地表水系統(tǒng)

地表水水質(zhì)模型是描述各種污染物質(zhì)在地表水體中混合和輸運(yùn)、在時間和空間上的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律以及各影響因素相互關(guān)系的數(shù)學(xué)方程，它是地表水環(huán)境污染治理規(guī)劃決策分析的重要工具和有效手段，在地表水質(zhì)預(yù)測、水環(huán)境容量研究中起著重要作用。地表水水質(zhì)模型是一種數(shù)學(xué)描述，在其對地表水水質(zhì)進(jìn)行研究分析的過程中涉及到許多物理、化學(xué)和生物過程，因而比較復(fù)雜，研究過程中需要根據(jù)需求選擇因子與研究方法，建立不同的模型。最近幾十年來，各種地表水水質(zhì)模型不斷涌現(xiàn)，發(fā)展日臻成熟，為地表水水質(zhì)的研究工作提供了基礎(chǔ)。隨著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、3S技術(shù)以及虛擬技術(shù)等的不斷發(fā)展以及與地表水水質(zhì)模型的進(jìn)一步結(jié)合，極大地促進(jìn)了地表水水質(zhì)研究技術(shù)和水環(huán)境管理技術(shù)的發(fā)展，為水環(huán)境規(guī)劃與管理工作提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障和支持。

SMS （The Surface-water Modeling System）水動力學(xué)軟件是由美國Brigham 大學(xué)環(huán)境模型研究實(shí)驗(yàn)室（EMRL）和美國陸軍水道實(shí)驗(yàn)站（USACEWES）開發(fā)的軟件，可用于模擬和分析地表水的運(yùn)動規(guī)律。它包含一、二維有限單元模型、有限差分模型，以及三維水動力學(xué)模型，既可以進(jìn)行水動力學(xué)模擬，也可以進(jìn)行水質(zhì)模擬，是一款較為成熟的水環(huán)境模擬軟件。它還可以根據(jù)不同的水環(huán)境模擬條件選擇不同的模型進(jìn)行模擬，這也是SMS 的一大優(yōu)點(diǎn)。目前，SMS 的最新版本為10.1 版。

SMS 軟件中包含的程序分為有限單元模型與有限差分模型2 種。SMS 的后處理做的非常出色，模型收斂后，計(jì)算結(jié)果可以自動添加到窗口左側(cè)樹狀目錄中，點(diǎn)取結(jié)果，可以在主窗體中顯示所要看的結(jié)果，包括流速、水位、水深等，還可直接顯示出動態(tài)流場、斷面結(jié)果過程線，分流比等計(jì)算結(jié)果，還可以在同一窗體顯示出不同工況的結(jié)果，同一地形的不同工況結(jié)果比對非常方便。另：SMS 還支持衛(wèi)片、圖片的加載，可將計(jì)算結(jié)果直接進(jìn)行比對。

SMS 軟件可應(yīng)用于海洋潮汐、風(fēng)暴潮數(shù)值模擬、港口、海岸工程泊穩(wěn)分析、電廠取水口附近流場數(shù)值模擬、港口、海岸工程建筑物布置方案比選、防波堤防浪效果分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)、河流航道整治工程效果數(shù)值評估、河道取水口對內(nèi)河航道通航的影響、河網(wǎng)水流條件數(shù)值模擬、河道橋墩壅水?dāng)?shù)值模擬等。