Tabla de contenido
Tema 1. La aplicación del modelo hidrodinámico unidimensional para simular el caudal de un río
Tema 2. Configuración y construcción de modelos de red fluvial compleja unidimensional
Tema 4. Construcción y verificación del modelo hidrodinámico plano bidimensional
Los modelos matemáticos juegan un papel importante en los campos de la evaluación del medio ambiente acuático, la evaluación del control de inundaciones y la demostración de emisarios de aguas residuales.Con el aumento continuo de las actividades humanas y los problemas ambientales cada vez más prominentes, la protección y gestión de los recursos hídricos y el medio ambiente acuático se han vuelto cruciales. . Para comprender y abordar mejor estos desafíos, los modelos matemáticos se convierten en una herramienta poderosa que puede proporcionar análisis cuantitativo, predicción y apoyo a la toma de decisiones.
Los modelos matemáticos juegan un papel importante en la calidad del agua, la cantidad de agua y la ecología acuática. Al establecer un modelo de calidad del agua, podemos simular la difusión y transferencia de contaminantes, evaluar el estado de contaminación de los cuerpos de agua y formular los planes de mejora de la calidad del agua correspondientes. El modelo de volumen de agua puede simular el proceso del ciclo del agua de la cuenca, predecir el proceso de lluvia-escorrentía y la recarga de aguas subterráneas, etc., y proporcionar una base científica para la gestión de los recursos hídricos. Además, los modelos ecológicos acuáticos pueden ayudarnos a comprender la complejidad de los ecosistemas acuáticos, predecir la distribución de especies y los procesos ecológicos, y brindar apoyo a las decisiones para la restauración y protección ecológica.
En el campo de la evaluación de la protección contra inundaciones, los modelos matemáticos juegan un papel clave en la simulación de inundaciones y la evaluación de riesgos. Los modelos de crecidas pueden simular la formación, propagación y evolución de las crecidas, y predecir el nivel del agua, el caudal y la hora de llegada de las crecidas, proporcionando así una base científica para la planificación y gestión de las instalaciones de control de crecidas. Al mismo tiempo, el modelo de evaluación del riesgo de inundaciones puede combinar la simulación de inundaciones y la evaluación de la vulnerabilidad para cuantificar el impacto de las inundaciones en la región y ayudar a formular estrategias de gestión del riesgo de inundaciones.
Durante el proceso de demostración de la salida de aguas residuales, el modelo matemático puede simular el proceso de transmisión y difusión de contaminantes en el cuerpo de agua y evaluar el impacto de los contaminantes descargados en el medio ambiente acuático. Estos modelos pueden ayudar a determinar la ubicación, la cantidad y los estándares de descarga de las salidas de aguas residuales, optimizar las estrategias de descarga de aguas residuales y proporcionar medidas de gestión del medio ambiente acuático. El modelo de evaluación de la calidad del agua puede combinar datos de monitoreo e indicadores de calidad del agua para evaluar el impacto de la salida de aguas residuales en la calidad del agua del cuerpo de agua, juzgar si el cuerpo de agua cumple con los estándares de calidad del agua pertinentes y brindar sugerencias para mejorar.
Software de modelos matemáticos de uso común, como HEC-RAS, software de la serie MIKE, EFDC, Delft3D, FVCOM, SWAT+, SWMM, etc. Este software de modelo matemático cubre diferentes campos y rangos de aplicación, y proporciona una gran cantidad de funciones y algoritmos para respaldar la evaluación del entorno acuático, la evaluación del control de inundaciones y la demostración de salidas de aguas residuales. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el modelo matemático es solo una de las herramientas auxiliares para la toma de decisiones, y su aplicación aún debe combinarse con la situación real, la configuración razonable de parámetros y datos de entrada, y la combinación con el monitoreo en el sitio. Además, la precisión y confiabilidad del modelo también deben verificarse y mejorarse continuamente para garantizar la cientificidad y la eficacia de su aplicación. No solo para aprender cómo construir modelos matemáticos, sino más importante, cómo aplicar los modelos bajo las condiciones de las especificaciones y la naturaleza real del proyecto (aprenda el entorno de software requerido, prepárelo usted mismo).
