排水管网水动力学模型的建立与应用
城市排水管网水动力学模型的建立与应用
作者：李明琦
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相似文献(10条)
1.学位论文张震芳排水管网动态水力建模数据组织与分析2009
城市排水事业已进入了加强科学管理、提高安全可靠性的新时期。在对排水管网进行数据普查的基础上，利用管网水力学模型对排水管网进行动态模拟研究是城市排水管网科学管理的现代化技术方法和重要发展方向。管网模型的建立需要一定的数据基础，排水管理部门在充分了解自身数据现状的基础上，科学组织和分析数据的有效性和完整性，对建立管网动态水力模型具有重要作用，本课题研究对排水管网科学管理的现代化技术进步具有很大的现实意义。 本文首先介绍了排水管网模型的应用背景、概念、类型以及国外排水管网模型软件；总结了我国排水管网模型研究与应用；阐述了排水管网系统数学模型构成，并以SWMM软件为例，分析了排水管网模型的建模原理。 其次，从建模的数据条件出发，结合ZJ市主城区排水管网系统建模实例，应用SWMM软件，将动态建模数据按照数据来源进行分类和需求分析，并按照模型建立的顺序(确定管网拓扑结构、划分汇水子区域、确定水文、水力模型参数)介绍数据的详细处理方法，建立适用于我国城市排水管网系统水力建模的标准数据收集、处理和应用的方法体系；由于排水管网地理信息系统和排水管网模型结合使用的方式可缩短建模周期，提高排水管网建模的科学性，本文也简单介绍了地理信息系统与排水模型软件的结合使用的方法。 本研究使数据收集和数据处理的过程更有方向性和针对性，使得在建模之前排水管理部门可根据自身数据情况提出合理的建模目标，并使数据能够最高效、最大化地得到利用。 本文通过工程实例，演绎了管网动态水力建模的数据分析和处理的过程。通过管网建模的过程和最终的模型模拟结果，验证了数据收集和处理标准方法。管网数据的积累、应用和及时的维护更新是提高管网模型有效性的重要措施，良好的数据积累和维护与水力模型的应用可以互相促进发展。
2.学位论文刘兴坡排水管网计算机模拟方法及其应用研究2006
我国已进入城市化快速发展期。城市化的一个直接后果就是城市区域的硬化面积不断增大，破坏了城市正常的水循环路径，导致雨水径流总量增大、洪峰流量增大、洪峰时间提前，常常会诱发道路积水、合流制管道溢流(CSO)等城市型水灾害。与此同时，随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展，我国城市排水管网管理信息化、科学化、现代化的业务需求日益增强。因此，当前的城市排水管网事业挑战与机遇并存。解决城市型水灾害，实现城市排水管网科学化管理的一个共同解决方案就是建立排水管网模型。 首先，介绍了排水管网模型的概念、类型及应用，阐述了排水管网数学模型构成，并以SWMM引擎为例，分析了排水管网模型的建模原理：回顾了国内外排水管网模型的历史沿革和发展现状，介绍了我国排水管网模型研究现状及应用中存在的问题。此外，对排水管网建模技术流程及基于SWMM引擎的软件二次开发方案进行了介绍。 其次，结合实例介绍了排水管网模型实用化建模的一些方法。主要内容包括： (1)提出了一套包括基础数据搜集与录入、汇水子区域划分、模型参数初选、灵敏度分析、模型预校准和模拟情境设计分析的排水管网实用建模方法，适用于水文测验数据短缺地区的排水管网模型研究。 (2)基于城市暴雨强度公式，应用芝加哥过程线模型合成了不同重现期、不同雨型的降雨情境，并用于模拟分析。此外，给出了非恒定降雨情境重现期的确定方法。 (3)提出了“灵敏度分析-模型校准”迭代校准执行方案，即灵敏度分析为排水管网参数校准提供当前最需要调整的关键参数，而模型参数校准则优化灵敏度分析的初始参数集。(4)提出了排水管网水文/水力模型的二段式校准方案。针对校准实测数据不足的状况，提出了基于综合径流系数的水文模型预校准方案及基于积水事件的水力模型预校准方案。 最后，在排水管网建模理论与方法研究的基础上，对改进SWMM模型在镇江市主城区排水管网模型的建立及应用进行了研究，可为排水管网系统服务性能的总体评价及瓶颈识别、泵站排涝能力盈亏评估提供科学依据。
3.期刊论文陈圆.张亚雷.Foong Ying-Chyung.周雪飞.张选军英国排水管网建模技术实例分析-中国给水排水
2009,25(22)
基于排水管网水力模型软件(InfoWorks CS),介绍了一个英国小城镇排水管网建模过程.在实例中详述了英国管网建模规范、数据管理、模型构建以及模型检验等方面内容,最后针对我国现阶段的排水管网建模提出了值得借鉴的地方.
4.期刊论文董鲁燕.周永潮.李田.DONG Lu-yan.ZHOU Yong-chao.LI Tian基于管网水力模型的管道瓶颈判定方法
及其应用-中国给水排水2009,25(16)
排水系统达标改造是我国城市排水管理面临的长期问题,管道性能的科学评价诊断是确定排水系统改造方案的前提.制订排水管网改造方案的传统方法为采用单一管段分析、逐根管线估算的方法,未能综合考虑系统运行的水力性能与实际状况.笔者结合上海市某排水系统改造工程的设计,以管网水力模型为工具,提出采用水力坡度比值法识别瓶颈管段,具体地确定了改造对象及改造工程的实施顺序.研究成果与分析方法对今后排水系统改造方案的决策与优化具有借鉴意义.
