基于数字栅格的河网小流域水质数学模型构建与应用
2021-07-09尹海龙林夷媛赵东华石泽敏
同济大学学报(自然科学版) 2021年6期
尹海龙,林夷媛,赵东华,石泽敏
(1.同济大学环境科学与工程学院,上海200092;2.中交上海航道勘察设计研究院有限公司,上海200120)
我国南方河网地区河流纵横,降雨丰富。随着污水收集率的不断提高,在城镇点源污染排放得到有效治理的情况下,村镇小流域地区的点源、面源污染排放成为水环境治理关注的问题。为此,需要建立耦合点源、面源排放与河道水质的数学模型,评估小流域内各类污染排放造成的水质动态响应,为污染物减排方案的制定提供科学依据[1-4]。
由于河网模拟范围较大,大多数情况下只能采用数值方法进行模拟[5]。河道水动力水质模型可以全面描述水体中的水动力—水质过程,但是难以准确获得面源污染的动态输入。因此,非常有必要将降雨产汇流模型和河道水动力水质模型耦合,以此建立河流和流域间的水力联系。Liu等[6]集成运用HSPF模型和EFDC模型模拟圣路易斯湾河口的水力水质情况,发现圣路易斯湾河口对密西西比河的水质具有重大影响;Li等[7]采用SWAT和EFDC耦合方法,研究了长潭水库1952—2010年间58年降水资料的频率响应与水质模拟分析;Thompson等[8]将水文模型MIKE SHE和水力学模型MIKE11进行耦合,每个时间段都进行数据的交换和迭代计算,通过这种模拟方式反映了坡面与河道洪泛区之间的相互作用关系;Narasimhan等[9]基于SWAT和WASP建立了水库水质评价综合管理模型,结果表明需要削减35%的TN和TP才能明显减少水库叶绿素a的浓度;朱瑶[10]等耦合运用SWAT与WASP模型,模拟苕溪流域面源污染负荷与水质响应情况。……
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