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动态水质模型

时间:2022-10-06 百科知识 版权反馈
【摘要】:Lious和Kroon提出了一种可计算配水管网水中物质的衰减和生长的模型,它以时间和位置函数的形式给出了物质的浓度,并把水中物质在管网中的流动分成3个过程:管段中的水平流动、随时间的衰减和增长、管段连接处的混合。强调水质模型预测直接依赖于系统水力模型,不准确的水力模型将导致整个水质模拟过程的失败。

动态模型是在配水系统变化(如需水量)和其他因素在时变条件下模拟组分的移动和转变。

Lious和Kroon提出了一种可计算配水管网水中物质的衰减和生长的模型,它以时间和位置函数的形式给出了物质的浓度,并把水中物质在管网中的流动分成3个过程:管段中的水平流动、随时间的衰减和增长、管段连接处的混合。管段中物质浓度的变化可以由一个简单速率过程描述:

式中 C——组分浓度;

t——时间;

k——速率系数。

Rossman等提出了用离散体积元素法(discrete volume element method,DVEM)进行管网水质模拟,这种算法是利用时间驱动水质模型来跟踪管网中物质的瞬间浓度,把配水管网看作是由有限的一些链接组成,给物质质量在每个链接内分配了离散体积元素(反应发生在每个元素内),物质质量从一个元素平流传输到下一个元素,并且质量和流量体积在管网节点处混合在一起。Chaudhry和Islam提出了一个计算机模型,利用一个组合系统方法来计算非稳定流状态下组分在流经管段时的传播和衰减,强调分析管网系统首先要确定初始稳定状态条件,然后对一个控制方程做数值积分来计算缓变流状态下的相关参数。

这些模型的提出提高了对配水系统发生的动态水质变化和复杂过程的认识,考虑到了管段分割、计算时间步长的自动选择以及内存需要的降低,可对管网中物质空间和时间分配进行有效模拟。强调水质模型预测直接依赖于系统水力模型,不准确的水力模型将导致整个水质模拟过程的失败。

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