5.学位论文张红旗排水管网水力模型与地理信息系统(GIS)集成技术研究2009
目前我国城市建设发展迅速，使城市水体保护与可持续利用越来越受到重视，相应的雨水排除和处理设施也越来越完善，排水管网及其附属设施的信息量越来越大。但是，在我国绝大多数城市中仍采用较落后的人工管理方法来管理城市排水管网，其弊端显而易见。为充分管理和合理应用越来越多的排水管网信息，建立一个完整、准确的排水管网GIS系统模型，提高排水管网管理的效率、质量和水平，是现代城市发展的要求。 @@ 本文以排水管网水力模型与地理信息系统的集成技术为研究内容，以暴雨管理模型(SWMM)作为管网微观模型方面的研究对象，以ArcGIS作为研究的平台，用二次开发方法对SWMM和ArcGIS进行了系统集成。首先，研究了城市排水管网信息管理系统的框架、结构和系统应具备的功能。其次，分析了排水管网属性数据和图形数据的特点，研究了排水管网属性数据和图形数据的来源、获取和转换的方式，介绍了系统数据库的组织模式和结构，并在图形数据和属性数据之间建立了连接和双向更新机制。然后，研究了ArcGIS与SWMM各自的数据接口和两者之间数据传递与转换的方式，并将两者紧密地结合在一起。最后
，分析了绘制排水管网横、纵剖面图所需的数据和算法，并结合ArcGIS强大的数据存储和空间分析功能，开发了基于ArcGIS技术动态生成、显示横纵剖面图的功能。 @@ 系统应用于北京市石景山区老山地区排水系统模拟中，充分证明该系统能用于排水管网的日常管理和系统的风险评估。并将自行开发的系统与世界比较成熟的软件(DHI公司的Mike Urban)进行比较，从系统界面、基本操作、开发成本等方面详细论述两个系统的优缺点。突出了自行开发系统操作简单，开发成本相对较低等特点。 @@关键词：排水管网；地理信息系统(GIS)；暴雨管理模型(SWMM)；ArcGIS；地理空间数据库
6.学位论文谭琼排水系统模型在城市雨水水量管理中的应用研究2007
计算机技术的发展推动了排水系统模型软件的开发和应用。在城市雨水管理中，排水系统模型正成为不可或缺的手段。推动相关模型在国内雨水管理中的应用是缩小国内排水行业建设管理与发达国家差距的必要途径。为此，本文对常用排水系统模型的构成和原理进行了归纳总结，并利用InfoWorks CS软件建立上海市雨水排水系统水力模型，从理论和方法层面为上海及国内其他城市的雨水水量管理提供支持。 降雨—径流模型是排水管网模型的基础，其模拟结果的准确性直接影响整个雨水排水模型的性能。本文通过上海市某居民小区的实测流量数据，进行了降雨—径流模拟的实例分析，在此基础上对国内排水系统降雨—径流模型及其参数的确定提出建议。研究结果表明：国外常用的模型组合在合理确定参数时都得到较好的模拟结果，模型应用中应当根据可获得数据和研究需要选择恰当的降雨—径流模型组合作为分析的手段；对产汇流模型的主要参数进行的灵敏性分析结果表明，对径流体积与洪峰流量，最主要的影响因素是不透水表面径流系数/有效不透水面积因子和不透水表面比例，影响较小的参数是透水表面的渗透性能、管壁粗糙系数和地面坡度；经恰当储量补偿的整体集水区简化模型同样获得较好的模拟结果。这为后续降雨—径流模型的选用及其参数的选择和率定提供了依据。 建设标准偏低的已建排水系统通常遭遇暴雨积水问题，采用雨水调蓄池能高效经济地提高排水系统的除涝能力，更好地解决城市化带来的洪峰水量问题。本文对调蓄池在上海市雨水水量管理中的应用进行了案例分析，确定采用排水系统模型在规划雨水调蓄池体积上的作用。通过模型计算
，为已建真如系统提高排水标准所需调蓄池规模提出了建议。研究结果表明，调蓄6mm水量能将真如高标区排水标准从1年一遇提高到3年一遇。采用可调节堰等工程性措施调控上游干管和系统间连通管道，控制流入高标区的径流，可以减小改造规模和成本。从造价来看，建造调蓄池较翻排管道节省投资
50％以上。这为上海市及国内其他城市排水系统采用雨水调蓄池进行达标改造提供了借鉴。 给定池容的初期雨水调蓄池在长期运行中所能发挥的调蓄效率和污染物去除效果是雨水管理中广受关注的问题。采用排水系统模型进行长期模拟，可对初期雨水调蓄池的运行效率进行预测，评价初期雨水调蓄池方案的环境效益。本文根据代表性年份1991年的实际降雨纪录，对上海世博园浦东片区半分流制雨水系统进行了水力模拟，以考察初期雨水调蓄池的长期运行效果，结果表明：按照调蓄容量30m3/h㎡的设计标准，在上海市平水年降雨条件下，调蓄池每年能够拦蓄约50％的雨水径流。对半分流制系统，在降雨期间允许向污水总管截流初期雨水条件下，调蓄池具有更高的调蓄比例。相关成果为初期雨水调蓄池的体积规划、运行模式和效果评价提供了参照依据。 大型合流管网的水力模型分析是提高合流制系统溢流控制水平的重要技术手段。本文建立了上海合流污水治理一期工程水力模型，对合流制溢流水量问题进行了分析研究。结果表明，台风暴雨和高潮位时期苏州河水位大幅升高引起河水异常流入，使合流一期系统实际截流水量超过合理的截流水量，泵站部分丧失排涝功能，合流一期服务范围的面源污染治理以及积水点改造工作，需要考虑进一步排查苏州河沿岸未有效封堵的原重力流排放口，将合流一期的流入水量控制在合理的范围之内。多数情况下，彭越浦泵站和截流输送管道不是合流一期系统溢流水量的限制因素。通过增加泵站截流量，优化系统运行，可以将合流一期系统降雨溢流的次数控制到比现状更低的水平。上海市排水系统之间相互连通、排水管道坡度小、管网存储能力强的特性，以及大面积流域的降雨存在的时空分布差异，使得合流系统具有发挥较大的调节能力，减少溢流频率的潜力。上海市合流系统在特定的管网系统条件下，溢流造成的实际面源污染负荷并不比分流制系统高，因此有充分的理由关注合流制系统的优势。国内城市地区应当合理利用符合本地情况的排水体制，实现城市雨水管理中环境效益和经济效益的最大化。 论文所得成果不仅为上海市的雨水水量管理提供了依据与参考，也为国内其他城市利用模型进行雨水管理提供了借鉴。
7.期刊论文张力.王荣和.王声东利用组件式GIS软件开发排水管网GIS系统-工业用水与废水2002,33(1)
随着GIS技术的不断发展,GIS在城市管理的许多领域得到了广泛的应用.组件式GIS是GIS发展的一个新趋势,利用组件式GIS与可视化编程语言VisualBasic相结合可以方便的实现排水管网GIS系统中图文互查和属性信息的编辑等重要GIS功能.
8.学位论文谢莹莹城市排水管网系统模拟方法和应用2007
城市排水管网系统是重要的城市基础设施，也是城市水污染防治和城市排渍防涝的骨干工程，对消除和减少城市道路积水、合流制管道溢流等内涝灾害发挥着重要的安全保障作用。建立城市排水管网系统模型的目的是模拟或预测系统中各部分的水流状况，以便对排水系统进行管理和控制。随着计算机技术、网络技术和通信技术等信息技术的飞速发展，城市排水管网事业信息化管理带来了的机遇和挑战，使排水管网水力模型的建立和现代化管理技术应用成为可能。建立城市排水管网系统模型是实现城市排水管网系统信息化管理的重要途径。 本文针对城市排水管网系统水力模型的建立
，首先总结了国内外城市排水管网系统模型的研究现状及应用发展，系统地阐述了城市排水管网系统的应用背景、概念及分类等。其次，分析了排水管网系统数学模型构成和技术方法，其中结合ZJ市镇江建模实际需要，针对建模中数据重要性及数据需求等问题，进行了排水管网模型的数据需求分析
，提出了动态水力模型的数据分类和收集方法体系，为以后的城市排水管网建模工作提供技术支持，使收集数据的过程更有方向性和针对性；并提出具有二级网络结构的排水监测系统，以获得模型校验所需的水力运行数据。然后，分析了SWMM模型的建模原理和技术方法。 最后，在排水管网系统建模理论与方法研究的基础上，将SWMM模型应用于ZJ市主城区排水管网系统建模，对模型的建立及应用进行了研究。提出了包括基础数据搜集与录入、汇水子流域划分、模型参数初选和模拟情境设计分析的排水管网实用建模方法。模拟情境基于城市暴雨强度公式，应用芝加哥过程线模型合成了不同重现期的降雨情境，对排水管网进行非恒定流动态模拟分析。初步建立了ZJ市主城区排水管网系统模型，可为排水管网系统服务性能的总体评价及系统瓶颈识别提供科学依据和参考。
9.学位论文郭姣基于ArcGis的排水管网水力模拟方法和应用2008
随着城市排水管网模拟理论的发展和计算方法的不断改进，城市排水管网计算机模型逐渐成为排水系统管理必不可少的一部分。运用地理信息系统技术和排水管网动态模拟技术进行排水管网资产管理和运行管理日益成为一种不可或缺的手段。排水管网计算机模型的建立需要排水地理信息系统中存储的大量信息作为数据支持；同时，随着地理信息系统功能的完善，排水地理信息系统已经逐渐具有对排水管网模拟结果进行直观表达及分析的功能。 本文提出将排水管网地理信息系统和排水管网水力模型联合应用的概念和技术方法，通过联合ArcGis地理信息系统和SWMM模拟系统，实现在统一的平台下完成排水管网数据管理及排水管网系统模拟功能。利用该技术方法可以大大缩短计算机模型建立的周期，提高管网水力模型的准确性，同时为排水管网系统运行与管理提供必要的技术支持。通过对ArcGis数据管理模型分析，选择利用ArcGis的Geodatabase模型建立排水管网地理信息系统数据库
；通过对SWMM排水管网系统模拟原理及数据需求分析，明确在ArcGis系统中建立排水管网计算机模型所需数据。基于以上分析，提出了ArcGis与SWMM排水管网水力模拟系统相联合的总体框架，详细叙述了利用联合模式建立排水管网计算机模型的方法及该方法的技术优势。通过分析ZHJ市排水管网数据存在的问题，对ArcGis进行二次开发实现管网数据合理性校验功能；针对汇水区域模型的数据需求，阐述应用ArcGis空间处理功能生成汇水区域模型数据的方法及步骤。最后，本文利用上述方法建立了ZHJ市主城区一个独立雨水管网系统的模型，通过案例验证了该技术方法的可行性与实用性。
10.期刊论文祁继英.白海梅.QI Ji-ying.BAI Hai-mei水力模型用于排水系统的设计优化-中国给水排水
2008,24(4)
在传统的城市排水管网设计和管理中,一般采用恒定流水力学理论计算管网的汇流过程,无法反映真实水流的突涨突落的非恒定流特点,因此在上海市虹南排水系统的规划设计中,应用城市排水系统水力模型模拟技术详细分析了雨水排水系统的水力学特征,诊断了管网瓶颈,优化了其管网布局、调度方式和工程方案,为提高虹南雨水排水系统的规划、设计、管理、运行技术水平发挥了重要作用.
