基于未确知信息的环状河网水质数学模型研究

汪守东; 沈永明; 姜恒志

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基于未确知信息的环状河网水质数学模型研究

汪守东, 沈永明, 姜恒志

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汪守东, 沈永明, 姜恒志. 基于未确知信息的环状河网水质数学模型研究[J]. 水科学进展, 2007, 18(6): 871-878.

引用本文:

汪守东, 沈永明, 姜恒志. 基于未确知信息的环状河网水质数学模型研究[J]. 水科学进展, 2007, 18(6): 871-878.

WANG Shou-dong, SHEN Yong-ming, JIANG Heng-zhi. Water quality mathematical model for looping river network based on uncertain information[J]. Advances in Water Science, 2007, 18(6): 871-878.

Citation:

WANG Shou-dong, SHEN Yong-ming, JIANG Heng-zhi. Water quality mathematical model for looping river network based on uncertain information[J]. Advances in Water Science, 2007, 18(6): 871-878.

基于未确知信息的环状河网水质数学模型研究

大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室, 辽宁, 大连, 116023

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2005CB724202)

详细信息

作者简介:
汪守东(1979- ),男,安徽舒城人,博士研究生,主要从事环境水力学方面的研究工作.E-mail:wsdky1999@sina.com.cn

中图分类号: X143

Water quality mathematical model for looping river network based on uncertain information

State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China

Funds: The study is financially supported by the National Basic Research Program of China(No.2005CB724202).

摘要: 以圣维南方程组、对流扩散方程以及未确知信息理论为基础,建立了环状河网一维水动力与未确知水质数学模型。采用Preissman四点隐格式法对圣维南方程组进行离散和采用显式差分对对流扩散方程进行离散,对河网水动力与水质分别进行了合理的编码,并考虑了泵闸等控制工程、降雨径流的影响,采用河网的三级解法编制河网非恒定流的计算程序求解各断面的水位Z和流量Q,实现了水动力和水质两模块之间的数据连接,且对微分形式的水质模型运用未确知数学理论进行了含有两个未确知参数的水质计算,从而不仅能获得污染物浓度区间值,还能得到相应的可信度。实例研究表明,建立的河网水动力模型和未确知信息的水质模型是可靠的,可以用于河网水质治理工程的数值模拟研究和水环境评估。
- 环状河网 /
- 水质模型 /
- 非恒定流 /
- 未确知信息 /
- 可信度
Abstract: Based on the Saint-Venant equations,the advection-diffusion equation and the uncertain mathematics theory,both a one-dimensional hydrodynamic model and a uncertain water quality mathematical model are established.The Preissmann implicit four-point scheme is used to solve the Saint-Venant equations,and the explicit scheme is used to solve the advection-equation.Two reasonable computational codings of hydrodynamic and water quality for the river network are conducted.The model considers the controlling projects of pump and brake,rainfall-runoff.The Computer program of the unsteady flow is compiled by using the three-level solution method for river network to solve the water level and the discharge at different cross sections.The data connection of the two sub-model is realized.The differential water quality model is computed based on the uncertain mathematics theory,including two unascertained parameters at the first time.According to the model proposed,both the interval values of pollutant concentration and the respective corresponding veliability can be obtained directly.The case shows that the hydrodynamic model and the uncertain water quality model for looping river network are reliable and can be applied to water quality regulation project and the water environmental assessment.
- looping river network /
- water quality model /
- unsteady flow /
- uncertainty information /
- veliability

