地表水环境质量模型评价指标及评价方法研究

《地表水环境质量模型评价指标及评价方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、地表水环境质量模型评价指标及评价方法研究（申请清华大学工学博士学位论文）培养单位：水利水电工程系学科：水利工程研究生：杨研指导教师：邵学军教授二○一五年五月StudiesontheEvaluationSystemforSurfaceWaterQualityModelsDissertationSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofDoctorofPhilosophyinHydraulicEngineeringbyYangYanDi

2、ssertationSupervisor:ProfessorShaoXuejunMay,2015摘要摘要水环境模型具有投资少、运行周期短、效率高、有灵活性等优势，在水环境监测、水环境模拟、水环境管理和修复等研究中有着十分重要的作用。地表水环境质量模型的飞速发展给此类模型的合理应用和有效管理带来了前所未有的挑战。为了使此类模型能够在进行各种环境相关决策的过程中合理地发挥作用、在应用于具体的实际工程问题时得到可靠、准确的结果，我国有关部门亟需建立系统科学的地表水环境质量模型评价体系，以科学地确定不同模型在编制各种法规文件时或在各种具体工程问题中的适用

3、性。本文针对地表水环境质量模型评价指标及评价方法开展了以下工作：采用文献计量方法，全面分析了常用地表水环境质量模型的应用频次现状，并与其各自的模拟能力等功能属性相对照，总结了各模型的应用现状与其真实能力的匹配情况，表明了建立系统、科学的地表水环境质量模型评价体系的必要性。通过对地表水环境质量模型的特性及其应用现状的全面分析，建立了地表水环境质量模型的评价指标体系，提出了基于层次分析法的模型评价方法，制定了模型评价的规范化步骤及评价指标定量分析的参考细则。在综合考虑水流条件和弯道平面形态的基础上，提出了弯道水流试验复杂程度的判别方法和复杂度参数的

4、计算方法。水动力学条件计算结果的准确度影响着水环境质量模型的优劣，弯道环流是天然河流中经典的水流结构之一，弯道水流结构的准确模拟是研究天然水体中水流运动、泥沙输运、污染物迁移变化等问题的基础，是评价地表水环境质量模型精确度的一个重要依据。本文通过对一系列典型弯道试验复杂度的定量分析，归纳出具有代表性的试验，为模型评价中代表性试验案例的选择提供科学的参考依据。应用地表水环境质量模型评价指标及评价方法，按照模型评价的规范化步骤，分别针对河道三维流场的模拟问题和流域非点源污染问题，进行了SWAT、ELCIRC、MIKE3FM、3DMMC和HEC-6模型

5、的评价实例研究，关键指标的定量分析采用代表性案例进行验证，数值模拟精度采用范数分析、相对误差分析等方法。关键词：地表水环境质量模型；评价指标；复杂度分类方法；层次分析法；数值模拟精确度IAbstractAbstractSurfacewaterqualitymodelsarecost-effective,time-saving,highlyefficientandflexible,andnowadaystheyplayanimportantroleinavarietyofstudiesconcerningwaterenvironmentmonito

6、ring,waterqualitysimulation,managementandrecovery.Ascientificevaluationsystemforwaterqualitymodelsisthereforeneededinordertochoosetherightmodelandtoachievereliableresultsinengineeringapplications,ortofacilitatedecisionmakingprocessesforwaterenvironmentrelatedissues.Suchaneval

7、uationsystemshouldincludeevaluationparametersandevaluationprocedureswhichcanquantifythereliabilityandoperabilityofasurfacewaterqualitymodel,anddetermineitssuitabilityforformulatingalegallybindingdocumentationorforapplicationonaspecificengineeringproject.Anevaluationsystemfors

8、urfacewaterqualitymodelsisestablishedinthispaper,basedonthefollowing