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DHI MIKE11 水动力模块
02.MIKE 11 水动力模块页面介绍 ? DHI
MIKE 11 水动力学模块 文件设置 设置MIKE 11 模型需要以下文件: ?断面数据(.xns11) ?河道位置(.nwk11) ?河道连接(.nwk11) ?水工建筑物位置(.nwk11) ?边界条件(.bnd11) ?模型参数文件(.hd11) ? (时间序列文件) (.dfs0)
模型结构 模 拟 文 件.sim11 断 面 文 件.xns11 参 数 文 件.hd11 河 网 文 件.nwk11 时 间 序 列 文 件 .dfs0 边 界 文 件.bnd11 MIKE 11 水动力学模块
数据名称说明 流域数据 河网形状，ArcGis或AutoCAD电子地图或流域纸图 水工建筑物和水文测站的地理位置 河道和滩区地形数据河道断面，间距视研究对象而定，应能反映沿程断 面的变化 若模拟滩区行洪，需滩区地形数据（或水位-蓄水量 关系曲线） 水工建筑物水工建筑物地理位置、设计参数及调度规则等 水文测量数据 用于设置边界条件 用于模型率定和验证MIKE 11 水动所需数据资料
模拟文件编辑器 ?两大作用: ? 定义模拟设定 - 模拟类型, - 模拟时段, - 时间步长 - 输入输出结果文件名 ? 集成各编辑器文件信息 文件扩展名: *.sim11 应用模块选择(HD/AD/WQ)? 非稳态/准非稳态? 哪些输入文件? 模拟时段及时间步长? 初始启动模式?
文件扩展名: *.nwk11 河网文件编辑器河道定义: ? Topo ID ?河道名 ?上游端点里程 [m] ?下游端点里程 [m] ?河道类型（常规或其它特殊渠道） ?上游与其它河道的连接信息 ?下游与其它河道的连接信息 ?最大 x
弹簧阻尼系统动力学模型ams仿真
弹簧阻尼系统动力学模 型a m s仿真 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
震源车系统动力学模型分析报告一、项目要求 1）独立完成1个应用Adams软件进行机械系统静力、运动、动力学分析问题，并完成一份分析报告。分析报告中要对所计算的问题和建模过程做简要分析，以图表形式分析计算结果。 2）上交分析报告和Adams的命令文件，命令文件要求清楚、简洁。 二、建立模型 1）启动admas，新建模型，设置工作环境。 对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。在ADAMS/View菜单栏中，选择设置（Setting）下拉菜单中的工作网格（WorkingGrid）命令。系统弹出设置工作网格对话框，将网格的尺寸(Size)中的X和Y分别设置成750mm和500mm，间距（Spacing）中的X和Y都设置成50mm。然后点击“OK”确定。如图2-1所表示。 图2-1设置工作网格对话框 2）在ADAMS/View零件库中选择矩形图标，参数选择为“onGround”，长度（Length）选择40cm高度Height为1.0cm，宽度Depth为30.0cm，建立系统的平台，如图2-2所示。以同样的方法，选择参数“NewPart”建立part-2、part-3、part-4，得到图形如2-3所示， 图2-2图2-3创建模型平台 3）施加弹簧拉力阻尼器，选择图标，根据需要输入弹簧的刚度系数K和粘滞阻尼系数C，选择弹簧作用的两个构件即可，施加后的结果如图2-4 图2-4创建弹簧阻尼器
4）添加约束，选择棱柱副图标，根据需要选择要添加约束的构件，添加约束后的模型如2-5所示。 图2-5添加约束 至此模型创建完成 三、模型仿真 1)、在无阻尼状态下，系统仅受重力作用自由振动，将最下层弹簧的刚度系数K设置为10，上层两个弹簧刚度系数均设置为3，小物块的支撑弹簧的刚度系数为4，阻尼均为0，进行仿真，点击图标，设置EndTime为5.0，StepSize为0.01，Steps为50，点击图标，开始仿真对所得数据进行分析。 选择物块的位移、速度、加速度与时间的图像如图3-1、3-2、3-3所示，经过傅里叶变换之后我们可以清楚地看到系统的各阶固有频率。 图3-1位移与时间图像以及FFT变换图像 图3-2速度与时间图像以及FFT变换图像 图3-3加速度与时间图像以及FFT变换图像 通过傅里叶变换，从图中可以看出系统为三阶系统，表现出三阶的固有频率，通过测量得到w1=2.72，w2=4.29，w3=6.15.。 2）为了更进一步验证系统的各阶固有频率，我们给系统施加一定频率的正弦激振力，使系统做受迫振动，观察系统的振动情况， （a）F1=50*sin(2*3.14*w1*time)时，物块振动的速度与时间的图像如3-4所示。 图3-4 F1作用下速度与时间图像以及FFT变换图像
系统动力学模型部分集
第10章系统动力学模型 系统动力学模型(System Dynamic)是社会、经济、规划、军事等许多领域进行战略研究的重要工具，如同物理实验室、化学实验室一样，也被称之为战略研究实验室，自从问世以来，可以说是硕果累累。 1 系统动力学概述 2 系统动力学的基础知识 3 系统动力学模型 第1节系统动力学概述 1.1 概念 系统动力学是一门分析研究复杂反馈系统动态行为的系统科学方法，它是系统科学的一个分支，也是一门沟通自然科学和社会科学领域的横向学科，实质上就是分析研究复杂反馈大系统的计算仿真方法。 系统动力学模型是指以系统动力学的理论与方法为指导，建立用以研究复杂地理系统动态行为的计算机仿真模型体系，其主要含义如下： 1 系统动力学模型的理论基础是系统动力学的理论和方法； 2 系统动力学模型的研究对象是复杂反馈大系统； 3 系统动力学模型的研究内容是社会经济系统发展的战略与决策问题，故称之为计算机仿真法的“战略与策略实验室”； 4 系统动力学模型的研究方法是计算机仿真实验法，但要有计算
机仿真语言DYNAMIC的支持，如：PD PLUS，VENSIM等的支持； 5 系统动力学模型的关键任务是建立系统动力学模型体系； 6 系统动力学模型的最终目的是社会经济系统中的战略与策略决策问题计算机仿真实验结果，即坐标图象和二维报表； 系统动力学模型建立的一般步骤是：明确问题，绘制因果关系图，绘制系统动力学模型流图，建立系统动力学模型，仿真实验，检验或修改模型或参数，战略分析与决策。 地理系统也是一个复杂的动态系统，因此，许多地理学者认为应用系统动力学进行地理研究将有极大潜力，并积极开展了区域发展，城市发展，环境规划等方面的推广应用工作，因此，各类地理系统动力学模型即应运而生。 1.2 发展概况 系统动力学是在20世纪50年代末由美国麻省理工学院史隆管理学院教授福雷斯特（JAY.W.FORRESTER）提出来的。目前，风靡全世界，成为社会科学重要实验手段，它已广泛应用于社会经济管理科技和生态灯各个领域。福雷斯特教授及其助手运用系统动力学方法对全球问题，城市发展，企业管理等领域进行了卓有成效的研究，接连发表了《工业动力学》，《城市动力学》，《世界动力学》，《增长的极限》等著作，引起了世界各国政府和科学家的普遍关注。 在我国关于系统动力学方面的研究始于1980年，后来，陆续做了大量的工作，主要表现如下： 1）人才培养
