水环境数学模型及其应用

1环境数学模型概述1
1.1数学模型在环境问题中的应用1
1.2建立数学模型的步骤1
1.3水环境数学模型的分类与水质模型2
1.4建立数学模型的一个实例3
2污染物在水体中迁移模型的建立和应用范围5
2.1流体运动的某些概念5
2.2水流连续方程8
2.3污染物在水体内迁移的主要方式9
2.4分子扩散方程9
2.5污染物在水体中的随流扩散方程10
2.6紊动扩散方程12
2.7剪切流的弥散方程14
2.8污染物在水体内迁移方程的正逆定解问题15
3污染物迁移模型的解析解及其应用19
3.1一维污染物迁移问题的解析解19
3.2二维和三维污染物迁移问题解析解24
3.3污染物有连续点源注入情况下的扩散29
3.4有边界影响的扩散33
3.5河流一维随流具有降解污染物的弥散方程的解析解及其应用36
3.6河流二维降解污染物质具有边界影响的扩散规律及其应用40
3.7确定扩散系数的解析方法43
3.8河流水力学参数估值52
4解污染物扩散方程的数值方法53
4.1有限差分法53
4.2一维随流污染物扩散方程的四种差分格式55
4.3二维污染物扩散方程的有限差分解法57
4.4解二维污染物随流扩散方程的迦辽金有限单元法61
4.5解三维随流污染物扩散方程的迦辽金（Galerkin）有限单元法65
4.6解三维污染物扩散方程的无单元径向基函数方法70
4.7解二维污染物随流扩散方程的特征有限元法77
4.8三维无随流稳态扩散方程的边界元法80
4.9河流一维降解污染物弥散方程的差分解法82
5水体的温度模型85
5.1水与大气之间的热交换85
5.2河流水温模型86
5.3湖泊、水库的水温迁移模型89
6有机污染物的数学模型及其预测95
6.1有机污染物的分类及危害95
6.2水体的耗氧和复氧96
6.3有机污染的衰减变化96
6.4河流BODDO模型及其预测98
6.5QUALⅡ河流水质综合模型103
6.6河口BODDO模型及其预测105
6.7混合型水库湖泊分层BODDO模型及模拟预测110
6.8水库（湖泊）三维BODDO模型及模拟预测113
6.9水库湖泊垂向一维BODDO与水温耦合数学模型116
6.10水库湖泊三维BODDO模型及模拟预测117
6.11应用实例分析127
7水库(湖泊)富营养化的数学模型及其模拟预测129
7.1磷元素在水体中迁移转化的数学模型129
7.2混合型水库、湖泊总磷数学模型及其分析解131
7.3浮游植物质量平衡模型及其分析解134
7.4总磷浓度与富营养化状态的统计相关模型137
7.5罗伦珍模型138
7.6氮迁移转化的数学模型138
7.7在氧化条件下三氮迁移转化的数学模型139
7.8应用实例分析140
8重金属“三态”数学模型及其模拟预测145
8.1重金属在水库（湖泊）和河流中的迁移转化形式145
8.2重金属三态迁移转化的微分方程和数学模型145
8.3一维流场中重金属随水悬浮物迁移转化的总量方程149
8.4一维流场中重金属迁移转化方程的解析解及其应用150
8.5重金属随底泥迁移转化一维模型152
8.6应用实例分析155
9地下水运动数学模型158
9.1地下水模型概述158
9.2地下水流方程逆问题提法166
10多孔介质中污染物迁移预测169
10.1多孔介质中溶质运移的机制169
10.2溶液中一种组分的质量与对流扩散方程171
10.3多孔介质中的溶质运移微分方程174
10.4地表水地下水污染质运移转化的耦合数学模型187
10.5海水入侵的对流——弥散数学模型及其模拟190
10.6含水层中热量迁移的数学模型197
10.7应用实例——山东济宁市水质预测202
11污染质迁移三维模型的数值解法207
11.1三维污染质迁移模型的迦辽金有限元特征有限体积法207
11.2饱和非饱和流污染物迁移三维Galekin有限元方法及应用210
11.3确定模型系数或参数的数值方法217
12地下水水质管理模型234
12.1地下水水质管理模型234
12.2地下水系统管理模型的解法及其应用238
参考文献243