一个 x x 0 来说 其段面积可用 F F0 x0 x 来表示 因为匀变河口呈喇叭状 通 常的情况是将坐标原点定在喇叭底部 或称三角形的顶点 河口解析 模模型 BOD DO 河口耦合 模式 把均匀河口的简化式应用到 BOD 和 DO 两种物质上 考虑到 DO 的 复氧作用 就可得到河口的 BOD DO 耦合方程 同河流 SP 模型一样 可以计算离排放口 X 处的 BOD 和 DO 浓度 或 临界点浓度和位置 或从允许最小 DO 浓度反推允许的排污量等 与河流不同的是 河口的扩散是向上游和下游两个方向进行的 满足 一定的条件时 可能在其上游和下游同时出现一个溶解氧为最小的临界点 河口一维 数值模式 这里采用了导则中的偏心差分解法 使用河口模式 1 一维非恒定方程 求解一维潮汐的流场方程 对持久性污染物 采用河口模式 2 一维动态混合模 式 求解浓度 对非持久性污染物 则采用河口模式 5 一维动态混合衰减模式 求解浓度 河口数值 模式 河口二维 数值模式 采用导则中河口模式 4 二维动态混合数值模式 和河口模式 7 二维动 态混合衰减数值模式 的方法计算 即用一维偏心差分法求全断面平均流速 再用断面各点与平均流速的关系求得各断面的流场分布 与一维模式不同 这里还要求给出断面上不同点与全断面平均流速的线 性关系系数 用以计算二维流场 河口一维 模拟 对于有多个污染源且分布不均 形状复杂的河口 如果只需计算潮周 平均浓度 污染物的排放又有稳定的 则可使用一维模拟算法 可根据污染源的分布 河道的特征将河流分成一个个河段单元 使得 在每一个单元内 其河道基本平直 其流量基本不变 基本上可以用一个 完全混合的方程描述一个河段单元内部的污染物和溶解氧的变化过程 每 一个单元除内部进行反应之外 同它的上 下相邻单元之间也有弥散作用 最终结果 可以得到一个平衡的浓度分布 河口 河口模拟 计算 河口二维 模拟 为计算河口二维流场分布不均 及有多源的情况 需要进行二维模拟 可直接采用河流的二维模拟程序 湖库 1 湖 泊完全混 合平衡模 式 适用于小湖库中的持久性污染物 非持久性污染物则用湖库 5 未排污前 湖库已具有一定的纳污量 W0 并且出水已达到一种稳定的浓 度 ch 从 t 0 开始排入污水 污水量 Qp 污水浓度 Cp 这时的出水量为 Qh 包 括污水量 从 t 0 开始 出水中的污染物浓度逐渐增大 直到足够长时间后 达 到一个稳定的平衡出水浓度 Cph 湖库 2 卡 拉乌舍夫 模式 适用于无风大湖中的持久性污染物 对于非持久性污染物则用湖库 6 模式 无风大湖库中的点源排放 计算离排放口 r 处的的平衡浓度 湖库 3 环 流二维稳 态混合模 式 对于近岸环流显著的大湖库 可作为一般河流的二维模式处理 相当于 河宽无限大的河流 用于持久性污染物 非持久性污染物可用湖库 7 式 湖库 4 分 层湖集总 参数模式 适用于有规律的分层湖库的持久性污染物 非持久性污染物可用湖库 8 式 湖库 导则湖库 模式 湖库 5 湖 泊完全混 合衰减模 式 适用于小湖库中的非持久性污染物 非持久性污染物则用湖库 1 未排污前 湖库已具有一定的纳污量 W0 并且出水已达到一种稳定的浓 度 ch 从 t 0 开始排入污水 污水量 Qp 污水浓度 Cp 这时的出水量为 Qh 包 括污水量 从 t 0 开始 出水中的污染物浓度逐渐增大 直到足够长时间后 达 到一个稳定的平衡出水浓度 Cph EIAW1 0 用户手册 13 湖库 6 湖 泊推流衰 减模式 适用于无风大湖中的非持久性污染物 对于持久性污染物则用湖库 2 模式 