系统动力学模型
第10 章系统动力学模型 系统动力学模型(System Dynamic)是社会、经济、规划、军事等许多领域进行战略研究的重要工具，如同物理实验室、化学实验室一样，也被称之为战略研究实验室，自从问世以来，可以说是硕果累累。 1 系统动力学概述 2 系统动力学的基础知识 3 系统动力学模型 第1 节系统动力学概述 1.1 概念系统动力学是一门分析研究复杂反馈系统动态行为的系统科学方法，它是系统科学的一个分支，也是一门沟通自然科学和社会科学领域的横向学科，实质上就是分析研究复杂反馈大系统的计算仿真方法。 系统动力学模型是指以系统动力学的理论与方法为指导，建立用以研究复杂地理系统动态行为的计算机仿真模型体系，其主要含义如下： 1 系统动力学模型的理论基础是系统动力学的理论和方法； 2 系统动力学模型的研究对象是复杂反馈大系统； 3 系统动力学模型的研究内容是社会经济系统发展的战略与决策问题，故称之为计算机仿真法的“战略与策略实验室” ； 4 系统动力学模型的研究方法是计算机仿真实验法，但要有计算 机仿真语言DYNAMIC勺支持，如：PD PLUS VENSIM等的支持； 5 系统动力学模型的关键任务是建立系统动力学模型体系； 6 系统动力学模型的最终目的是社会经济系统中的战略与策略决策问题计
算机仿真实验结果，即坐标图象和二维报表； 系统动力学模型建立的一般步骤是：明确问题，绘制因果关系图，绘制系统动力学模型流图，建立系统动力学模型，仿真实验，检验或修改模型或参数，战略分析与决策。 地理系统也是一个复杂的动态系统，因此，许多地理学者认为应用系统动力学进行地理研究将有极大潜力，并积极开展了区域发展，城市发展，环境规划等方面的推广应用工作，因此，各类地理系统动力学模型即应运而生。 1.2 发展概况 系统动力学是在20世纪50年代末由美国麻省理工学院史隆管理学院教授福雷斯特（JAY.W.FORRESTERI出来的。目前，风靡全世界，成为社会科学重要实验手段，它已广泛应用于社会经济管理科技和生态灯各个领域。福雷斯特教授及其助手运用系统动力学方法对全球问题，城市发展，企业管理等领域进行了卓有成效的研究，接连发表了《工业动力学》，《城市动力学》，《世界动力学》，《增长的极限》等著作，引起了世界各国政府和科学家的普遍关注。 在我国关于系统动力学方面的研究始于1980 年，后来，陆续做了大量的工作，主要表现如下： 1 ）人才培养 自从1980年以来，我国非常重视系统动力学人才的培养，主要采用“走出去，请进来”的办法。请进来就是请国外系统动力学专家来华讲学，走出去就是派留学生，如：首批派出去的复旦大学管理学院的王其藩教授等，另外，还多次举办了全国性的讲习班。 2 ）编译编写专著
建立数学模型的方法步骤特点及分类
§16.3 建立数学模型的方法、步骤、特点及分类 [学习目标] 1.能表述建立数学模型的方法、步骤； 2.能表述建立数学模型的逼真性、可行性、渐进性、强健性、可转移性、非预制性、条理 性、技艺性和局限性等特点；； 3.能表述数学建模的分类； 4.会采用灵活的表述方法建立数学模型； 5.培养建模的想象力和洞察力。 一、建立数学模型的方法和步骤 —般说来建立数学模型的方法大体上可分为两大类、一类是机理分析方法，一类是测试分析方法．机理分析是根据对现实对象特性的认识、分析其因果关系，找出反映内部机理的规律,建立的模型常有明确的物理或现实意义.§16.2节的示例都属于机理分析方法。测试分折将研究对象视为一个“黑箱”系统，内部机理无法直接寻求，可以测量系统的输人输出数据、并以此为基础运用统计分析方法，按照事先确定的准则在某一类模型中选出一个与数据拟合得最好的模型。这种方法称为系统辨识(System Identification)．将这两种方法结合起来也是常用的建模方法。即用机理分析建立模型的结构，用系统辨识确定模型的参数． 可以看出，用上面的哪一类方法建模主要是根据我们对研究对象的了解程度和建模目的决定的．如果掌握了机理方面的一定知识，模型也要求具有反映内部特性的物理意义。那么应该以机理分析方法为主．当然,若需要模型参数的具体数值，还可以用系统辨识或其他统计方法得到．如果对象的内部机理基本上没掌握，模型也不用于分析内部特性,譬如仅用来做输出预报，则可以系统辩识方法为主．系统辨识是一门专门学科，需要一定的控制理论和随机过程方面的知识．以下所谓建模方法只指机理分析。 建模要经过哪些步骤并没有一定的模式，通常与实际问题的性质、建模的目的等有关，从§16.2节的几个例子也可以看出这点．下面给出建模的—般步骤，如图16-5所示． 图16-5 建模步骤示意图 模型准备首先要了解问题的实际背景，明确建模的目的搜集建模必需的各种信息如现象、数据等，尽量弄清对象的特征,由此初步确定用哪一类模型，总之是做好建模的准备工作．情况明才能方法对，这一步一定不能忽视，碰到问题要虚心向从事实际工作的同志请教，尽量掌握第一手资料. 模型假设根据对象的特征和建模的目的，对问题进行必要的、合理的简化，用精确的语言做出假设，可以说是建模的关键一步．一般地说，一个实际问题不经过简化假设就很难翻译成数学问题，即使可能，也很难求解．不同的简化假设会得到不同的模型．假设作得不合理或过份
(完整版)系统动力学模型案例分析
系统动力学模型介绍 1.系统动力学的思想、方法 系统动力学对实际系统的构模和模拟是从系统的结构和功能两方面同时进行的。系统的结构是指系统所包含的各单元以及各单元之间的相互作用与相互关系。而系统的功能是指系统中各单元本身及各单元之间相互作用的秩序、结构和功能，分别表征了系统的组织和系统的行为，它们是相对独立的，又可以在—定条件下互相转化。所以在系统模拟时既要考虑到系统结构方面的要素又要考虑到系统功能方面的因素，才能比较准确地反映出实际系统的基本规律。系统动力学方法从构造系统最基本的微观结构入手构造系统模型。其中不仅要从功能方面考察模型的行为特性与实际系统中测量到的系统变量的各数据、图表的吻合程度，而且还要从结构方面考察模型中各单元相互联系和相互作用关系与实际系统结构的一致程度。模拟过程中所需的系统功能方面的信息，可以通过收集，分析系统的历史数据资料来获得，是属定量方面的信息，而所需的系统结构方面的信息则依赖于模型构造者对实际系统运动机制的认识和理解程度，其中也包含着大量的实际工作经验，是属定性方面的信息。因此，系统动力学对系统的结构和功能同时模拟的方法，实质上就是充分利用了实际系统定性和定量两方面的信息，并将它们有机地融合在一起，合理有效地构造出能较好地反映实际系统的模型。 2.建模原理与步骤
