供水水质模型
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中文名称:供水水质模型
外文名称:
定量描述供水系统中影响水质的物质浓度变化规律的数学方程或联立方程组。通过求解模型,可得出供水系统中各种物质浓度的变化过程和分布规律,用于评价水处理设施的水质净化效率和输配水管网系统的水质变化及水质安全可靠性。
供水水质模型通常采用下述三维传输扩散方程:
式中,C为某种物质的浓度;xi为三维空间坐标方向上的距离,i=1,2,3;t为时间;Ui为xi方向上的流速;Dmi为水中物质在xi方向上的扩散系数;R(C)为物质的增生或衰减,由物质的输入和物质的物理、化学或生物反应过程决定。
模型的求解可采用有限差分法或有限元法,从t=0时的已知初始值开始,计算t>0的任意时刻物质浓度在空间的分布,以达到水质预测和评价的目的。对于水处理设备和输配水管网系统,需要对所有的组分单元分别建立一个方程。在管网系统中,对每根管段建立方程,并在管网节点上应用物质浓度完全混合方程,构成描述系统整体水质变化的联立方程组,应用计算机进行求解计算。
上述三维传输扩散方程可简化为二维或一维方程,管网系统一般采用一维方程,水池的水质模型可根据需要采用二维或三维方程。