当x=0.5* Xc=72.77km 时 D=7.58 mg/L
当x=0.75* Xc=109.15km 时 D=8.27 mg/L
当x= Xc=145.53km 时 D=8.47 mg/L 单位：ｘ（Ｋｍ） Ｄｏ（ｍｇ／ｌ） x= 0 36.38 72.76 109.14 145.52 181.9 218.28 254.66 Do= 5.47 3.01788 1.59202 0.89337 0.69985 0.8477 1.21714 1.72153 x= 291.04 327.42 363.8 400.18 436.56 472.94 509.32 Do= 2.29898 2.90605 3.51298 4.10002 4.65473 5.1699 5.64205
氧垂度曲线6543210036.3872.76109.1145.5181.9218.3254.7291327.4363.8400.2436.6472.9509.3氧垂图
五、对近5年的环境水力学的研究进展进行综述，并查阅2篇近5年有关环境水力学方面的研究论文，并说明其内容摘要、主要观点、研究方法及结论。
综述：环境水力学是一门新兴学科,其研究内容尚在探索与发展之中。广义地讲,环境水力学研究与环境有关的水力学问题,除水污染、水生态问题外,还有许多其它方面的问题,如水土保持、河道冲淤、洪水破坏作用、冰凌水力学等。20世纪70 年代以来,随着水环境问题研究的深入和相关学科及应用技术的发展 ,环境水力学无论在深度和广度上都取得了很大的进展。
1. 研究对象由无生命的组分进入有生命的组分,环境水力学向生态水力学发展。
20世纪60年代以前,环境水力学仅限于研究水域中非生命物质
的扩散、输移与转化的规律。70年代以来,随着水体富营养化等生态问题的突显,其研究对象扩展到藻类、浮游动物、鱼类、底栖动物
等水生生物。水流条件、边界条件、非生物组分与生物组分间的相互作用,以及水生生物组分间的食物链关系成为环境水力学研究的重要内容,污染动力学与生长动力学结合,使环境水力学向着生态水力学发展。
2. 与“3S”结合,水流-水质模型的研究范围由单一的局部水域向流域级的综合水域发展。
“3S”是指地理信息系统GIS、遥感系统RS、全球定位系统GPS。
以往的一些水流-水质模型常常是针对单一流动型式的局部水域,如河流、湖泊、水库、河口等,而像BASIN、MIKE、SHE、GENSCN、MMS等后期的模型则可适用于包括支流、干流、闸坝等工程形成的湖泊水库,具有非恒定流动特性的感潮河段与河口等的流域性水域。这一方面,要求模型在空间上具有多维计算的功能,在时间上具有非恒定与动态计算的能力;另一方面,为实现快速可靠的计算,还必须为计算模型迅速地提供大量的地形、水文、水质、点污染源和面污染源等实际资料,并快速进行处理,这就促使计算模型与“3S”结合。 GIS技术可把复杂多变的自然、社会变化以及变化过程以图形、图像的方式进行数字化处理。在其空间和属性库中输入河道基本数据、水文及污染源数据,利用其空间数据库的采集、管理、操作和分析能力,可使水质监测与评价产生全新的面貌。通过水流-水质模型计算,可得出反映水域水流、水质变化特性的断面位置,并以逼真的图像显示水域水流水质变化的空间特征、统计特性和未来趋势等。 3. 自20世纪60年代以来,在地球物理、生命科学、材料科学、遥感技术、模式识别、信号(图像)处理、工业控制乃至经济决策等众多的科学领域中,都提出了各自领域的反问题。近年来,环境水力学反问题作为一个交叉热点课题正逐渐受到国内外众多学者的关注,并取得了一些阶段性研究成果规律。所为环境水力学反问题是指已知污染物时空分布的部分信息反求水环境系统控制方程(模型结构及参数)、边界条件、初始条件等部分信息。通过环境水力学反问题研究可以实现对水流及伴随水流运动的污染物质迁移、输运过程的
识别和控制,使得水环境系统能真正达到可持续发展的战略目标并真正受到有效的保护。未来环境水力学反问题领域的研究将采用多学科、多方位、多层次、新技术的研究方法和技术手段,促进人口、社会经济和资源环境的可持续发展。
（二）查阅论文：
《环境科学与管理》2007年2期“基于GIS的河流水环境污染模拟研究”。
摘要: 环境是人类赖以生存和发展的基本条件,环境污染问题已经成为威胁人类生存的头号问题之一,尤其是水环境污染更是直接危及到人类的生命和健康。本文以黄河某河段的硫化物污染为例,基于GIS技术和水环境数值模拟方程,研究污染物在水环境中的运移扩散规律,并实现污染物扩散的可视化表达,探索污染控制和治理的新方法。
研究方法：基于GIS技术和水环境数值模拟方程,即根据流体力学和污染物迁移转化规律,在一定的边界条件和初始条件下,对水流运动和污染物变化进行数值分析。
结论：本文将GIS技术与水质数学模型结合起来,提出了基于GIS技术的水质污染模拟可视化表达开发流程和技术方法,并对黄河三门峡段硫化物迁移扩散污染过程进行了动态模拟,水环境模拟的成果已经应用与<河南省水环境地理信息系统>中,为河南省水环境综合整治与管理走向定量化、科学化提供了一种崭新的思路和可靠的技术支持。
《水力发电学报》2007年4期“突然排污时计算河流水质参数的直线解析法”。
摘 要:提出了一种在河流突然排污情况下,分析河段下游两个时刻的c～x数据,确定河流水质参数与排放参数的方法。将描述一维河流水质的解析解进行适当变化,根据相关极值法的原理,推导出了计算相应两个浓度观测时刻的中间参数的公式。在此基础上,推导出了河流断面平均流速的计算公式。将c～x数据转化为Y～X中间计算数据,分别建立了相应两个观测时刻的Y～X直线方程,应用线性回归法或直线图解法,能够分别确定两个直线方程的直线常数。利用直线常数和中间计算参数值,可以分别计算出污染物的排放时间、排放位置坐标、河流纵向离散系数、断面平均流速和排放参数等参数值。最后,利用算例说明了方法的具体运算步骤。
主要观点：作者提出一种同时分析两个观测时刻的c～x数据的新方法,其不仅可以计算出诸如河流纵向离散系数D、断面平均流速V和排放参数W/A等水质参数之值,也能够同时确定污染物的排放时间t0和排放点的位置坐标x0。
结论：理论推导与数字算例表明,与现有分析一维河流水团示踪试验数据,计算河流水质参数的方法相比较,文中提出的分析突然排污情况下的河流下游河段中两个时刻污染物浓度随距离变化数据方
法的最主要特点,是其不仅可以同时确定河流的纵向离散系数D、断面平均流速V和排放参数W/A,而且也可以确定污染物的排放时间t0
和排放位置坐标x0。另一方面,文中方法的全部计算过程可以程序化,由计算机完成数据分析工作。
环境水力学报告
研指学专所
究导
生姓教
名 师 号
陶洪飞 邱秀云 教授 09020077 水力学及河流动力学 水利与土木工程学院
业在
名学
称 院
新疆·乌鲁木齐 二○一○年六月