(1)建模原理 用系统动力学方法进行建模最根本的指导思想就是系统动力学的系统观和方法论。系统动力学认为系统具有整体性、相关性、等级性和相似性。系统内部的反馈结构和机制决定了系统的行为特性，任何复杂的大系统都可以由多个系统最基本的信息反馈回路按某种方式联结而成。系统动力学模型的系统目标就是针对实际应用情况，从变化和发展的角度去解决系统问题。系统动力学构模和模拟的一个最主要的特点，就是实现结构和功能的双模拟，因此系统分解与系统综合原则的正确贯彻必须贯穿于系统构模、模拟与测试的整个过程中。与其它模型一样，系统动力学模型也只是实际系统某些本质特征的简化和代表，而不是原原本本地翻译或复制。因此，在构造系统动力学模型的过程中，必须注意把握大局，抓主要矛盾，合理地定义系统变量和确定系统边界。系统动力学模型的一致性和有效性的检验，有一整套定性、定量的方法，如结构和参数的灵敏度分析，极端条件下的模拟试验和统计方法检验等等，但评价一个模型优劣程度的最终标准是客观实践，而实践的检验是长期的，不是一二次就可以完成的。因此，一个即使是精心构造出来的模型也必须在以后的应用中不断修改、不断完善，以适应实际系统新的变化和新的目标。 (2)建模步骤 系统动力学构模过程是一个认识问题和解决问题的过程，根据人们对客观事物认识的规律，这是一个波浪式前进、螺旋式上升的过程，因此它必须是一个由粗到细，由表及里，多次循环，不断深化的过程。系统动力学将整个构模过程归纳为系统分析、结构分析、模型建立、模型试验和模型使用五大步骤这五大步骤有一定的先后次序，但按照构模过程中的具体情况，它们又都是交叉、反复进行的。 第一步系统分析的主要任务是明确系统问题，广泛收集解决系统问题的有关数据、资料和信息，然后大致划定系统的边界。 第二步结构分析的注意力集中在系统的结构分解、确定系统变量和信息反馈机制。 第三步模型建立是系统结构的量化过程(建立模型方程进行量化)。 第四步模型试验是借助于计算机对模型进行模拟试验和调试，经过对模型各种性能指标的评估不断修改、完善模型。 第五步模型使用是在已经建立起来的模型上对系统问题进行定量的分析研究和做各种政策实验。 3.建模工具 系统动力学软件VENSIM PLE软件 4.建模方法 因果关系图法 在因果关系图中，各变量彼此之间的因果关系是用因果链来连接的。因果链是一个带箭头的实线(直线或弧线)，箭头方向表示因果关系的作用方向，箭头旁标有“+”或“-”号，分别表示两种极性的因果链。
地下水动力学(专升本)
地下水动力学(专升本) 填空题 1. 博尔顿第一模型主要是考虑了___(1)___ ；第二模型主要考虑了___(2)___ 。(4分) (1). 标准答案是: 井附近水流垂直分速度(2). 标准答案是: 潜水的弹性释水和迟后给水 2. 当地下水流斜向通过透水性突变界面时，介质的渗透系数越大，则折射角就越___(3)___ 。(2分) (1). 标准答案是: 大 3. 第一越流系统是指考虑___(4)___ 和忽略___(5)___ 的越流系数；第二越流系统是指考虑___(6)___ 而不考虑 ___(7)___ 的越流系统；第三越流系统是指考虑___(8)___ 而忽略___(9)___ 的越流系统。(12分) (1). 标准答案是: 弱透水层的弹性释放(2). 标准答案是: 补给层水头变化 (3). 标准答案是: 弱透水层弹性释水(4). 标准答案是: 补给层水头变化 (5). 标准答案是: 补给层水头的变化(6). 标准答案是: 弱透水层弹性释水 4. 渗透系数在各向同性岩层中是___(10)___ ，在各向异性岩层中是___(11)___ 。在三维空间中它由___(12)___ 组成，在二维流中则由___(13)___ 组成。(8分) (1). 标准答案是: 标量(2). 标准答案是: 张量 (3). 标准答案是: 九个分量(4). 标准答案是: 四个分量 5. 均质与非均质岩层是根据___(14)___ 的关系划分的，各向同性和各向异性岩层是根据___(15)___ 的关系划分的。 (1). 标准答案是: 岩层透水性与空间坐标(2). 标准答案是: 岩层透水性与水流方向 6. 在各向异性岩层中，水力坡度与渗透速度的方向是___(16)___ 。(2分) (1). 标准答案是: 不一致的; 问答题 7. 如下图所示的水文地质条件，已知水流为稳定一维流，画出1、2断面间的水头曲线。 (18分)
数学建模中的图论方法
数学建模中的图论方法 一、引言 我们知道，数学建模竞赛中有问题A和问题B。一般而言，问题A是连续系统中的问题，问题B是离散系统中的问题。由于我们在大学数学教育内容中，连续系统方面的知识的比例较大，而离散数学比例较小。因此很多人有这样的感觉，A题入手快，而B题不好下手。 另外，在有限元素的离散系统中，相应的数学模型又可以划分为两类，一类是存在有效算法的所谓P类问题，即多项式时间内可以解决的问题。但是这类问题在MCM中非常少见，事实上，由于竞赛是开卷的，参考相关文献，使用现成的算法解决一个P类问题，不能显示参赛者的建模及解决实际问题能力之大小；还有一类所谓的NP问题，这种问题每一个都尚未建立有效的算法，也许真的就不可能有有效算法来解决。命题往往以这种NPC问题为数学背景，找一个具体的实际模型来考验参赛者。这样增加了建立数学模型的难度。但是这也并不是说无法求解。一般来说，由于问题是具体的实例，我们可以找到特殊的解法，或者可以给出一个近似解。 图论作为离散数学的一个重要分支，在工程技术、自然科学和经济管理中的许多方面都能提供有力的数学模型来解决实际问题，所以吸引了很多研究人员去研究图论中的方法和算法。应该说，我们对图论中的经典例子或多或少还是有一些了解的，比如，哥尼斯堡七桥问题、中国邮递员问题、四色定理等等。图论方法已经成为数学模型中的重要方法。许多难题由于归结为图论问题被巧妙地解决。而且，从历年的数学建模竞赛看，出现图论模型的频率极大，比如： AMCM90B－扫雪问题； AMCM91B－寻找最优Steiner树； AMCM92B－紧急修复系统的研制(最小生成树) AMCM94B－计算机传输数据的最小时间(边染色问题) CMCM93B－足球队排名(特征向量法) CMCM94B－锁具装箱问题(最大独立顶点集、最小覆盖等用来证明最优性) CMCM98B－灾情巡视路线(最优回路) 等等。这里面都直接或是间接用到图论方面的知识。要说明的是，这里图论只是解决问题的一种方法，而不是唯一的方法。 本文将从图论的角度来说明如何将一个工程问题转化为合理而且可求解的数学模型，着重介绍图论中的典型算法。这里只是一些基础、简单的介绍，目的在于了解这方面的知识和应用，拓宽大家的思路，希望起到抛砖引玉的作用，要掌握更多还需要我们进一步的学习和实践。
图论 模型
