流域水质模型与模拟Chapter8

第八章基于水质模型的流域水质管理,本章内容,流域水质管理概述流域水质管理模型水质评价模型流域水质规划模型案例分析,流域水质管理概述,第八章基于水质模型的流域水质管理,流域水质管理概念流域水质管理工作内容,流域水质管理体系框架,流域水质管理模型,第八章基于水质模型的流域水质管理,BASINS模型,概述BetterAssessmentScienceIntegratingPointandNon-pointSources，即综合点源和非点源较好的评价原则，是由美国环保局（USEPA）发布的多目标环境分析系统，基于GIS环境，可对水系和水质进行模拟，是达到最新技术发展水平的环境评价和建模工具的一个程序包。特点支持基于流域的分析和TotalMaximumDailyLoads(TMDL)集成的GIS、数据分析、建模。,组成（1）数据提取（DataExtraction）工具和方案定制（ProjectBuilders）工具（2）评价工具，包括污染控制目标分析（Target）、科学评价（Assess）和数据挖掘（DataMining）（3）流域边界划定工具（4）数据管理工具，包括数字高程（DEM）、土地利用（LandUse）、土壤（Soils）和水质观测（WaterQualityObservation）（5）流域特征报告（6）QUAL2E（7）HSPF（8）SWAT（9）PLOAD,开发理念（1）基于现有技术和文档集成现有模型（HSPF，Qual2e，swat）集成nationalderiveddatacoverages(PCS，STORET)（2）用GIS技术支持组织、显示、选择、分析信息（3）与数据和分析工具互动的GUI。（4）对信息流的自动连接,系统界面,WARMF模型,美国EPRI发起研制支持流域管理和TMDL以水环境为中心的流域管理决策支持系统（DSS），主要通过引导涉益者（stakehoklers）参与水质管理方案制定、总量负荷计算、分配及其成本效益分析达到对整个流域管理的目的。,功能模块（1）工程模块（2）涉益者参与模块（3）总量负荷计算模块（4）数据模块（5）知识模块,模型功能（1）逐日预测河、湖的水文、水质随时间的变化特征；（2）模拟引起河、湖水质污染的点源与非点源负荷在空间上的分布；（3）支持流域水质总量负荷计算、排污交易（包括点源、非点源内部及其之间）及其经济/效益分析；（4）支持水质污染风险分析，表现在：选取天然或人为风险事件，模拟水质污染的风险；（5）评估流域生态环境管理方案，如：缓冲带建立、水资源调配、农耕方式、农药化肥施放等水环境效果评估；（6）引导涉益者参与流域管理决策制定等。,水质评价模型,第八章基于水质模型的流域水质管理,流域污染源评价,排污量法污径比法超标法排毒指标法等标污染评价法等标污染指数等标污染负荷污染负荷比,流域水质评价,单因子评价多因子综合指数评价直接叠加法加权平均法向量模法算术平均法内梅罗（Nemerow）水质指数,流域水质规划模型,第八章基于水质模型的流域水质管理,流域水功能分区,分区基本原则分区方法与步骤（1）系统分析，综合调查，搜集基础资料（2）综合定性判断阶段（3）定量决策阶段（4）综合决策阶段,划分类型,保护区,缓冲区,开发利用区,保留区,水功能区划,饮用水源区,排污控制区,航运用水区,景观娱乐用水区,渔业用水区,农业用水区,工业用水区,一级区划,二级区划,流域水环境容量模型,基本概念在给定水域范围和水文条件，规定排污方式和水质目标的前提下，单位时间内该水域最大允许纳污量，称作水环境容量。,水环境容量概念示意图,环境容量特征资源性区域性系统性影响因素水域特征环境功能要求污染物质排污方式,计算步骤水域概化基础资料调查与评价选择控制点（或边界）建立水质模型容量计算分析环境容量确定,计算模型零维水环境容量模型一维水环境容量模型二维水环境容量模型湖泊的水环境容量模型,流域污染物总量控制,基本概念控制单元划分削减目标水污染物削减量=预测排放量-允许排放量削减量分配分配原则分配思路,总量控制模型（1）数学优化法线性规划法非线性规划法整数规划法0-1型整数规划模型混合整数规划动态规划法离散规划法,（2）非数学优化法等比例法一般等比例分配排污标准加权分配分区加权分配调节系数分配法按贡献率削减排污量分配法行政协商分配法,控制方案制定（1）根据流域规划区域内主要控制污染物的总量控制数和削减量分配额，按照近期为主、远近结合的原则，有针对性的拟定各种治理工程方案。（2）对各治理方案进行可行性分析