[Profesor]: Desde institutos nacionales de investigación científica y universidades clave, con una rica experiencia en investigación científica y tecnología de ingeniería, se ha dedicado durante mucho tiempo a investigaciones especiales como la evaluación del impacto ambiental del agua, la evaluación del impacto del control de inundaciones y la demostración de las salidas de aguas residuales de los ríos, centrándose sobre zonificación de la función del agua, áreas de agua Publicó más de 30 artículos, incluidos 10 artículos indexados SCI/EI, y 3 monografías sobre la verificación de la capacidad de retención de la contaminación (capacidad ambiental del agua), demostración del establecimiento de desagües de aguas residuales en los ríos e inundación ejemplos de evaluación de impacto de control. Presidió más de 20 proyectos clave de investigación provinciales y ministeriales, y presidió más de 50 proyectos relacionados. Se han solicitado 6 patentes y se han autorizado 3 patentes.
Tema 1. La aplicación del modelo hidrodinámico unidimensional para simular el caudal de un río
A través de operaciones de ejemplo, domine los métodos de modelado de los módulos de modelo hidrodinámico (HD) unidimensional (HD), modelo de calidad del agua (AD) y modelo de construcción (SO) de MIKE de cursos fluviales simples o redes fluviales complejas, y domine su aplicación en la evaluación del impacto del control de inundaciones. y evaluación de impacto ambiental y la aplicación en la demostración de la instalación de emisarios de aguas residuales en los ríos.
1.1 La estructura general del modelo MIKE11
Figura 1 - Archivo de familia de modelos MIKE11
1.2 Creación de archivos de redes fluviales
Figura 2: creación de archivos de red de ríos unidimensionales en los tramos inferiores del río Jialing
1.3 Creación de Archivos de Secciones de Río
Figura 3 - Creación de archivos de redes fluviales unidimensionales en los tramos inferiores del río Jialing
1.4 Preparación de archivos de condiciones de contorno
Figura 4 - Formación de condiciones de contorno para el río Jialing inferior
1.5 Creación de archivos de simulación
Figura 5 - Integración del modelo y cálculo de los tramos inferiores del río Jialing
1.6 Análisis de resultados de cálculo
Figura 6 - Análisis de los resultados del cálculo del modelo del río Jialing inferior
Tema 2. Configuración y construcción de modelos de red fluvial compleja unidimensional
Tomando como ejemplo el modelo de red fluvial del área del embalse de las Tres Gargantas:
2.1 Producción de archivos complejos de redes fluviales
Figura 7-Estructura de la red fluvial del Embalse de las Tres Gargantas
2.2 Establecimiento de las condiciones de contorno de una red fluvial compleja
Figura 8 - Configuración de las condiciones de contorno del modelo de red fluvial de las Tres Gargantas
2.3 Disposición del edificio y su aplicación en la evaluación del impacto del control de inundaciones
Figura 9 - Configuración de construcción de modelo 1D
Tema 3. Aplicación del modelo unidimensional de calidad del agua en la evaluación de impacto ambiental
Tomando como ejemplo un proyecto de tratamiento de río en Shenzhen, combinado con el período de construcción y el período de operación, explique el modelo unidimensional de calidad del agua MIKE11 de la siguiente manera:
3.1 Rango de predicción del modelo de calidad del agua
3.2 Análisis de predicción de simulación de indicadores de predicción de simulación DQO, nitrógeno amoniacal, SS y otros indicadores
3.3 Condiciones de simulación y predicción
3.4 Análisis de los resultados de predicción
Figura 10 - Mapa del alcance de la simulación del proyecto de tratamiento del río Shenzhen
Tema 4. Construcción y verificación del modelo hidrodinámico plano bidimensional
Tomando como ejemplo la sección de la cantera de Ma'anshan del río Yangtze, explique la división de cuadrícula del modelo hidrodinámico bidimensional, el establecimiento de condiciones de contorno y la verificación del modelo.
