河网多闸联合调度水动力及水质数学模型的研究的任务书.docx

河网多闸联合调度水动力及水质数学模型的研究的任务书
任务书
一、任务的背景和意义：
中国是水资源贫乏的国家，地理环境极为复杂，水资源的合理开发利用与综合调度显得尤为重要。河网多闸联合调度，可以提高水资源的综合利用效益，加强对洪水、干旱等灾害的预防和治理，并且也可以提高水生态环境的保护水平，以满足社会经济的可持续发展需要。
水动力及水质数学模型是研究河流的水流动力学及水质污染传输规律的重要工具。借助于数学模型，可以对于水流、水质的各种特性进行定量化的预测和分析，为联合调度和水资源开发提供科学依据。
因此，河网多闸联合调度水动力及水质数学模型的建立，对于优化水资源配置、控制水污染、维护水环境等方面具有重要的现实意义。该研究也是国家“水污染控制与治理”等重大工程的信息化工作具体实践，对于实现国家水资源可持续利用和建设清洁、美丽的中国大有裨益。
二、研究内容和技术路线：
1.建立河网多闸联合调度水动力及水质数学模型。
（1）建立河流水动力学模型：建立河流三维流场模型，并结合二维水动力模型，对水流动态特性进行研究。
（2）建立水质传输模型：基于河网水环境特点，采用水质传输模型，研究水质污染的来源、运移和去除。
2.开发可视化的联合调度决策支撑系统。
（1）构建联合调度决策支撑系统的数据结构，与数学模型进行结合，实现强大的数据管理与处理功能。
（2）应用可视化技术建立用户友好的联合调度系统界面，提供用户可视化操作功能。通过样例数据分析和联合调度场景仿真，测试系统的功能和性能。
三、研究进度和计划：
1.项目启动阶段（1个月）：明确研究目标和方法，组织开展前期调研和文献资料收集，完成初步方案设计。
2.模型建立阶段（6个月）：
（1）建立水动力学模型：开展水动力学模型的数值计算，分析水流运动规律、水流输沙等水动力学特征。
（2）建立水质传输模型：数值模拟分析水质污染的分布和迁移规律，分析水质模型参数。
（3）模型验证和优化：利用野外实测数据对模型进行验证和优化。
3.系统开发阶段（4个月）：
（1）构建关键技术和算法模块，包括数据管理、模型计算和可视化技术等。
（2）系统集成与测试：根据需求和设计进行系统集成，利用样例数据仿真、测试系统的功能完整性和性能。
4.研究报告和成果撰写阶段（1个月）：撰写研究报告、参与学术交流、撰写期刊论文等。
四、研究成果及预期效益：
1.建立河网多闸联合调度水动力及水质数学模型，为相关人员对河流的管理提供科学的依据，有利于节约水资源和控制水污染。
2.开发可视化的联合调度决策支撑系统，为相关人员提供方便快捷的工具，提高工作效率和决策水平。
3.提高对水环境和水质的认识，为建设水资源安全、良好的水生态环境做出贡献。
4.填补国内相关领域的研究空白，为河流综合管理和科学调度提供重要参考意见。
五、参考文献：
[1]石建华.长江河道水环境数值模拟研究[D].武汉:武汉大学,2005.
[2]钱洋.长江流域水环境综合治理及模型研究[D].武汉:华中科技大学,2004.
[3]徐宗学.激流河道三维水力学模型研究[D].中国科学院研究生院,2007.
[4]梁春,王国庆,张锁深.环境水文学导论[M].北京:中科大地出版社,2015.
[5]沈阳师范大学.河流水动力学课程.