无风大湖库中的点源排放 计算离排放口 r 处的的平衡浓度 湖库 7 环 流二维稳 态混合衰 减模式 对于近岸环流显著的大湖库 可作为一般河流的二维模式处理 相当于 河宽无限大的河流 用于非持久性污染物 持久性污染物可用湖库 3 式 湖库 8 分 层湖集总 参数衰减 模式 适用于有规律的分层湖库的非持久性污染物 持久性污染物可用湖库 4 式 湖库 9 狭 长湖移流 衰减模式 适用于从湖库顶端入口附近排入废水的狭长形湖泊或水库 湖库污染物降解系数 K1 的确定 一级可以采用多点法 二级可以采 用多点法或两点法 三级可以采用两点法 如湖水流速过小时 一 二 三级均可采用实验室测定法求 K1 导则湖库 模式 湖库 10 部 分混合水 质模式 适用于循环利用湖水的小湖库 K1 的确定可采用实验室测定法确定 三级也可以采用类比调查法 沃伦威得 尔模式 与导则中的湖库模式 1 模式 5 描述的是相同的一种混合过程 但对 参数的需求有所不同 完全混合 箱式基本 模式 吉柯奈尔 迪龙模式 与导则中的湖库模式 1 模式 5 描述的是相同的一种混合过程 但对 参数的需求有所不同 湖泊富营养化的判别 根据湖泊水库的营养源计算营养负荷 预测湖泊水库的营养物浓度 然后预测其营养状况 海湾 5 约瑟夫 新德那模 式 适用于海湾持久性污染物三级评价 可用于计算离点源排放口径向距 离为 r m 处的污水浓度 海湾二维潮流混合模型 特征理论差分解法 适用于海湾中计算持久性污染物的扩散 对于非持 久性污染物 因为在海湾中的混合系数很大 降解作用相对扩散作用微乎 其微 因此也可以用此式 首先用导则海 2 特征理论潮流模式 计算流场 再用海 4 特征理 论混合模式 计算浓度场 海湾 海湾二维潮流温度模型 特征理论差分解法 适用于海湾中计算热源的扩散 首先用导则海 2 特征理论潮流模式 计算流场 再用海 6 特征理 论温度模式 计算温度场 谢才系数使用曼宁公式计算河流的谢才系数 需要输入河床糙率和水力半径 摩阻流速以河流平均水深和河床坡降计算摩阻流速 曼宁公式 计算流速 使用曼宁公式计算河流的平均流速 需要输入河床糙率 水力半径和 河床坡降 曼宁公式 计算流量 以曼宁公式为基础计算河流流量 需要输入河床糙率 水力半径和河 床坡降 以及河流断面积 水力学参 数估值 从流量计 算水深 H 和流速 u 以曼宁公式为基础 在流量确定的情况下 计算河流的平均水深 H 和平 均流速 u 需要输入河床糙率 流量和河床坡降 以及河宽 实验室测 定法 适用于河流或湖泊水库 对所研究的水体 河 湖或库 取样 在实验室下进行 BOD 实验 一般要求将样品用 BOD 标准测定法 在 20 下做一天到十天序列培养样 品 分别测定从一天到十天的 BOD 亦即 DO 的消耗量 然后进行数据 分析 求出 20 下的实验室 BOD 降解系数 K1 参数 估值 耗氧系数 K1 野外两点 测定法 适用于河流或湖泊水库 在沿污染物流向上 对湖库为扩散径向上 设置不同的两个测点 测定 其浓度 可直接估算出该段水体在当时的环境条件下对该污染物的降解系 数 K1 EIAW1 0 用户手册 14 野外多点 测定法 适用于河流或湖泊水库 沿污染物流向上 对湖库为扩散径向上 设置 n n 3 个不同的测点 测定其浓度 则可以最小二乘法直接估算出该段水体在当时的环境条件下 对该污染物的降解系数 K1 耗氧系数 K1 四点 DO 测定法 适用于流速明显的河流 Koivo 等人提出只用河流中不同的四点测得的溶解氧浓度值求耗氧系 数 K1 但必须事先求得该水体的复氧系数 K2 而且要求这四个测点的距离 