4.1 Determinar el rango de predicción del modelo
Figura 11 - Determinación del alcance de la simulación según el status quo del proyecto
4.2 Uso del generador de malla MIKE21 para mallado
Figura 12 - Subdivisión de la malla dentro del rango de simulación
4.3 Usando MIKE 21 Simulator para construir archivos de simulación
Incluyendo la configuración del tiempo de cálculo, los parámetros de rugosidad, las condiciones de contorno y la configuración del formato del archivo de salida
Figura 13 - Configuración del archivo de simulación
4.4 Validación del modelo
Figura 14 - Verificación de la simulación
Tema 5. Aplicación del Modelo Hidrodinámico Plano 2D en la Evaluación de Impacto del Control de Inundaciones
Aprenda a usar diferentes métodos para generalizar edificios como muelles y pilares de puentes en un modelo matemático bidimensional, y analice el impacto en los niveles de inundación aguas arriba y aguas abajo, la velocidad del flujo y la dirección del flujo antes y después de la operación del proyecto.
5.1 Cómo generalizar la ingeniería de vadeo en el modelo MIKE21
Figura 15 - Generalización de muelles por rugosidad local
Figura 16 - Generalización de muelles por método de exclusión de cuadrícula
Figura 17 - Adición de un muelle de acceso directamente en el archivo de cálculo
5.2 Análisis de los cambios en el nivel del agua de la inundación antes y después de la operación del proyecto
Figura 18-Cambios en el nivel de inundación antes y después del proyecto
Figura 19 - Cambios en la velocidad de la inundación antes y después del proyecto
Tema 6. Aplicación del Modelo Plano Bidimensional Hidrodinámico de Calidad del Agua en la Demostración de Desagües de Aguas Residuales de Ríos
Usando casos típicos como libros de texto, explique la predicción del impacto ambiental del agua de los grandes emisarios de aguas residuales de los ríos con base en modelos bidimensionales de calidad del agua.
6.1 Use MIKE Mesh Generator para dividir mallas cuadriláteras
6.2 Interpolación del terreno
Figura 20 - Mallado del modelo de calidad del agua e interpolación del terreno
6.3 Cálculo del diseño de las condiciones de trabajo
6.4 Dibuje la curva de Pearson Tipo III para el valor de las condiciones de contorno y seleccione el nivel de agua de diseño para la curva de relación de caudal y nivel de agua
Figura 21-La curva de frecuencia del caudal medio mínimo mensual de una determinada estación
Figura 22-La curva de relación del nivel de agua y el caudal de una determinada estación
6.5 Visualización de resultados de cálculo y procesamiento de datos
6.6 Análisis y evaluación del impacto de la instalación de emisarios al río
Figura 23 - Visualización de los resultados del cálculo del modelo de calidad del agua
Nota: Prepare su propia computadora e instale el software requerido con anticipación.
más modelos
●Método de compilación de informes de evaluación de control de inundaciones y modelado de inundaciones bajo las nuevas directrices
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●Aprendizaje del modelo HSPF (Programa de simulación hidrológica Fortran)
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¿Qué son los modelos hidrológicos? Aplicación del modelo SWAT, modelo VIC, modelo HEC, modelo HSPF, modelo HYPE, modelo SWMM, modelo FVCOM, modelo Delft3D, etc. _¿Qué son los modelos hidrológicos? https://blog.csdn.net/weixin_46747075/article/details/129381178?spm=1001.2014.3001.5502 Método de modelado EFDC y su aplicación en la evaluación del entorno de aguas superficiales, división de fuentes de agua y demostración de salidas de aguas residuales_WangYan2022 Blog- Blog de CSDN Para describir cuantitativamente la relación dinámica entre la calidad ambiental del agua superficial y la descarga de contaminación, los modelos numéricos como EFDC, MIKE, Delft3D y Qual2K se utilizan ampliamente en muchos campos, como el medio ambiente, los asuntos del agua y los océanos.
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