城市配水管網(wǎng)非完全混合與彌散運(yùn)動(dòng)水質(zhì)模型研究

配水管網(wǎng)水質(zhì)工況模擬計(jì)算節(jié)點(diǎn)瞬時(shí)完全混合與管網(wǎng)末梢沒(méi)有任何彌散擴(kuò)散的假設(shè)是引起水質(zhì)模型預(yù)測(cè)值和實(shí)際測(cè)量值差異的重要原因。這廣泛影響配水管網(wǎng)工況計(jì)算分析，包括殘留消毒劑濃度預(yù)測(cè)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化定位，水質(zhì)安全預(yù)警系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型，污染源識(shí)別的數(shù)值模擬和風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估。本項(xiàng)目采用了計(jì)算流體力學(xué)和實(shí)驗(yàn)?zāi)M方法，以節(jié)點(diǎn)處水質(zhì)組分混合行為與管網(wǎng)末梢彌散擴(kuò)散為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行計(jì)算、模擬及實(shí)驗(yàn)分析，揭示節(jié)點(diǎn)出流水質(zhì)組分濃度與入流濃度響應(yīng)關(guān)系，形成節(jié)點(diǎn)非均勻混合理論，闡明管網(wǎng)中水質(zhì)計(jì)算模型。研究了從流體力學(xué)的角度闡明節(jié)點(diǎn)處混合行為與管網(wǎng)末梢彌散擴(kuò)散行為的基礎(chǔ)物理原理，建立了數(shù)學(xué)模型和計(jì)算模擬方法，為配水管網(wǎng)水質(zhì)建模理論提供新突破新進(jìn)展。 2100433B

配水管網(wǎng)水質(zhì)工況模擬計(jì)算中節(jié)點(diǎn)瞬時(shí)完全混合的假設(shè)與管網(wǎng)末梢沒(méi)有任何彌散擴(kuò)散是引起水質(zhì)模型預(yù)測(cè)值和實(shí)際測(cè)量值差異的潛在重要原因，廣泛影響配水管網(wǎng)工況計(jì)算分析，包括殘留消毒劑濃度預(yù)測(cè)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化定位，水質(zhì)安全預(yù)警系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型，污染源識(shí)別的數(shù)值模擬和風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估。本研究擬采用計(jì)算流體力學(xué)和實(shí)驗(yàn)?zāi)M方法，以節(jié)點(diǎn)處水質(zhì)組分混合行為與管網(wǎng)末梢彌散擴(kuò)散為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行計(jì)算、模擬及實(shí)驗(yàn)分析，揭示節(jié)點(diǎn)出流水質(zhì)組分濃度與入流濃度響應(yīng)關(guān)系，形成節(jié)點(diǎn)非均勻混合理論，闡明管網(wǎng)中水質(zhì)組分在節(jié)點(diǎn)處混合規(guī)律，建立節(jié)點(diǎn)非均勻混合理論與彌散擴(kuò)散模型，進(jìn)而建立配水管網(wǎng)水質(zhì)計(jì)算模型。研究從流體力學(xué)的角度闡明節(jié)點(diǎn)處混合行為與管網(wǎng)末梢彌散擴(kuò)散行為的基本物理原理，建立其數(shù)學(xué)模型和計(jì)算模擬方法，為配水管網(wǎng)水質(zhì)建模理論提供新突破和新進(jìn)展。

水質(zhì)模型驗(yàn)證是指在對(duì)水質(zhì)模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定后，對(duì)水質(zhì)預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。水質(zhì)模型驗(yàn)證，通常是利用另一組或幾組獨(dú)立的輸入、輸出數(shù)據(jù)，試驗(yàn)已標(biāo)定過(guò)的模型，驗(yàn)證該水質(zhì)模型預(yù)測(cè)水質(zhì)的精確度是否符合要求

如果一個(gè)正整數(shù) a 不是某一個(gè)整數(shù) b 的平方，那么這個(gè)正整數(shù) a 叫做非完全平方數(shù)。其性質(zhì)如下： （1）非平方數(shù)的個(gè)位數(shù)字只能不是 2,3,7,8 。 （2）任何偶數(shù)的平方一定不能被 4 整除；任何奇數(shù)的平方被 4(或 8)除余 1，即被4 除余 2 或 3 的數(shù)一定是非完全平方數(shù)。 （3）非完全平方數(shù)的個(gè)位數(shù)字是奇數(shù)時(shí)，其十位上的數(shù)字必不為偶數(shù)。非完全平方數(shù)的個(gè)位數(shù)字是 6 時(shí)，其十位數(shù)字必不為奇數(shù)。 （4）凡個(gè)位數(shù)字是 5 但末兩位數(shù)字不是 25 的自然數(shù)是非完全平方數(shù)；末尾只有奇數(shù)個(gè) 0 的自然數(shù)是非完全平方數(shù)；個(gè)位數(shù)字是 1，4，9 而十位數(shù)字為奇數(shù)的自然數(shù)是非完全平方數(shù)。 （5）除 1 外，一個(gè)非完全平方數(shù)分解質(zhì)因數(shù)后，各個(gè)質(zhì)因數(shù)的指數(shù)都是數(shù)，如果一個(gè)數(shù)質(zhì)分解后， 各個(gè)指數(shù)都為偶數(shù)， 那么它肯定不是個(gè)非平方數(shù)。 非完全平方數(shù)的所有因數(shù)的總個(gè)數(shù)是偶數(shù)個(gè)。因數(shù)個(gè)數(shù)為奇數(shù)的自然數(shù)一定不是非完全平方數(shù)。 （6）如果 a 、b 不是非平方數(shù)， a=bc ，那么 c 也不是非完全平方數(shù)。 （7）兩個(gè)連續(xù)自然數(shù)的乘積一定是平方數(shù)，兩個(gè)連續(xù)自然數(shù)的非平方數(shù)之間有非平方數(shù)。 （8）如果十位數(shù)字是奇數(shù)，則它的個(gè)位數(shù)字一定不是6；反之也成立。2100433B

水質(zhì)模型又稱(chēng)水質(zhì)數(shù)學(xué)模型，是水體水質(zhì)的變化規(guī)律的數(shù)學(xué)描述。它可用于水體水質(zhì)的預(yù)測(cè)、研究水體的污染與自?xún)粢约芭盼鄣目刂频?。其?lèi)型可區(qū)分為單水質(zhì)指標(biāo)、耦合水質(zhì)指標(biāo)和水生生態(tài)模型，不隨時(shí)間變化的穩(wěn)定態(tài)和隨時(shí)間變化的非穩(wěn)定態(tài)模型，零維、一維、二維、三維模型等。其數(shù)學(xué)表達(dá)式則可以區(qū)分為微分方程、積分方程、代數(shù)方程、差分方程、微分-差分方程等。從描述水體的水體對(duì)象的不同，則可區(qū)分為河流水質(zhì)模型、河口水質(zhì)模型、湖泊（水庫(kù)）水質(zhì)模型、海灣水質(zhì)模型、地下水質(zhì)模型等。