城市配水管網(wǎng)非完全混合與彌散運動水質(zhì)模型研究項目摘要

配水管網(wǎng)水質(zhì)工況模擬計算中節(jié)點瞬時完全混合的假設(shè)與管網(wǎng)末梢沒有任何彌散擴散是引起水質(zhì)模型預(yù)測值和實際測量值差異的潛在重要原因，廣泛影響配水管網(wǎng)工況計算分析，包括殘留消毒劑濃度預(yù)測，水質(zhì)監(jiān)測點優(yōu)化定位，水質(zhì)安全預(yù)警系統(tǒng)預(yù)測模型，污染源識別的數(shù)值模擬和風險定量評估。本研究擬采用計算流體力學和實驗?zāi)M方法，以節(jié)點處水質(zhì)組分混合行為與管網(wǎng)末梢彌散擴散為研究對象，對其進行計算、模擬及實驗分析，揭示節(jié)點出流水質(zhì)組分濃度與入流濃度響應(yīng)關(guān)系，形成節(jié)點非均勻混合理論，闡明管網(wǎng)中水質(zhì)組分在節(jié)點處混合規(guī)律，建立節(jié)點非均勻混合理論與彌散擴散模型，進而建立配水管網(wǎng)水質(zhì)計算模型。研究從流體力學的角度闡明節(jié)點處混合行為與管網(wǎng)末梢彌散擴散行為的基本物理原理，建立其數(shù)學模型和計算模擬方法，為配水管網(wǎng)水質(zhì)建模理論提供新突破和新進展。

配水管網(wǎng)水質(zhì)工況模擬計算節(jié)點瞬時完全混合與管網(wǎng)末梢沒有任何彌散擴散的假設(shè)是引起水質(zhì)模型預(yù)測值和實際測量值差異的重要原因。這廣泛影響配水管網(wǎng)工況計算分析，包括殘留消毒劑濃度預(yù)測，水質(zhì)監(jiān)測點優(yōu)化定位，水質(zhì)安全預(yù)警系統(tǒng)預(yù)測模型，污染源識別的數(shù)值模擬和風險定量評估。本項目采用了計算流體力學和實驗?zāi)M方法，以節(jié)點處水質(zhì)組分混合行為與管網(wǎng)末梢彌散擴散為研究對象，對其進行計算、模擬及實驗分析，揭示節(jié)點出流水質(zhì)組分濃度與入流濃度響應(yīng)關(guān)系，形成節(jié)點非均勻混合理論，闡明管網(wǎng)中水質(zhì)計算模型。研究了從流體力學的角度闡明節(jié)點處混合行為與管網(wǎng)末梢彌散擴散行為的基礎(chǔ)物理原理，建立了數(shù)學模型和計算模擬方法，為配水管網(wǎng)水質(zhì)建模理論提供新突破新進展。 2100433B

水質(zhì)模型驗證是指在對水質(zhì)模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)進行標定后，對水質(zhì)預(yù)測的結(jié)果進行驗證。水質(zhì)模型驗證，通常是利用另一組或幾組獨立的輸入、輸出數(shù)據(jù)，試驗已標定過的模型，驗證該水質(zhì)模型預(yù)測水質(zhì)的精確度是否符合要求

如果一個正整數(shù) a 不是某一個整數(shù) b 的平方，那么這個正整數(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)的個位數(shù)字是奇數(shù)時，其十位上的數(shù)字必不為偶數(shù)。非完全平方數(shù)的個位數(shù)字是 6 時，其十位數(shù)字必不為奇數(shù)。 （4）凡個位數(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 0 的自然數(shù)是非完全平方數(shù)；個位數(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，一個非完全平方數(shù)分解質(zhì)因數(shù)后，各個質(zhì)因數(shù)的指數(shù)都是數(shù)，如果一個數(shù)質(zhì)分解后， 各個指數(shù)都為偶數(shù)， 那么它肯定不是個非平方數(shù)。 非完全平方數(shù)的所有因數(shù)的總個數(shù)是偶數(shù)個。因數(shù)個數(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）兩個連續(xù)自然數(shù)的乘積一定是平方數(shù)，兩個連續(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)，則它的個位數(shù)字一定不是6；反之也成立。2100433B

水質(zhì)模型又稱水質(zhì)數(shù)學模型，是水體水質(zhì)的變化規(guī)律的數(shù)學描述。它可用于水體水質(zhì)的預(yù)測、研究水體的污染與自凈以及排污的控制等。其類型可區(qū)分為單水質(zhì)指標、耦合水質(zhì)指標和水生生態(tài)模型，不隨時間變化的穩(wěn)定態(tài)和隨時間變化的非穩(wěn)定態(tài)模型，零維、一維、二維、三維模型等。其數(shù)學表達式則可以區(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）水質(zhì)模型、海灣水質(zhì)模型、地下水質(zhì)模型等。