两两相等 野外 DO 实验测定 法 本法适用于河 湖 库等稳定水体 本法采用一定的时间间隔来测定所研究水体夜间的 DO 浓度变化情况 来估算 K2 欧 道经验 式 复氧系数 K2 欧 道经验式只用于河流 要求输入糙率 水深 流速和坡 降 欧文斯经 验式 复氧系数 K2 欧文斯经验式 只用于河流 使用条件为 0 1 H 0 6 m u 1 5 m s 复氧系数 K2 丘吉尔经 验式 复氧系数 K2 丘吉尔经验式 只用于河流 使用条件为 0 6 H 8 m 0 6 u 1 8 m s 示踪试验 法测定纵 向混合系 数 Mx 仅适用于河流 在均匀流场中 向河流中心瞬时投放示踪物 并搅匀 以投放时刻记为 t 0 x 0 在距离投放口下游的 x 处 测定一系列时刻 ti 的河流断面平均浓度 Ci i 1 2 n n 10 则可由最小二乘法或矩法求出 纵向混合系数 Mx 示踪试验 法测定横 向混合系 数 My 仅适用于河流 如果在 x 0 处进行连续均匀投放示踪物 可认为河流 中示踪剂浓度达稳态平衡 如果能测得下游 x 处断面离岸边距离分别为 yi i 1 2 n 一般 n 10 处的示踪物浓度值为 ci 则可以用最小二乘法或矩 法计算出该河流的横向弥散系数 My Ficher 法 测定纵向 混合系数 Mx 仅适用于河流 在河流某截面沿横向均匀地布置一系列测点 测定其水 深和流速等水力学参数 可计算出河流在该处的纵向弥散系数 Mx 这一方 法比较可靠直观 但实测工作量比较大 混合系数 M 经验公式 法估算混 合系数 M 这里汇集了 10 个经验式分别用于计算河流 Mx My Mz 湖泊 Mr 或海湾 Ml 注意各式的使用条件以及所需输入的参数 同时估值 K1 和 K2 使用 S P 基本模型按最优化方法进行 K1 K2 同时估值 同时估值 K1 和 K2 K3 使用 S P 模型 Thomas 修正式按最优化方法进行 K1 K2 K3 同时估值 同时估值 K1 K2 K3 和 B P 使用 S P 模型 Dobbins 修正式按最优化方法进行多参数同时估值 K1 K2 K3 B P 多参数同 时优化估 值 同时估值 K1 K2 K3 和 KN 使用 S P 模型 O Connor 修正式按最优化方法进行多参数同时估值 K1 K2 K3 KN 计算饱和 溶解氧 从水体温度估算水体的饱和溶解氧 对海水等含盐水 要求输入含盐 量 K1 的温度 校正 已知 20 时的降解系数 K1 求 T 时的 K1 K2 的温度 校正 已知 20 时的复氧系数 K2 求 T 时的 K2 其它参数 计算柯氏 力参数 f 从水域所在地的地理纬度计算柯氏力参数 EIAW1 0 用户手册 15 其它参数 计算水面 热交换系 数 计算某一水域的水面与空气的热交换系数 KTs 要求输入气温 空气露 点温度和风速 地面水评价分级按照导则中第 5 1 条规定对地面水环境影响评价工作级别进行划分 内梅罗平 均值 输入一个数据序列 用以计算其内梅罗 Nemerow 平均值 单项水质 指标 计算某一类物质的评价指数 对一般物质 单项评价指数就是各测点 实测值与评价标准的比值 对于 DO 和 pH 则有不同的算法 多项水质 综合指标 计算某一个点的综合评价指数 在该点已测出了一系数水质参数 并 用 单项水质评价方法 算出了各参数的单项评价指数 自净利用 指数 计算某一污染物的自净利用指数 P 地面水现 状评价方 法 污染排序 指数 ISE 如果关心水域有很多水质参数 需要选择出对河流影响大的参数作为 拟预测水质参数 一般需要计算每一参数的污染排序指数 