《淮河流域水质预报系统规划与设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《淮河流域水质预报系统规划与设计（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中国科学技术大学硕士学位论文 ：i l 河院域水质预报系统规划与设计摘要淮河是我国的七大江河之一，流域水资源总姑为8 2 8 4 7 亿m ，但人均水资源f i 有量仅为全国人均1 0 有量的2 I4 ，世界的6 8 。近年来，随着淮河流域I 。农业生产的发展和人口密度的急剧增加，该地区被日黼严重的污染问题所l 圭| 扰，其水污染问题已发展到直接危及沿淮两岸人氏生存的地步，引起了国家的高度重视。淮河流域内每年冈污染使1 0 0 3 0 0亿m 。的水丧火或降低其使蚪! 功能。流域各主要河流水质较差，淮河咀北的支流水质劣V 类水，淮河南部水质为I I 类。许多超V 类水的重要河段已丧失了原有的使
2、刚功能。 目前国内仅限丁采取行政手段来治理相关流域的污染，而缺乏有关流域水污染防治管理的科学研究。为了正确指导淮河流域的污染治理，更科学更合理地安排治理项目，避免或减缓水污染危害，同时为流域水质管理服务，仅靠行政手段来进行污染防i f 是不能从根本上解决问题的，需开展适合于淮河的枯水圳水文水质模型的研究和开发。本系统中，我们在上一轮8 6 3 课题的基础上，与水利部淮河水利委员会水资源保护局合作，采用基丁曙光系列机的高性能计算手段，吸取国际上流行的丹麦水力学研究所开发的流域人尺度水文水质综合管理模l _ - J M i k e l l 的优点，结合淮河流域的实际生态环境，开展淮河流域桔水期水文
3、水质综合模型的研究，建立水质预报系统。其中的模型计算采剧数值方法，刖P r e i s s l n a n n 四点隐式有限莘分格式( 时间加权，空间中心) 进行离散，所得的非线性代数方科纽崩收敛速度较快的N e w t o n R a p h s o n 迭代法进行求解。由丁整个淮河水系的水质管理涉及沿淮人部分城镇及所有水文水质监洲点资料的获取年分析处理，其数据餐利计算量1 r 传统方 法可以胜任，在这里我”J 引入了曰前最先进的互联网技术数据网格技术，结合高r | 生能计算手段，解决了在水质预报系统中有效获取、处理淮河流域T b 、P b 的水情、水质数据等难题，提高了运算效率和精度，同时
4、也验证了数据网格这种新技术在数据密集删计算应I 【；j 中的有效性。系统投入使剧后，可为淮河流域沿河两岸的F 农业生产和居l t 安全t L 水提供准确的水质信息，并提供科学的防污调度决策依据，其所能产生的经济效益平社会效益是不可估鼙的。水文水质综合模型的研究弥补了目前仅靠人为决箢治污所存在的不足之处，其建模方法及核 心模型同样可推广至其它流域。本项日受国家8 6 3 项目“淮河水资源保护与管理”应川嗣格( 合同号：2 0 0 2 A A l 0 4 5 6 0 ) 以及中国科技人学创建高水平人学项日资助。关键字：淮河、水质预报、数值方法、数据网格中国科学技术大学硕士学位论文淮河流域水质顿报系
5、统规划与设计A B S T R A C TH u a i h eR i v e ri so n eo ft h es e v e nl a r g e s tr i v e r so fC h i n aI t st o t a lw a t e rr e s o u r c ei s8 28 4 7b i l l i o n m 3 b u t t h es h a r eo f p e rp e r s o n i so n l y2 1 4 o f t h ec o u n t r ya n d6 8 o f t h e w o r l d I n t h er e c e n ty e
6、 a r s ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r ya n da g r i c u l t u r ea n dt h er a p i di n c r e a s eo fp o p u l a t i o no ft h i sa r e a ，t h ep o l l u t i o nb e c a m em o r ea n dm o r es e r i o u st oe n d a n g e rt h el i f eo fp e o p l e ，a n dt h i ss i t u a t i o n
7、h a sa U r a c t e dh i g h l yr e g a r do ft h ec o u n t r y E v e r yy e a gp o l l u t i o nm a k e sa b o u t10 3 0b i l l i o nm w a t e rl o s eo r1 0 w e rf o n c t i o ni nH u a i h eR i v e rv a l l e yT h ew a t e rq u a l i t yo fm a i nr i v e r si nt h i sv a l l e yi sb a d ，i ti sw
8、o r s et h a nt h a tr a n k e dVi nn o r t hb r a n c h e sa n dr a n k e dI Ii ns o u t hb r a n c h e s ，m a n yi m p o r t a n tr e a c h e sh a v el o s et h e i ru s e A tp r e s e n t ，o n l ya d m i n i s t r a t i v em e a n sh a v eb e e nt a k e l li n t oa n t i p o l l u t i o nw o r k
