目次
トピック 1. 河川の流れをシミュレーションするための 1 次元流体力学モデルの適用
トピック 2. 1 次元の複雑な河川ネットワーク モデルの構築と建物の設定
トピック 5. 治水影響評価における平面 2D 流体力学モデルの応用
トピック 6. 河川下水出口の実証における平面 2 次元流体力学水質モデルの適用
数理モデルは水環境評価、治水評価、下水放流実証などの分野で重要な役割を果たしており、人間活動の継続的な増加と環境問題の顕在化に伴い、水資源と水環境の保護・管理が重要となっています。 。これらの課題をよりよく理解して対処するには、数学的モデルが定量的な分析、予測、意思決定のサポートを提供できる強力なツールになります。
数学モデルは、水質、水量、水生生態学において重要な役割を果たします。水質モデルを確立することで、汚染物質の拡散・移動をシミュレーションし、水域の汚染状況を評価し、それに対応した水質改善計画を策定することができます。水量モデルは、流域の水循環プロセスをシミュレートし、降雨から流出プロセスや地下水涵養などを予測し、水資源管理の科学的根拠を提供します。さらに、水生生態モデルは、水生生態系の複雑さを理解し、種の分布と生態学的プロセスを予測し、生態系の回復と保護のための意思決定のサポートを提供するのに役立ちます。
洪水防御評価の分野では、数学モデルは洪水シミュレーションとリスク評価において重要な役割を果たします。洪水モデルは、洪水の形成、伝播、進展をシミュレーションし、洪水の水位、流量、到達時間を予測できるため、洪水制御施設の計画と管理に科学的根拠を提供します。同時に、洪水リスク評価モデルは、洪水シミュレーションと脆弱性評価を組み合わせて、地域への洪水の影響を定量化し、洪水リスク管理戦略の策定に役立てることができます。
下水排出口の実証プロセス中に、数学モデルは水域内の汚染物質の伝達と拡散プロセスをシミュレートし、排出された汚染物質が水環境に及ぼす影響を評価できます。これらのモデルは、下水排出口の位置、量、排出基準を決定し、下水排出戦略を最適化し、水環境管理措置を提供するのに役立ちます。水質評価モデルでは、モニタリングデータと水質指標を組み合わせて、下水排出口が水域の水質に及ぼす影響を評価し、水域が関連する水質基準を満たしているかどうかを判断し、改善のための提案を提供できます。
HEC-RAS、MIKE シリーズ ソフトウェア、EFDC、Delft3D、FVCOM、SWAT+、SWMM などの一般的に使用される数理モデル ソフトウェア これらの数理モデルソフトウェアは、さまざまな分野や応用範囲をカバーし、水環境評価、治水評価、下水道実証を支援する豊富な機能とアルゴリズムを提供します。ただし、数理モデルは補助的な意思決定ツールの 1 つにすぎず、その適用には実際の状況、パラメータや入力データの合理的な設定、現場のモニタリングと組み合わせる必要があることに注意する必要があります。さらに、モデルの精度と信頼性も継続的に検証し、その適用の科学性と有効性を確保するために改善する必要があります。数理モデルの構築方法を学ぶだけでなく、仕様の条件やプロジェクトの実際の性質の下でモデルを適用する方法を学ぶことが重要です (必要なソフトウェア環境を学び、各自で準備してください)。
【講師】：国内の科学研究機関や主要大学から、科学研究と工学技術の豊富な経験を持ち、水環境影響評価、治水影響評価、河川下水道放流路の実証などの専門研究に長年従事してきました。水機能ゾーニング、水域に関する30以上の論文を出版。そのうち10のSCI/EI索引付き論文と、汚染保持能力（水環境能力）の検証、河川への下水排出口の設置のデモンストレーション、洪水に関するモノグラフ3冊を含む。コントロール影響評価の例。20 を超える州および省庁の主要な研究プロジェクトを主宰し、50 を超える関連プロジェクトを主宰しました。6件の特許を申請し、3件の特許が認可されました。
トピック 1. 河川の流れをシミュレーションするための 1 次元流体力学モデルの適用
操作例を通じて、単純な河川流路または複雑な河川網の MIKE 1 次元流体力学モデル (HD)、水質モデル (AD)、および建築モデル (SO) モジュールのモデリング方法を習得し、治水影響評価におけるその応用を習得します。環境影響評価や河川への下水排水口の設置実証への応用など。
1.1 MIKE11 モデルの全体構造
図 1 - MIKE11 モデル ファミリ ファイル
1.2 河川ネットワークファイルの作成
図 2 - 嘉陵江下流域における 1 次元河川ネットワーク ファイルの作成
1.3 河川セクションファイルの作成
図 3 - 嘉陵江下流域における 1 次元河川ネットワーク ファイルの作成
1.4 境界条件ファイルの作成
図 4 - 嘉陵江下流域の境界条件の形成
1.5 シミュレーションファイルの作成
図 5 - 嘉陵江下流域のモデルの統合と計算
1.6 計算結果の分析
図6 - 嘉陵江下流モデルの計算結果の分析
トピック 2. 1 次元の複雑な河川ネットワーク モデルの構築と建物の設定
三峡貯水池地域の河川ネットワーク モデルを例に挙げます。
2.1 複雑な河川ネットワークファイルの作成
図7 三峡貯水池の河川網の構造
2.2 複雑な河川網の境界条件の設定
図8 - 三峡河川ネットワークモデルの境界条件設定
2.3 建物配置と治水影響評価への応用
図 9 - 1D モデル構築セットアップ
トピック 3. 環境影響評価における一次元水質モデルの応用