ISE ISE 大的水 质参数对河流的影响越大 水土流失 面源 根据导则推荐方法计算水土流失面源源强 地面水面 源源强确 定方法 堆积物面 源 根据导则推荐方法计算堆积物面源源强 相关系数 为了表征模型计算值和实际观测值的吻合程度 需要计算它们的相关 系数 相关系数 和相对误 差 相对误差 及其累积 频率 如果有一组实测值 y1 i 和相应的模型计算值 y2 i i 1 2 N N 20 对 每一个 i 可求出一个相对误差 e i y1 i y2 i y1 i 将这 N 个相对误差 e i 从小到大排列 就可以求得出现频率为某一数 值的相对误差的值 电子表格 由 EIAW 内部提供的一个类似于 Excel 的电子表格 有两个作用 一 是为了与绘图员提供数据接口 二是进行数据处理 工具 绘图员 EIAW 内部提供的绘图工具 即原 EIAA20 中的 Drawer10 改进版 可以绘制浓度平面分布图 X Y 表图 可以调节图形的各种属性 可以单 独保存图形文件 1 3EIAW 的特点的特点 1 3 1内容全面深入 操作简便内容全面深入 操作简便 如前所述 EIAW10 的内容相当丰富 因采用了面向模式的编程方式 可以按实际需 要选择模式 思路清晰明了 每一个模块数据都可单独保存 窗口是多文档方式 可方便 数据间的对比查看 窗口中提供了三层帮助功能 随光标弹出的即时说明文字 在线帮助系统 RTF 格式 的模式说明 1 3 2提供提供 RTF 格式的模式说明文档格式的模式说明文档 我们在环评报告书中都需要列入所选用的计算模式以及各参数的意义 对复杂的计算 过程还需要说明计算的方法 现在 EIAW10 中就提供了每一个模式的 RTF 文档说明 这种 EIAW1 0 用户手册 16 格式可以直接插入常见的字处理软件 如 MS WORD WPS2000 WORD PERFECT 之中 无须自己查找资料 打入公式 因而大大方便了报告书的写作 当然 这些文档也可以直 接打印出来 1 3 3提供了灵活的数组输入方式提供了灵活的数组输入方式 因为需要输入大量的数组 例如计算点的坐标或数值计算中的参数 都可能是一个数 组系列 而不单是一个数 EIAW10 中提供了一种极为方便的文本输入格式 EIAW10 中 也提供了对数组的表格输入方式 这种方式则较为直观 这两种输入格式可以互相转换 1 4使用环境与软件安装使用环境与软件安装 1 4 1使用环境使用环境 硬件需求 586MMX133 16M RAM 以上 完全安装需硬盘 15MB 以上空间 最小化安装需 8MB 硬盘空间 运行平台 中文 Windows 9X 1 4 2软件安装软件安装 经压缩后 EIAW10 近 8M 保存于 5 张 3 5 软盘中 另有说明书一本 软件的安装分成两部分 先安装支撑库 再安装程序文件 请按软盘标签上的说明进 行安装 程序安装后 请不要忘记填好用户登记卡寄回 EIAW1 0 用户手册 17 2 基本操作方法基本操作方法 EIAW10 中的窗口几乎都有相同或相似的界面 实际上它们的操作方法也是相当一致 的 这一章就讲述这些通用的操作方法 2 1界面布置界面布置 EIAW 拥有一个集成的使用环境 如下图所示 图 2 1 EIAA 的集成环境 每一个窗口打开时 都与上图窗口基本相似 一般选项卡代表不同的功能块 如上图 中的选项卡分六页 每页代表导则中不同的模式 当选中某一页时 主题说明 中会给出 该页的简要介绍 要得到关于该页在使用上的详细介绍 可按 在线帮助 按钮或 F1 要 得到 RTF 文件 只要按下 参考资料 