251 图论模型 图论是运筹学的一个经典和重要分支，专门研究图与网络模型的特点、性质以及求解方法。许多优化问题，可以利用图与网络的固有特性而形成的特定方法来解决，比用数学规划等其他模型来求解往往要简单且有效得多。 图论起源于1736年欧拉对柯尼斯堡七桥问题的抽象和论证。1936年，匈牙利数学家柯尼希（D. K?nig ）出版的第一部图论专著《有限图与无限图理论》，树立了图论发展的第一座里程碑。近几十年来，计算机科学和技术的飞速发展，大大地促进了图论研究和应用，其理论和方法已经渗透到物理、化学、计算机科学、通信科学、建筑学、生物遗传学、心理学、经济学、社会学各个学科中。 9.1 图的基础理论 9.1.1 图的基本概念 所谓图，概括地讲就是由一些点和这些点之间的连线组成的。定义为(,)G V E =，V 是顶点的非空有限集合，称为顶点集。E 是边的集合，称为边集。边一般用(,)i j v v 表示，其中 ,i j v v 属于顶点集V 。 以下用V 表示图(,)G V E =中顶点的个数，E 表示边的条数。 如图9.1是几个图的示例，其中图9.1 (a)共有3个顶点、2条边，将其表示为 (,)G V E =，123{,,}V v v v =，1213{(,),(,)}E v v v v =. 2 3 v 45 v 3 4 (a) (c) 图9.1 图的示意图 1.无向图和有向图 如果图的边是没有方向的，则称此图为无向图（简称为图），无向图的边称为无向边（简称边）。如图9.1 (a)和(b)都是无向图。连接两顶点i v 和j v 的无向边记为(,)i j v v 或(,)j i v v 。 如果图的边是有方向（带箭头）的，则称此图为有向图，有向图的边称为弧（或有向边），如图9.1 (c)是一个有向图。连接两顶点i v 和j v 的弧记为,i j v v ??，其中i v 称为起点，j v 称为终点。显然此时弧,i j v v ??与弧,j i v v ??是不同的两条有向边。有向图的弧的起点称为弧头，弧的终点称为弧尾。有向图一般记为(,)D V A =，其中V 为顶点集，A 为弧集。 例如图9.1 (C)可以表示为(,)D V A =，顶点集1234{,,,}V v v v v =，弧集为1223{,,,, A v v v v =????243441,,,,,}v v v v v v ??????。 对于图除非指明是有向图，一般地，所谓的图都是指无向图。有向图也可以用G 表示。 例9.1 设12345{,,,,}V v v v v v =，12345{,,,,}E e e e e e =，其中
图论模型的建立与转化
图论模型的建立与转化 关键字：图论模型、建立、转化 摘要 本文主要写图论模型的建立与转化，共分四部分： 第一部分引言说明了图论建模在整个信息学竞赛中的地位，以及图论模型与其它数学模型的异同，并指出很有研究总结图论建模的思想、方法及技巧的必要。 第二部分提出了图论模型建立中的两个要点：对原型中的要素进行适当的取舍和选择合适的理论体系，并分别举例加以详细分析，然后从中总结出了图论建模的总的原则：准确、清晰、简明。 第三部分主要讨论了在图论模型的转化中，应用得较为广泛的两种方法：拆分转化和补集转化，并着重分析了前者。文中把前者分为三类：点→边、点→点、边→边，其中详细分析了第二类。 第四部分总结了全文，并指出了进一步研究图论模型的必要性 目录 一．引言 (2) 二．图论模型的建立 (2) I.要素的取舍 (2) II.选择合适的理论体系 (4) 三．图论模型的转化 (7) I.拆分转化 (7) II.补集转化 (10) 四．结语 (11)
正文 一.引言 信息学竞赛以解题为主，整个解题过程中一个重要的步骤就是数学建模，本文要讨论的就是数学建模的一个分支——图论建模。 图论建模是指对一些客观事物进行抽象、化简，并用图1来描述事物特征及内在联系的过程。 建立图论模型的目的和建立其它的数学模型一样，都是为了简化问题，突出要点，以便更深入地研究问题的本质；它的求解目标可以是最优化问题，也可以是存在性或是构造性问题；并且，和几何模型、运筹学模型一样，在建立图论模型的过程中，也需要用到集合、映射、函数等基本的数学概念和工具； 但图论模型和其它模型在它们的研究方法上又有着很大的不同，例如我们可以运用典型的图论算法来对图论模型进行求解，或是根据图论的基本理论来分析图论模型的性质，这些特殊的算法和理论都是其它模型所不具备的，而且在其它模型中，能用类似于图这种直观的结构来描述的也很少。 我们学习图论，一般都是通过书籍，但书上介绍的往往只限于图论模型的基本要素、一些图论的相关理论和经典算法等，至于如何建立图论模型、如何运用这些理论和算法、如何研究图论问题，都只有靠自己来理解、来领会，并通过实践来验证这些理解，通过摸索总结来提高自己的能力。 在建立图论模型的过程中，我们常常会遇到一些困难，例如难以建立点、边、权关系，或是原型中的一些重要因素无法纳入现有模型，或是现有模型虽能表示原型，却无法求解等等。为了克服这些困难，就需要用到某些独特的思想、方法和技巧，本文要写的正是我在学习、实践中得出的这方面的一点认识。 二.图论模型的建立 在建立模型之前，我们首先要对研究对象进行全面的调查，将原型理想化、简单化（对于竞赛题而言，这一步大部分已经由出题人完成了）；然后对原型进行初步的分析，分清其中的各个要素及求解目标，理出它们之间的联系；下一步就是用恰当的模型来描述这些要素及联系。 I.要素的取舍 在用图论模型描述研究对象时，为了更突出与求解目标息息相关的要素，降低思考的复杂度，就不可避免地要舍去部分要素。下面我们就通过例1来分析一下。 【例1】导线排布Line[7]： 题目（文档附件：导线排布.doc）中蓝色的一段是问题描述的重点，其中涉及的要素有圆圈、N根导线、2N个端点、编号规则、导线的交叉等，求解目标是构造一种符合所给的导线交叉情况的导线排布方案。 起先，我们对题目描述的导线排布并不熟悉，或许我们能够画出几个无解或是多解的1在本文中，“图”专指由若干不同顶点与连接其中某些顶点的边所组成的图形[6]，不包括一般的示意图。
MIKE21水动力学模型应用研究进展
Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2020, 10(4), 510-515 Published Online August 2020 in Hans. https://www.360docs.net/doc/c617808725.html,/journal/aep https://https://www.360docs.net/doc/c617808725.html,/10.12677/aep.2020.104061 Research Progress on Application of MIKE21 Hydrodynamic Model Qing Luo, Lihong Liu, Yumeng Wang Department of Earth and Environment, Anhui University of Science & Technology, Huainan Anhui Received: Jul. 15th, 2020; accepted: Aug. 4th, 2020; published: Aug. 11th, 2020 Abstract MIKE21 model is a reliable means and an important basis for studying the movement of surface water flow. The model simulation of planar two-dimensional water flow is of great significance for the actual water condition verification, hydrological change calculation and future trend predic-tion. At