9、s ，s c i e n t i f i cr e s e a r c h e so na n t i p o l l u t i o nm a n a g e m e n to fv a l l e ya r el a c k i n g I no r d e rt oc o r r e c t l yd i r e c tt h eh a r n e s so fp o l l u t i o n ，m o r es c i e n t i f i c a l l ya n dr e a s o n a b l ya r r a n g ea n t i p o l l u t i o n
10、p r o j e c t s ，a v o i do rl e s s e n t h eh a r mo fp o l l u t i o n ，a n dw o r kf o rt h em a n a g e m e n to fw a t e rq u a l i t yi nH u a i h eR i v e rv a l l e y , o n l yd e p e n d i n go na d m i n i s t r a t i v em e a n sc a n ts o l v et h ep r o b l e mt h o r o u g h l y , i t
11、i sn e c e s s a r yt or e s e a r c ha n dd e v e l o pt h eh y d r o l o g i c a la n dw a t e rq u a l i t ym o d u l eo fl o ww a t e rp e r i o dt h a tf i tH u a i h eR i v e r I nt h i ss y s t e m ，o nt h eb a s eo fl a s tp r o j e c to fN a t i o n8 6 3H i g hT e c hP l a n ，c o o p e r a
12、t i n gw i t ht h eW a t e rQ u a l i t yB u r e a uo fH u a i b eR i v e rW a t e rC o n s e r v a n c yC o m m i t t e e ，a n dt a k i n gu s eo fh i g hp e r f o r m a n c em e a n sb a s e do nt h eD a w n i n gc o m p u t e rs y s t e m s a n dc o m b i n i n gt h ev i r t u e so fM i k e l lw
13、h i c hi sa ni n t e r n a t i o n a l l yp o p u l a rl a r g e - s c a l eh y d r o l o g i c a la n dw a t e rq u a l i t yc o m p r e h e n s i v em a n a g e m e n tm o d e l sd e v e l o p e db yh y d r a u l i c sa c a d e m eD a n m a r k ，w ew o r ka tt h er e s e a r c ho nh y d r o l o g
14、i c a la n dw a t e rq u a l i t yc o m p r e h e n s i v em o d e l sa n ds e tu pw a t e rq u a i l t yf o r e c a s ts y s t e mw i t ht h ea c t u a le n v i r o n m e n to fH u a i h eR i v e rv a l l e y 1 nt h em o d e lc o m p u t i n gp a r t ， w ea d o p tn u m e r i c a lm e t h o d s M o
15、 d e l sa r ed i s c r e t i z e dw i t hP r e i s s m a n nw h i c hi saq u a t r el i m i t e dd i f f e r e n c ef o r m a t T h er e s u l t s ，n o n l i n e a ra l g e b r a i ce q u a t i o n s ，a r es o l v e dw i t hN e w t o n - R a p h s o n ，af a s tc o n s t r i n g e n c ym e t h o d W
16、a t e rq u a l i t ym a n a g e m e n to fH u a i h eR i v e ri n v o l v e sm o s tt o w n sa l o n gt h er i v e ra n do b t a i n i n ga n dp r o c e s s i n gd a t af r o ma l lw a t c h i n gs p o t s ，t h ea m o u n to fd a t aa n dc o m p u t i n gc a n tb eu n d e r t a k e db yc o m m o nm e t h o d sS ow et a k ed a t ag r i d ，m o s ta d v a n c e di n t e r n e tt e c h n o l o g ya tt h i st i m e ，i n t ot h i ss y s t e mA n dc o m b i