按钮 但须注意 确定 按钮只是退出 并不保 存 若要保存当前窗口 应使用 文件 菜单下的 保存 命令 EIAW 是一个多文档处理程序 也就是说 同样的窗口可以打开多个 便于窗口间的 数据交换或查对 例如 在图 2 1 所示的状态下 再按 河流 菜单下的 导则模式 又 会出现一个新的 导则中的河流模式 窗口 但这两个窗口之间是相互独立的 当使用 保存 命令时 最上层的窗口被保存 当使用 打印 命令时 最上层窗口的光标所在 工具栏 选项卡 单个参数输入 多参数输入 计算结果 主题说明 RTF 参考资料 在线帮助 EIAW1 0 用户手册 18 的文本框的内容被打印 在 工具 菜单下有一个 程序环境选项 窗口 可以设置工具栏和状态栏 状态栏 在集成窗口的底部 目前尚不使用 是否被显示 2 2获得帮助的方式获得帮助的方式 即时提示即时提示 当光标停留在窗口上某一个元素上 如有必要 会弹出一行关于该元素的 说明文字 例如 对参数输入框 常会提示出该参数的有效范围 对文字框 则会给出更 详细的说明 如图 2 2 所示 图 2 2 窗口元素的即时提示 主题说明主题说明 对选项卡当前页功能的简单介绍 在线帮助在线帮助 按按钮或 F1 就可以得到当前窗口的在线帮助 在线帮助 中将对当前窗口功能进行较为全面的介绍 并提出某些值得注意的问题 相当于本说明书 中的 各模块使用详解 中的内容 RTF 文件文件 按按钮 可得到对当前窗口功能模块的丰富文本格式说明 例如 对当前使用模式的说明 参数意义的介绍等 RTF 文件应安装在 EIAW10 DOC 目 录之下 如果文件被删除 移动 或者未安装 则无法打开 注意 由于兼容性原因 有 时可能会出现乱码 这种情况下可直接用 Word WPS2000 写字板等支持 RTF 格式的字 处理程序打开该文件 文件的名称就是该文件的标题 要迅速地查看 RTF 文件 可用 帮 助 菜单下的 RTF 资料目录 打开一个快速查看 RTF 文件的窗口 计算说明计算说明 如果要对模式的推导过程 使用范围有更深入的了解 请查找 用户手册 中的 计算说明 中的有关章节 在线帮助中也有该说明的电子版本 2 3文件操作文件操作 用户根据需要 选择打开某个功能模块 或者是用 新建 命令 弹出 EIAW 的树状 模块说明 便于用户选择模式 输入相关的参数 按 刷新结果 后 就可以得到计算结 果 如果要保存这些输入的参数和计算结果 按 文件 菜单下的 保存 命令 给出文 件名后即可保存 须注意 按窗口中的 确定 按钮表示关闭该窗口 并不会自动保存窗 即时提示 EIAW1 0 用户手册 19 口 在 EIAW 中 每个窗口中的全部数据 参数和结果 保存成一个独立的文件 EIAW 的缺省文件扩展名为 EIW 打开一个 EIW 文件时 EIAW 自动打开恰当的窗口 装入全部数据 并恢复窗口 到最后一次被保存时的状态 要注意 EIAW 的文件格式虽为纯文本方式 但任何修改都 有可能导致其无法被 EIAW 读出 所以不要用其它方式打开 如果有多个窗口同时打开 文件操作只是针对最上层的窗口 提示 文件的新建 打开 保存可以用工具栏中的相应按钮 也可以用 Ctl N Ctl O Ctl S 的快捷方式 2 4参数输入参数输入 2 4 1参数的引证和计算参数的引证和计算 参数的引证参数的引证 在某些参数输入框旁边 会出现按钮 按下该按钮 可以得到该参 数的一些引证 或者称为参考值 便于用户酌情选用 参数的计算参数的计算 某些参数可能无法直接输入 需要通过另外一些参数的计算才能得到 这种参数输入框旁边 会出现按钮 