[1]	沈永明,郑永红,邱大洪.香港维多利亚港三维污染精细预报模型研究[J].水利学报,2000,37(8):60-69.
[2]	阮晓红.WASP5水质模型在平原河网区水环境模拟中的开发与应用[D].南京:河海大学,2004.
[3]	褚君达,徐惠慈.河网水质模型及其数值模拟[J].河海大学学报,1992,20(1):17-221.
[4]	陈长胜.海洋生态系统动力学与模型[M].北京:高等教育出版社,2003.249-306.
[5]	李如忠,洪天求,钱家忠.二维河道瞬时排污的未确知水质模拟模型研究[J].水力发电学报,2006,25(2):42-46.
[6]	曾思育,徐一剑,张天柱.环状河网水质模型在水污染控制规划中的应用[J].水科学进展,2004,15(2):193-196.
[7]	徐一剑,曾思育,张天柱.基于不确定性分析框架的动态环状河网水质模型--以温州市温瑞塘河为例[J].水科学进展,2005,16(4):574-580.
[8]	王建平,程声通,贾海峰.基于MCMC法的水质模型参数不确定性研究[J].环境科学,2006,27(1):24-27.
[9]	王光远.未确知信息及其数学处理[J].哈尔滨建筑工程学院学报,1990,23(4):1-10.
[10]	刘开第,吴和琴,王念鹏,等.未确知数学[M].武汉:华中理工大学出版社,1997.1-126.
[11]	李如忠,王超,汪家权,等.基于未确知信息的河流水质模拟预测研究[J].水科学进展,2004,15(1):35-39.
[12]	李如忠,钱家忠,汪家权.基于未确知模拟信息的河流水质风险评价[J].武汉理工大学学报,2005,27(1):62-66.
[13]	王船海,李光炽.实用河网水流计算[M].南京:河海大学,2000.
[14]	Islam(1) A,Raghuwanshi N S,Singh R,et al.Comparison of gradually varied flow computation algorithms for open-channel network[J].Journal of Irrigation and Drainage Engineering,2005,131(5):457-465.

[1]	王乐, AlanJ S Cuthbertson, 张尚弘, 王永强. 非恒定流驱动下床面形态变化特征 . 水科学进展, 2021, 32(5): 751-758. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.05.010
[2]	周俊伟, 包为民, 孙逸群, 张乾. 河道一维非恒定流微分结构摩阻公式及其试验论证 . 水科学进展, 2017, 28(4): 571-578. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.011
[3]	曹斌, 邹燚, 夏建新. 不同粒度颗粒在非恒定管流中跟随性试验 . 水科学进展, 2017, 28(3): 356-363. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.03.005
[4]	朱德军, 陈永灿, 王智勇, 刘昭伟. 复杂河网水动力数值模型 . 水科学进展, 2011, 22(2): 203-207.
[5]	赖锡军. 水动力学模型与集合卡尔曼滤波耦合的实时校正多变量分析方法 . 水科学进展, 2009, 20(2): 241-248.
[6]	赖锡军, 傅国圣, 孙波. 非恒定水流计算的最优控制问题及其变分求解 . 水科学进展, 2008, 19(4): 537-545.
[7]	范杰, 王长德, 管光华, 崔巍. 渠道非恒定流水力学响应研究 . 水科学进展, 2006, 17(1): 55-60.
[8]	冯小香, 张小峰, 崔占峰. 垂向二维非恒定流及悬浮物分布模型研究 . 水科学进展, 2006, 17(4): 518-524.
[9]	罗定贵, 王学军, 孙莉宁. 水质模型研究进展与流域管理模型WARMF评述 . 水科学进展, 2005, 16(2): 289-294.
[10]	徐一剑, 曾思育, 张天柱. 基于不确定性分析框架的动态环状河网水质模型——以温州市温瑞塘河为例 . 水科学进展, 2005, 16(4): 574-580.
[11]	陈前海, 方红卫, 王光谦. 三门峡库区一维非恒定非均匀泥沙输移数学模型 . 水科学进展, 2004, 15(2): 160-164.
[12]	李如忠, 王超, 汪家权, 钱家忠, 金菊良. 基于未确知信息的河流水质模拟预测研究 . 水科学进展, 2004, 15(1): 35-39.
[13]	曾思育, 徐一剑, 张天柱. 环状河网水质模型在水污染控制规划中的应用 . 水科学进展, 2004, 15(2): 193-196.
[14]	李如忠, 汪家权, 王超, 钱家忠. 不确定性信息下的河流纳污能力计算初探 . 水科学进展, 2003, 14(4): 459-463.
[15]	魏根群, 陈璧宏, 宿晓辉. 反调节水库非恒定流数值模拟 . 水科学进展, 2001, 12(4): 491-498.
[16]	程永光, 索丽生. 计算明渠非恒定流的一个Lattice BGK模型 . 水科学进展, 2000, 11(4): 362-367.
[17]	黄国如, 芮孝芳. 官厅水库水质模型研究 . 水科学进展, 1999, 10(1): 20-24.
[18]	金忠青, 韩龙喜. 一种新的平原河网水质模型——组合单元水质模型 . 水科学进展, 1998, 9(1): 35-40.
[19]	何秉宇. 干旱地区河流动态水质模型研究 . 水科学进展, 1997, 8(1): 38-43.
[20]	郑孝宇, 褚君达, 朱维斌. 河网非稳态水环境容量研究 . 水科学进展, 1997, 8(1): 25-31.