深センの河川処理プロジェクトを例として、建設期間と運営期間プロジェクトを組み合わせて、MIKE11 1 次元水質モデルを次のように説明します。
3.1 水質モデルの予測範囲
3.2 シミュレーション予測指標 COD、アンモニア態窒素、SS 等の指標のシミュレーション予測分析
3.3 シミュレーションと予測条件
3.4 予測結果の分析
図 10 - 深セン川処理プロジェクトのシミュレーション範囲マップ
トピック4. 平面二次元流体力学モデルの構築と検証
長江の馬鞍山採石場セクションを例に、2次元流体力学モデルのグリッド分割、境界条件の設定、モデルの検証について説明します。
4.1 モデルの予測範囲の決定
図 11 - プロジェクトの現状に応じたシミュレーション範囲の決定
4.2 メッシュ作成のための MIKE21 メッシュ ジェネレーターの使用
図 12 - シミュレーション範囲内のメッシュの細分化
4.3 MIKE 21 シミュレーターを使用してシミュレーション ファイルを構築する
計算時間、粗さパラメータ、境界条件、出力ファイル形式の設定を含む
図 13 - シミュレーション ファイルのセットアップ
4.4 モデルの検証
図 14 - シミュレーションの検証
トピック 5. 治水影響評価における平面 2D 流体力学モデルの応用
さまざまな方法を使用して埠頭や橋脚などの建物を 2 次元の数学モデルで一般化し、プロジェクトの運用前後に上流と下流の洪水レベル、流速、流れの方向に与える影響を分析する方法を学びます。
5.1 MIKE21 モデルで渡渉エンジニアリングを一般化する方法
図 15 - 局所的な粗面化によるドックの一般化
図 16 - グリッド除外法によるドックの一般化
図 17 - アプローチ橋脚を計算ファイルに直接追加
5.2 事業実施前後の洪水水位変化の解析
図18 事業前後の洪水位の変化
図 19 事業前後の洪水速度の変化
トピック 6. 河川下水出口の実証における平面 2 次元流体力学水質モデルの適用
二次元水質モデルに基づく大規模河川下水道放流の水環境影響予測について、典型的な事例を教科書として解説
6.1 MIKE Mesh Generatorを使用して四角形メッシュを分割する
6.2 地形補間
図 20 - 水質モデルのメッシュ化と地形補間
6.3 計算作業条件設計
6.4境界条件の値に対して ピアソン タイプ III 曲線を描画し、水位と流量関係曲線の設計水位を選択します
図 21 ある観測所の月最低平均流量の度数曲線
図 22 ある観測所の水位と流量の関係曲線
6.5 計算結果の表示とデータ処理
6.6 河川への下水排水口の設置による影響の分析と評価
図 23 - 水質モデルの計算結果の表示
注：お客様ご自身でパソコンをご用意いただき、必要なソフトウェアを事前にインストールしてください
さらに多くのモデル
●新ガイドラインに基づく治水評価報告書の作成方法と洪水モデリング
●水文水資源と非点源汚染のシミュレーションにおけるSWATモデルの技術応用と典型事例分析
●HSPF（水文シミュレーションプログラムFortran）モデルの学習
●HYPE分散型水文モデルのモデリング手法と事例解析
HEC-HMS 水文モデルの実際的な技術応用
HEC-RAS 1 次元および 2 次元モデリング手法とその応用
Delft3D 流体力学 - 富栄養化
モデルDelft3D モデルに基づくスカラー 輸送、波動の応用、ラグランジュ粒子および石油流出モデル
Delft3D モデリング、流体力学シミュレーション手法および地表水環境影響評価への応用
AQUATOX 水環境および水生態モデルの実用技術応用 水文学
、水資源および水における地理情報システム (ArcGIS の応用および事例分析)
FVCOM モデルに基づく 3 次元流体力学、水交換、流出油物質拡散および輸送数値シミュレーションFVCOM
流域および海水環境の数値シミュレーション手法と応用
水文学モデルとは何ですか? SWATモデル、VICモデル、HECモデル、HSPFモデル、HYPEモデル、SWMMモデル、FVCOMモデル、Delft3Dモデルなどのアプリケーション _水文モデルとはhttps://blog.csdn.net/weixin_46747075/article/details/129381178?spm=1001.2014.3001.5502 EFDC モデリング手法と地表水環境評価、水源区分、および下水口の実証におけるその応用_WangYan2022 ブログ- CSDN ブログ地表水の環境質と汚染排出量の動的な関係を定量的に記述するために、EFDC、MIKE、Delft3D、Qual2K などの数値モデルが環境、水問題、海洋などの多くの分野で広く使用されています。
https://blog.csdn.net/WangYan2022/article/details/130582099?spm=1001.2014.3001.5502水環境影響評価、治水評価、下水道実証プロジェクトにおける数学モデルの応用_WangYan2022 のブログ - CSDN ブログ 一般的に使用される数学モデルソフトウェア、HEC-RAS、MIKE シリーズ ソフトウェア、EFDC、Delft3D、FVCOM、SWAT+、SWMM、EFDC など。これらの数理モデルソフトウェアは、さまざまな分野や応用範囲をカバーし、水環境評価、治水評価、下水流域実証をサポートする豊富な機能とアルゴリズムを提供します。
https://blog.csdn.net/WangYan2022/article/details/131065455?spm=1001.2014.3001.5502