按下该按钮 会弹出另一个窗口或选项页 要求 输入某些其它参数 用以计算出该参数 对于数组参数 按钮则通常是指用表格方式 输入该参数 这需要看该按钮的即时提示而定 2 4 2一维数组参数一维数组参数 在一个参数输入框中输入多个数据 称作数组参数输入 如果数组只在一个方向上有 序 则称作一维数组参数 一维数组参数有以下几种 1 计算点的坐标计算点的坐标 如计算点的 X 坐标 计算点离排放口的流线距离 如果这些数据是 无规律的 则可以用逗号分隔的方式 任何其它非数字字符也是可以作为分隔符的 形如 300 400 1000 如果这些数据是有规律的 则可写成 起点 终点 步长 的格式 例如计算点从 100 到 1000 米处 步长为 100 则可以写成 100 1000 100 2 一维数值计算中的初值一维数值计算中的初值 通常河流分成 N 段 则需要输入 N 个河段中的参数 3 一维数值计算中的边值一维数值计算中的边值 通常时间分成 K 层 则需要输入 K 个时间层的边值 这三类一维数组参数中 第 1 类只能用以上介绍的输入格式 对于第 2 3 类参数 则 可以用表格的方式或文本的方式输入 用表格的方式时 按下该参数输入框旁边的按 钮 即可弹出表格输入窗口 而用文本描述方式时 请务必注意其格式 下文将详细介绍 这个格式 一维数组输入格式 一维数组输入格式 假定河流分成 N 段 作为例子 假定 N 10 现在要输入这 10 个河段单元的浓度初值 EIAW1 0 用户手册 20 有三种方法 1 如果这 10 个河段单元的浓度初值都相同 则只需输入一个数值即可 例如 输入 0 50 程序认为这 10 个河段单元的浓度初值全部都等于 0 50 2 如果这 10 个河段单元的浓度初值是不同的 但只测得其中任意几个河段单元的浓 度初值 其它未测得的需要程序按插值处理 则可以按以下两种方法输入 方法一 河段序号 浓度 河段序号 浓度 的方式 方法二 浓度 浓度 的方式 例如 如果我们已知第 3 7 8 河段单元的浓度初值分别是 0 54 0 65 0 60 如果按 方法一 输入格式应是 3 0 54 7 0 65 8 0 60 而如果用方法二 则输入格式是 0 54 0 65 0 60 这种情况下方法一较为直观 但如果已知的是第 1 2 4 三个河段单 元的浓度 0 43 0 42 0 40 则使用方法一更方便 0 43 0 42 0 40 对未知的数据 程序内部计算时自动用插值法计算出来 插值的结果可在计算结果中 查看到 要注意的是 方法一和方法二不能混合用 如 4 0 40 0 30 0 5 是不合法的 3 如果这 10 个河段单元的浓度初值是不同的 而且已测得全部河段单元的浓度初值 则按顺序输入 浓度 1 浓度 2 浓度 N 1 浓度 N 对浓度边值 使用同样的格式 需要指出的是 数组参数的输入框允许输入多行文本 分行符的作用相当于分隔符 的作用 由上述可知 文本输入格式是相当灵活的 熟练使用将带来很大的方便 但是如何知 道输入的文本格式是否正确呢 有两种方法 方法一是按下该参数输入框旁边的按钮 程序会用表格的方式表达输入的参数 方法二是在计算时要求给出全部计算参数 可查看 该参数 已经过插值处理 是否合理 为了了解数组参数的文本描述格式 可试着用表格输入一些数据 看看程序会把它表 达成什么样的文本描述 图 2 3 数组的文本格式与表格格式 文本格式式 数组的表格格式 按此钮以打开表格 EIAW1 0 用户手册 21 2 4 3二维数组参数二维数组参数 在一个参数输入框中输入多个数据 称作数组参数输入 