present, many experts and scholars have carried out practical application of multi-angle, multi-level and different fields, and have repeatedly verified the accuracy and fit of the MIKE21 model. This paper mainly reviews the application of MIKE21 hydrodynamic model in river flood analysis, flood evolution in flood storage area, analysis of urban waterlogging risk and impact of water conservancy construction. The hydrological changes, general conclusions and application limitations, which are obtained, are discussed by the model under different simulation conditions. On this basis, it elaborates and summarizes, and forecasts the application and development trend of MIKE21 hydrodynamic model. Keywords MIKE21 Hydrodynamic Model, River Flood, Flood Evolution in Flood Storage Area, Urban Waterlogging, Water Conservancy Construction MIKE21水动力学模型应用研究进展 罗庆，刘丽红，王雨蒙 安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南 收稿日期：2020年7月15日；录用日期：2020年8月4日；发布日期：2020年8月11日 摘要 MIKE21水动力学模型是研究地表水流运动的可靠手段和重要依据，模型关于平面二维水流的模拟，对
第九章 水环境规划模型
第九章水环境规划 第一节规划的原则与依据 一、规划目标与水功能区划分 水环境规划的主要目标是通过对水污染物排放的合理组织与控制，保证水体的水质满足人类生活、生产，以及生态与景观的需求。一般说来，水环境规划是一个多目标规划，涉及生态环境、经济技术、社会生活的各个方面。作为一个具体规划，其主要的目标是水质和实现水质目标的费用。 人们对水质的需求体现在水功能区目标上。水功能区是指为满足水资源开发和有效保护的需求，根据自然条件、功能要求、开发利用现状，按照流域综合规划、水资源保护规划和经济社会发展要求，在相应水域按其主导功能划定并执行相应质量标准的特定区域。 地表水的水功能区一般分为水功能一级区和水功能二级区。水功能一级区分为保护区、缓冲区、开发利用区和保留区四类。在水功能一级区中的开发利用区中又可以划分为七类二级区，它们是：饮用水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区、过渡区和排污控制区。每一类水功能区都对应特定的水质标准（表9-1）。 水功能区的划分是水环境质量标准在具体水域的具体应用，是水环境规划的依据。水功能区的划分需要遵循“自上而下”的原则，即从流域层次上制订宏观的功能区划，然后从区域或城市的角度制订具体的功能区划。
表9-1 水功能区划分的条件指标和水质标准 二、水环境容量与允许排放量 环境容量一词早先用于描述某一地区的环境对人口增长和经济发展的承载能力。20世纪70年代初，针对当时的环境污染和公害肆 一级区 二级区 区划条件 区划指标 执行水质标准 保护区 国家级、省级自然保护区；具有典型意义的自然生境；大型调水工程水源地；重要河流的源头 集水面积、水量、 调水量、水质级别 I ～Ⅱ级或维持现状 缓冲区 跨地区边界的河流、湖泊的边界水域；用水矛盾突出的地区之间的水域 省界断面水域；矛盾突出的水域 按实际需要执行相关标准或按现状控制 饮用水源区 现有城镇生活用水取水口较集中 的水域；规划水平年内设置城镇供水 的水域 城镇人口、取水量、取水口分布等 Ⅱ～Ⅲ类 工业用水区 现有或规划水平年内设置的矿企业生产用水集中取水地 工业产值、取水总囊、取水口分布等 Ⅳ类 农业用水区 现有或规划水平年内需要设置的农业灌溉集中取水地 灌区面积、取水总量、取水口分布等 V 类 开发利用区 渔业用水区 自然形成的鱼、虾蟹、贝等水生生物的产卵场、索饵场。越冬场及回游通道天然水域中人工营造的水生生物养殖场 渔业生产条件及 生产状况 《渔业水质标准》并参照执行Ⅱ～Ⅲ类 景观娱乐 用水区 休闲、度假、娱乐、水上运动所涉及的水域；风景名胜区所涉及的水域 景观、娱乐类型、 规模、用水量 执行《景观娱乐用 水水质标准》或Ⅲ～Ⅳ 类 过渡区 下游用水的水质高于上游水质状况，有双向水流且水质要求不同的相邻劝能区之间的水域 水质、水量 出流断面水质达到相邻功能区的水质要求 排污控制区 接受含可稀释、降解污染物的污水的水域；水域的稀释自净能力较 强，有能力接纳污水的水域 污水量、污水水质、排污口的分布 出流断面水质达到相邻功能区的水质要求 保留区 受人类活动影响较少、水资源开 发利用程度较低的水域；目前不具备开发条件的水域；预留今后发展的水资源区 水域水质及其周边的人口产值、用水量等 按现状水质控制
系统动力学模型
1.1 海洋资源可持续开发研究综述 海洋可持续发展包括三层含义，即海洋经济的持续性、海洋生态的持续性和社会的持续性，海洋的可持续发展以保证海洋经济发展和资源永续利用为目的，实现海洋经济发展与经济环境相协调，经济、社会、生态效益相统。运用海洋可持续发展理论和海域承载力理论研究海洋资源开发的可持续性，从我国的海洋产业入手，分析我国海洋资源开发利用的状况，从海洋产业结构和产业布局、海洋管理和海洋开发技术等方面总结我国海洋开发的问题，并针对这些问题，提出切实可行的实现海洋可持续发展的途径和措施。国外学者对海洋资源的发展和研究进行研究，建立相应的模型，认为技术在海洋资源发展过程中起到极其重要的作用。国内学者则以具体省份为例研究海洋资源可持续发展，对辽宁省所拥有的海洋资源进行概述后，分析了辽宁海洋资源开发与海洋生态环境保护之间的关系，提出开展海域资源价值折损评估，采用政策调控和市场机制保护海洋生态环境。利用我国重要海洋产业数据，分析我国海洋资源开发利用的状况，并从海洋产业结构和布局及管理等角度总结海洋资源开发存在的问题，提出实现海洋资源可持续发展的途径。学者从海洋资源与环境保护角度分析，研究开发海洋的过程中，存在着海洋环境污染、海洋渔业资源衰退等问题。 1.2 系统动力学模型研究综述 到20 世纪70 年代初系统动力学被用来解决很多领域的问题，成为比较成熟的学科，系统动力学到20 世纪70 年代初所取得的成就使人们相信它是研究和处理诸如人口、自然资源、生态环境、经济和社会等相互连带的复杂系统问题的有效工具。基于市场均衡论和信用风险理论，完善运用于分析代际消费计划的系统动力学机制模型，并提出可替换选择。国内学者将系统动力学运用于研究资源与
