三維水質模型

簡介

三維水質模型是指模擬水質在水體空間三個方向即縱向、垂向、橫向上變化的數學表達式 。

表達式

取污染水體中任意一點，並以此為中心作一想像的微小單元，根據質量平衡原理，可推導得其模型為：

圖1

式中，u、v、w為x（縱向）、y（垂向）、z（橫向）方向的流速分量；Ex、Ey、Ez為x、y、x方向的離散係數；t為日時間；∑S為源與匯項 。

套用

三維水質模型在理論上是完整的，但求解析解極為困難，一般根據研究目的及水文條件，針對河流的不同特點，對該模型進行各種簡化降維，作為針對特定問題的水質模型的基本方程 。

實例

當以較長河段內的污染物遷移和分布為研究對象時，濃度梯度變化平緩，若不考慮感潮河段，則幾乎看不出擴散的影響，因而生物氧化和化學因素的作用便成為控制濃度變化的主要因素。對於距排放口較遠的河段，或相對窄而淺的河流可以僅考慮水流方向濃度的變化，採用一維水質模型。當考慮較短河段內污染物分布和排放點附近情況時，若不考慮沉澱和明顯化學變化的特殊情況，則可假定垂向無變化，僅考慮縱向及橫向問題 。