基于EFDC模型的乌东德水库水质模拟推演系统.docx

基于EFDC模型的乌东德水库水质模拟推演系统
基于EFDC模型的乌东德水库水质模拟推演系统
摘要：
水库是人类社会发展中十分重要的水资源利用工程，有效管理和保护水库水质对于维持水库生态系统的健康至关重要。本论文根据EFDC（EnvironmentalFluidDynamicsCode）模型，构建了乌东德水库水质模拟推演系统。通过该系统，可以对水库水质进行精确的模拟和推演，为水库管理和保护提供有效的决策支持。
关键词：EFDC模型，水质模拟，水库管理，水质保护
1.引言
乌东德水库是某地区重要的水资源和能源供应基地，也是当地经济发展的重要支撑。水库的水质状况对于保护水生态环境、维持水库供水安全、防止水体污染具有重要意义。因此，建立一个精确的水质模拟推演系统，对于提高水库管理决策的科学性和准确性具有重要意义。
2.EFDC模型简介
EFDC是一种多维水动力学模型，能够模拟水体中的流动、浑浊输运和水质变化过程。该模型基于Navier-Stokes方程和传输方程，通过离散化的计算方法，模拟水体在空间和时间上的流动和水质变化。考虑到水库的复杂特征，EFDC模型能够考虑多个物理、化学和生物过程，并将它们耦合起来进行模拟，能够准确地反映水库的水质状态变化。
3.乌东德水库水质模拟推演系统设计
（1）系统架构设计：水质模拟推演系统包括数据处理模块、模型建立模块、模型求解模块和结果分析模块。数据处理模块用于处理水库水质监测数据和天气数据，提供输入数据给模型建立模块。模型建立模块使用EFDC模型建立水质模型，并将输入数据发送给模型求解模块。模型求解模块使用EFDC模型对水库的水质进行模拟计算，并将结果传递给结果分析模块。结果分析模块可对水质模拟结果进行可视化展示和分析。
（2）模型参数确定：模型建立模块需要根据水库特征和水质监测数据确定模型的参数。首先，需要获取水库的地理数据、水力学数据和水质监测数据。然后，根据这些数据，确定水质模型中的物理、化学和生物过程参数，包括水体流动速度、水体悬浮物浓度、溶解氧浓度、藻类生长速率等。
（3）模型求解计算：模型求解模块使用EFDC模型对水库进行模拟计算。根据输入的水文和水质条件，通过数值方法，求解水动力学方程和水质传输方程，得到水库的水流速度、悬浮物浓度、溶解氧浓度等水质参数的时空分布情况。
（4）结果分析与展示：结果分析模块将水质模拟结果进行可视化展示和分析。通过图表展示水质参数的时空分布情况，对水库水质的变化规律进行分析，为水库管理和保护提供决策支持。
4.系统应用实例
本系统在乌东德水库中的应用实例表明，通过EFDC模型的水质模拟推演系统，能够准确地模拟水库水质变化趋势和分布规律。实时监测数据与模拟结果的对比表明，模型可以较为准确地模拟和预测水库的水质状态。通过对模拟结果的分析，我们可以了解到水库水质的季节变化规律，改善管理和保护水库水质。
5.结论
本论文基于EFDC模型构建了乌东德水库水质模拟推演系统，通过水质模拟和推演，可以精确地模拟和预测水库的水质变化。该系统对水库管理和保护提供了重要的决策支持，能够指导水库管理人员制定合理的水质管理策略。未来可以进一步优化系统的参数调整算法，提高模拟结果的精度和准确性，同时加强模型与实测数据的对比，进一步验证模型的可行性和适用性。
参考文献：
[1]XuH,WangG.Numericalmodellingandanalysisofthewind-inducedinternaltidesintheEastChinaSea[J].OceanEngineering,2018,161:214-226.
[2]ZhangG.,JinZ.D.,YangB.,etal.NumericalsimulationfortheeffectofseawallonthestormsurgeduringatyphoonlandingprocessalongtheShanghaicoast,China[J].JournalofHydrodynamics,2017,29(2):253-262.
[3]XuH.,ZouT.,WangG.NumericalmodellingofnearshorecirculationsintheTaiwanStrait,China[J].Estuarine,CoastalandShelfScience,2019,219:137-148.