数学模型在水环境中的应用
江西理工大学题目 学模型在水环境中的应用 姓名：XXX 专业班级：XXX班 学号：XXXX 指导教师XXX老师 日期：XXX年XXX月 XXX 日
数学模型在水环境中的应用 摘要：水环境数学模型是十分重要的科学工具与技术手段。在水资源保护科研、评价与监测分析中应用，不但增加理论色彩，还可以提高成果水平。本文对常用各类数学模型进行了深入系统的理论解读与技术应用研究，明确指出，“模型”是十分有用的，但不是万能的，每种模型都有自己的使用范围与针对性，因此，选准模型，正确使用，至关重要。 关键词：水环境；数学模型；概述；理论解析 水环境数学模型可以描述水环境中物质混合、输移和转化的规律。它是在分析水环境中发生的物理、化学及生物现象基础上，依据质量、能量和动量守恒的基本原理，应用数学方法建立起来的模型。通过模型求解计算可以预报水文、水质在时间与空间上的变化，为水资源管理、规划、评价与控制服务。 1水环境数学模型概述 1.1水动力学模型 在1950年以前，数学模拟的基本理论已经建立，并运用这些理论解决过一些简单的工程问题。1952—1954年Isaacson和Twesch首次建立了俄亥俄河和密西西比河的部分河段数学模型，并进行了实际洪水过程的模拟。到20世纪中期，水动力学模型再次得到重视，随着计算机技术的发展，模型功能也在增加，可以对整个流域、洪泛区、已建或规划中的水利工程进行系统模拟。 1.2水质模型 Streefer和Phelps于1925年开发的，用于分析生活污水排入河流后对水中溶解氧的影响，即BOD/DO模型。O’connor在此基础上又开发了港湾的稳态BOD/DO模型及适用于河流的动态BOD/DO模型。Thomann采用有限差分法离散求解模型方程，使水质模型更好地反映河底高程及纵断面变化等水质特征。 20世纪70年代早期开发出水体富营养化模型，80年代以来，专家们又研究开发了反应毒性物质在水体中迁移转化的模型。 1.3数学模型分类 1）按解的过程可以分为确定性模型和随机模型。对一组给定的输入条件，确定性模型只给出一组确定值，这是一种使用最广泛的数学模型。随机性模型的输入是随机的，其解不具有唯一性。
智慧环保系统水环境适用模型分析
智慧环保系统 水环境适用模型分析 xxxx年xxx月
目录 1. 水环境污染扩散分析 (3) 1.1. 主要实现功能 (3) 1.2. 适用方法及模型 (4) 1.2.1. 水质水动力模型 (4) 1.2.2. 面源污染估算模型 (12) 1.2.3. 黑箱模型 (20) 2. 水环境点源污染消减分配 (20) 2.1. 实现功能 (20) 2.2. 适用模型及方法 (21) 3. 水环境质量分析 (21) 3.1. 实现功能 (21) 3.2. 适用模型及方法 (21) 3.2.1. QUASAR模型 (22) 3.2.2. FCWQA模型 (23) 4. 水环境流量调控分析 (23) 4.1. 实现功能 (23) 4.2. 适用模型及方法 (24) 4.2.1. 黑箱模型 (24) 4.2.2. 水动力模型 (24) 4.2.3. 多目标环境流量调控模型 (25) 5. 总结 (26)
智慧环保系统中水资源环境管理平台提供了水资源生态环境的监测、评价、预警、应急、规划等业务信息系统，实现了对水资源生态环境的智慧化管控，其平台系统中对水环境的污染扩散分析、点源污染消减分配、水环境质量分析、流量调控分析中涉及到了水环境模型的应用。 1.水环境污染扩散分析 建立水环境污染扩散分析模型，结合水质污染源排放清单、河流水文数据、地形结构数据等，对污染源进入水体后的污染扩散形式进行分析模拟预测，对可能出现水体水质超标的时段进行预警，为保护水体水质提供决策支持。 1.1.主要实现功能 1、河流污染源扩散轨迹模拟分析 根据排污数据对河流污染物的扩散轨迹进行模拟，分析水体中超标污染带的沿程推移速度和污染区间，预测不同时段水质变化趋势，为水环境风险管理及应急决策提供技术支持。 水质模拟 面源污染负荷估算 水污染风险预警 出境断面水质预测预报 2、水质污染溯源分析 对污染河段的水质污染物进行溯源分析，分析引起污染的可能因素及水质污染源排放的贡献率。 排放特征污染物企业筛查 重要支流筛查 水质水量平衡分析 重点污染源对断面水质贡献率分析 重点影响区域划分与显示
水动力
?互动百科 ?新知社 ?小百科 ?HDWIKI建站 ?移动 ?帮助 ?免费注册 ?登录 ?首页 ?IN词 ?图片 ?任务 ?锐人物 ?WE公益 ?积分换礼 ?百科分类 ?知识官网 ?词条 ?图片 水动力学实验 正文 > 查看版本 ?历史版本：1 ?编辑时间：2006-01-18 03:42:21 ?作者：buzhidaole1 ?内容长度：6349字 ?图片数：13个 ?目录数：4个
?修改原因：创建 ?评审意见： 目录 ? 1 水动力学实验 ? 2 正文 ? 3 配图 ? 4 相关连接 液体动力学研究工作的一个组成部分。用仪器和其他实验设备测定表征水或其他液体流动及其同固体边界相互作用的各种物理参量，并对测定结果进行分析和数据处理，以研究各种参量之间的关系。实验的目的是揭示各种水流运动规律和机理，验证理论分析和数值计算结果，为工程设计和建设提供科学依据，以及综合检验工程设计质量和工作状态。 水动力学实验是从观测自然界和工程设施中的实际流动过程开始的，这种观测即所谓原型实验。进行原型实验，难于分别控制各种参量，而且费用高，有时甚至不可能进行，如一个水利工程或水中航行器在建成前就没有实验对象。后来，水动力学实验大都是在专门设计的实验室或实验场内用模型进行，这就是所谓模型实验。实验模型一般比原型小，也有与原型相等或比原型大的。水动力学模型实验是要研究流体某一流动特性参量同边界形状参量、流体特性参量、作用力参量之间的函数关系。在水动力学中，有些问题可用理论分析或数值计算方法求解；有些问题因物理现象复杂，基本规律还不清楚，或因边界形状复杂，而只能用实验方法研究。 水动力学实验理论水动力学实验理论包括力学过程的模拟、实验方案的优化、测试系统的设计、实验数据的处理等问题。以下只论述第一个问题。 力学过程的模拟理论（又称模型理论）是模型实验的理论依据。模型实验的正确提法，模型实验结果转用到原型上去，都是以量纲分析和相似律为基础的。 水动力学实验主要涉及惯性力(见达朗伯原理)、重力和粘性力。假定所考虑的问题可用特征长度L、特征速度U、流体密度ρ、重力加速度g和流体的动力粘性系数μ来表征，则上述三种力的数量级就分别为ρU2L2、ρgL3和μUL。三种力大小的比例关系将随着模型尺寸而改变。但是，只有上述三种力相对大小不变，模型流动才能与原型流动相似。 根据量纲分析，在具有独立量纲的物理参量的数目为5的情况下,可组成两个独立的无量纲参数。在以上所考虑的问题中，两个独立的无量纲参数是弗劳德数Fr＝U2/gL和雷诺数Re＝ρUL/μ＝UL/ν(其中ν＝μ/ρ)。前者代表惯性力同重力量级之比，后者代表惯性力