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基于未确知信息的环状河网水质数学模型研究

大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室, 辽宁, 大连, 116023

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2005CB724202)

作者简介:
汪守东(1979- ),男,安徽舒城人,博士研究生,主要从事环境水力学方面的研究工作.E-mail:wsdky1999@sina.com.cn

收稿日期: 2006-08-02
修回日期: 2006-12-26
刊出日期: 2007-11-25

中图分类号: X143

关键词:

摘要: 以圣维南方程组、对流扩散方程以及未确知信息理论为基础,建立了环状河网一维水动力与未确知水质数学模型。采用Preissman四点隐格式法对圣维南方程组进行离散和采用显式差分对对流扩散方程进行离散,对河网水动力与水质分别进行了合理的编码,并考虑了泵闸等控制工程、降雨径流的影响,采用河网的三级解法编制河网非恒定流的计算程序求解各断面的水位Z和流量Q,实现了水动力和水质两模块之间的数据连接,且对微分形式的水质模型运用未确知数学理论进行了含有两个未确知参数的水质计算,从而不仅能获得污染物浓度区间值,还能得到相应的可信度。实例研究表明,建立的河网水动力模型和未确知信息的水质模型是可靠的,可以用于河网水质治理工程的数值模拟研究和水环境评估。

English Abstract

Water quality mathematical model for looping river network based on uncertain information

State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116023, China

Funds: The study is financially supported by the National Basic Research Program of China(No.2005CB724202).

Received Date: 2006-08-02
Rev Recd Date: 2006-12-26
Publish Date: 2007-11-25

Keywords:

Abstract: Based on the Saint-Venant equations,the advection-diffusion equation and the uncertain mathematics theory,both a one-dimensional hydrodynamic model and a uncertain water quality mathematical model are established.The Preissmann implicit four-point scheme is used to solve the Saint-Venant equations,and the explicit scheme is used to solve the advection-equation.Two reasonable computational codings of hydrodynamic and water quality for the river network are conducted.The model considers the controlling projects of pump and brake,rainfall-runoff.The Computer program of the unsteady flow is compiled by using the three-level solution method for river network to solve the water level and the discharge at different cross sections.The data connection of the two sub-model is realized.The differential water quality model is computed based on the uncertain mathematics theory,including two unascertained parameters at the first time.According to the model proposed,both the interval values of pollutant concentration and the respective corresponding veliability can be obtained directly.The case shows that the hydrodynamic model and the uncertain water quality model for looping river network are reliable and can be applied to water quality regulation project and the water environmental assessment.

汪守东, 沈永明, 姜恒志. 基于未确知信息的环状河网水质数学模型研究[J]. 水科学进展, 2007, 18(6): 871-878.

引用本文:

汪守东, 沈永明, 姜恒志. 基于未确知信息的环状河网水质数学模型研究[J]. 水科学进展, 2007, 18(6): 871-878.

WANG Shou-dong, SHEN Yong-ming, JIANG Heng-zhi. Water quality mathematical model for looping river network based on uncertain information[J]. Advances in Water Science, 2007, 18(6): 871-878.

Citation:

WANG Shou-dong, SHEN Yong-ming, JIANG Heng-zhi. Water quality mathematical model for looping river network based on uncertain information[J]. Advances in Water Science, 2007, 18(6): 871-878.