淮河流域水質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計.pdf

1、淮河是中國的七大江河之一,流域水資源總量為828.47億m<'3>,但人均水資源占有量僅為全國人均占有量的21.4％,世界的6.8%.近年來,隨著淮河流域工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人口密度的急劇增加,該地區(qū)被日益嚴(yán)重的污染問題所困擾,其水污染問題已發(fā)展到直接危及沿淮兩岸人民生存的地步,引起了國家的高度重視.淮河流域內(nèi)每年因污染使100~300億m<'3>的水喪失或降低其使用功能.流域各主要河流水質(zhì)較差,淮河以北的支流水質(zhì)劣于V類水,淮河南部水質(zhì)

2、為Ⅱ類.許多超V類水的重要河段已喪失了原有的使用功能.目前國內(nèi)僅限于采取行政手段來治理有關(guān)流域的污染,而缺乏有關(guān)流域水污染防治管理的科學(xué)研究.為了正確指導(dǎo)淮河流域的污染治理,更科學(xué)更合理地安排治理項目,避免或減緩水污染危害,同時為流域水質(zhì)管理服務(wù),僅靠行政手段來進(jìn)行污染防治是不能從根本上解決問題的,需開展適合于淮河的枯水期水文水質(zhì)模型的研究和開發(fā).該系統(tǒng)中,我們在上一輪863課題的基礎(chǔ)上,與水利部淮河水利委員會水資源保護(hù)局合作,采用基于

3、曙光系列機(jī)的高性能計算手段,吸取國際上流行的丹麥水力學(xué)研究所開發(fā)的流域大尺度水文水質(zhì)綜合管理模型MikeⅡ的優(yōu)點,結(jié)合淮河流域的實際生態(tài)環(huán)境,開展淮河流域枯水期水文水質(zhì)綜合模型的研究,建立水質(zhì)預(yù)報系統(tǒng).其中的模型計算采用數(shù)值方法,用Preissmann四點隱式有限差分格式(時間加權(quán),空間中心)進(jìn)行離散,所得的非線性代數(shù)方程組用收斂速度較快的Newton-Raphson迭代法進(jìn)行求解.由于整個淮河水系的水質(zhì)管理涉及沿淮大部分城鎮(zhèn)及所有水文

4、水質(zhì)監(jiān)測點資料的獲取和分析處理,其數(shù)據(jù)量和計算量非傳統(tǒng)方法可以勝任,在這里我們引入了目前最先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)--數(shù)據(jù)網(wǎng)格技術(shù),結(jié)合高性能計算手段,解決了在水質(zhì)預(yù)報系統(tǒng)中有效獲取、處理淮河流域Tb、Pb的水情、水質(zhì)數(shù)據(jù)等難題,提高了運(yùn)算效率和精度,同時也驗證了數(shù)據(jù)網(wǎng)格這種新技術(shù)在數(shù)據(jù)密集型計算應(yīng)用中的有效性.系統(tǒng)投入使用后,可為淮河流域沿河兩岸的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民安全用水提供準(zhǔn)確的水質(zhì)信息,并提供科學(xué)的防污調(diào)度決策依據(jù),其所能產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和