如果数组在两个方向上有序 则称作二维数组参数 二维数组参数有以下几种 1 二维数值计算中的初值二维数值计算中的初值 通常河流分成 N M 个单元 则需要输入 N M 个河段单 元的参数 2 二维数值计算中的边值二维数值计算中的边值 通常时间分成 K 层 在某一条边上有 N 个或者 M 个点 则需要输入 K 个时间层的边值 每个时间层里有 N 个或 M 个数 是一个 K N 或 K M 个数据的二维数组 二维数组可以用表格的方式或文本的方式输入 用表格的方式时 按下该参数输入框 旁边的按钮 即可弹出表格输入窗口 而用文本描述方式时 请务必注意其格式 下 文将详细介绍这个格式 假定河流沿 X 向分成 N 段 沿 Y 向分成 M 个流带 共有 NM N M 个计算单元 作 为例子 假定 N 4 M 3 则 NM 12 现在要输入这 12 个河段单元的浓度初值 有三种方 法 1 如果这 12 个河段单元的浓度初值都相同 则只需输入一个数值即可 例如 输入 0 50 程序认为这 12 个河段单元的浓度初值全部都等于 0 50 2 如果这 12 个河段单元的浓度初值是不同的 但只测得其中任意几个河段单元的浓 度初值 可以按以下两种方法输入 方法一 河段 X 序号 河段 Y 序号 浓度 河段 X 序号 河段 Y 序号 浓度 的方式 以本例的 12 个单元为例 其排列顺序如下 1 1 1 2 1 3 2 1 2 2 2 3 3 1 3 2 3 3 4 1 4 2 4 3 方法二 河段 X 序号 浓度 浓度 河段 X 序号 浓度 浓度 的方式 例如 如果我们已知第 2 1 2 2 4 2 三个计算单元的浓度初值分别是 0 54 0 65 0 60 如果按方法一 输入格式应是 2 1 0 54 2 2 0 65 4 2 0 60 可采用多行方式输入 分行符的作用相当于逗号 2 1 0 54 2 2 0 65 4 2 0 60 而如果用方法二 则输入格式是 2 0 54 0 65 4 0 60 可采用多行方式输入 分行符的作用相当于分号 2 0 54 0 65 4 0 60 EIAW1 0 用户手册 22 程序接收以上格式后 内部将它解释成以下结果 未知 未知 未知 0 54 0 65 未知 未知 未知 未知 未知 0 60 未知 对未知的数据 程序内部计算时自动用插值法计算出来 插值的结果可在计算结果中 查看到 对此例 插值结果为 0 51 0 68 0 84 0 54 0 65 0 76 0 57 0 63 0 68 0 60 0 60 0 60 要注意的是 方法一和方法二不能混合用 如 2 1 0 40 4 0 30 0 5 是不合法的 3 如果这 12 个河段单元的浓度初值是不同的 而且已测得全部河段单元的浓度初值 则按上面介绍的方法二采用多行方式输入较为方便 行 1 浓度 1 浓度 2 浓度 M 1 浓度 M 行 2 浓度 1 浓度 2 浓度 M 1 浓度 M 行 N 1 浓度 1 浓度 2 浓度 M 1 浓度 M 行 N 浓度 1 浓度 2 浓度 M 1 浓度 M 采用这种输入方式时 行号也可忽略 即也可写成 浓度 1 浓度 2 浓度 M 1 浓度 M 浓度 1 浓度 2 浓度 M 1 浓度 M 浓度 1 浓度 2 浓度 M 1 浓度 M 浓度 1 浓度 2 浓度 M 1 浓度 M 程序自动从第 1 行开始累积计算行数 对浓度边值 使用同样的格式 由上述可知 文本输入格式是相当灵活的 熟练使用将带来很大的方便 但是如何知 道输入的文本格式是否正确呢 有两种方法 方法一是按下该参数输入框旁边的按钮 程序