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第1章 绪论1

1.1 研究背景与选题意义1

1.1.1 研究背景1

1.1.2 选题意义4

1.2 国内外研究进展5

1.2.1 水环境、水资源承载力与水环境容量研究5

1.2.2 物质通量与污染物通量研究7

1.2.3 水环境数学模型8

1.2.4 水信息与水环境空间数据挖掘11

1.3 研究目的、方法与内容14

1.3.1 研究目的与方法14

1.3.2 技术路线与研究内容14

第2章 河流污染物通量及水环境测量的技术与方法18

2.1 水环境容量与污染物通量的关系及河流水环境容量18

2.1.1 水环境容量的内涵18

2.1.2 水环境污染物通量的内涵及其与水环境容量的关系19

2.1.3 钱塘江流域水环境容量研究的方法20

2.2 河流污染物通量计算方法26

2.2.1 常用的河流污染物通量估算方法26

2.2.2 本研究的河流污染物通量测算原理与方法28

2.3 河流水环境测量的技术与方法29

2.3.1 材料与方法29

2.3.2 基于ADCP的流量/流速测量与数据处理30

2.3.3 氨氮的水质测定方法34

2.3.4 总磷的水质测定方法36

第3章 河流水环境模拟数学模型39

3.1 河流流场模型39

3.1.1 模型的控制方程39

3.1.2 模型的定解条件41

3.1.3 模型的计算方法42

3.1.4 模型的稳定性条件43

3.2 河流污染物通量模型44

3.2.1 通量模型基础44

3.2.2 通量模型的控制方程及解法48

3.2.3 关键参数的处理49

3.2.4 模型的参数取值和定解条件51

3.3 河流污染物预报模型51

3.3.1 预报模型的选择及原因51

3.3.2 模型的基本方程51

3.3.3 模型的定解条件及解法52

第4章 河流不同工况下流场工况测量与模拟54

4.1 钱塘江流域概况54

4.1.1 自然环境概况54

4.1.2 社会环境概况56

4.1.3 水文概况57

4.2 流场测量与监测数据获取62

4.2.1 测量断面布设62

4.2.2 测量断面情况与测量数据64

4.3 不同工况流场的模拟67

4.3.1 计算区域及其网格划分67

4.3.2 初始条件与参数设置67

4.3.3 流场的验证69

4.4 流场模拟结果及其对污染物扩散的影响分析73

4.4.1 上游段流场模拟结果与分析73

4.4.2 兰江口汇流区模拟结果与分析76

4.4.3 下游段流场模拟结果与分析79

4.4.4 浦阳江口汇流区模拟结果与分析82

4.4.5 汇流区流场变化对污染的重要作用85

第5章 钱塘江主要污染物时空变化规律与通量模拟87

5.1 钱塘江流域水质概况87

5.1.1 研究区域水环境污染调查87

5.1.2 水环境监测的指标与标准88

5.1.3 流域水质评价结果90

5.2 氨氮、总磷浓度时空变化规律解析91

5.2.1 项目监测年不同时期水质监测数据91

5.2.2 上游段时空变化规律解析93

5.2.3 下游段时空变化规律解析96

5.2.4 氨氮、总磷浓度的时空变化特征98

5.3 通量模拟的水环境与水文概况分析98

5.3.1 研究区域水环境功能区概况98

5.3.2 通量模拟的水文情景概况103

5.4 不同水文情景氨氮、总磷通量模拟与分析108

5.4.1 氨氮通量达标预测与分析108

5.4.2 总磷通量达标预测与分析114

第5章部分表格121

第6章 基于GIS的水质预报与污染物通量决策支持系统146

6.1 系统基本情况146

6.1.1 系统河流分段情况146

6.1.2 基于MapX和C#.net的系统开发146

6.1.3 系统数据库的结构与特点147

6.1.4 系统的功能与技术特点149

6.2 水环境模拟数学模型及通量决策的GIS集成149

6.2.1 水质预报模型与GIS集成149

6.2.2 污染物通量决策与GIS集成151

6.3 系统功能操作与案例应用151

6.3.1 系统主界面与功能模块151

6.3.2 环境水质污染预报应用154

6.3.3 污染物通量决策支持应用158

第7章 结论与建议164

7.1 主要结论164

7.2 特色与创新之处167

结语169

参考文献171