城市配水管网非完全混合与弥散运动水质模型研究

配水管网水质工况模拟计算节点瞬时完全混合与管网末梢没有任何弥散扩散的假设是引起水质模型预测值和实际测量值差异的重要原因。这广泛影响配水管网工况计算分析，包括残留消毒剂浓度预测，水质监测点优化定位，水质安全预警系统预测模型，污染源识别的数值模拟和风险定量评估。本项目采用了计算流体力学和实验模拟方法，以节点处水质组分混合行为与管网末梢弥散扩散为研究对象，对其进行计算、模拟及实验分析，揭示节点出流水质组分浓度与入流浓度响应关系，形成节点非均匀混合理论，阐明管网中水质计算模型。研究了从流体力学的角度阐明节点处混合行为与管网末梢弥散扩散行为的基础物理原理，建立了数学模型和计算模拟方法，为配水管网水质建模理论提供新突破新进展。 2100433B

配水管网水质工况模拟计算中节点瞬时完全混合的假设与管网末梢没有任何弥散扩散是引起水质模型预测值和实际测量值差异的潜在重要原因，广泛影响配水管网工况计算分析，包括残留消毒剂浓度预测，水质监测点优化定位，水质安全预警系统预测模型，污染源识别的数值模拟和风险定量评估。本研究拟采用计算流体力学和实验模拟方法，以节点处水质组分混合行为与管网末梢弥散扩散为研究对象，对其进行计算、模拟及实验分析，揭示节点出流水质组分浓度与入流浓度响应关系，形成节点非均匀混合理论，阐明管网中水质组分在节点处混合规律，建立节点非均匀混合理论与弥散扩散模型，进而建立配水管网水质计算模型。研究从流体力学的角度阐明节点处混合行为与管网末梢弥散扩散行为的基本物理原理，建立其数学模型和计算模拟方法，为配水管网水质建模理论提供新突破和新进展。

水质模型验证是指在对水质模型的结构和参数进行标定后，对水质预测的结果进行验证。水质模型验证，通常是利用另一组或几组独立的输入、输出数据，试验已标定过的模型，验证该水质模型预测水质的精确度是否符合要求

如果一个正整数 a 不是某一个整数 b 的平方，那么这个正整数 a 叫做非完全平方数。其性质如下： （1）非平方数的个位数字只能不是 2,3,7,8 。 （2）任何偶数的平方一定不能被 4 整除；任何奇数的平方被 4(或 8)除余 1，即被4 除余 2 或 3 的数一定是非完全平方数。 （3）非完全平方数的个位数字是奇数时，其十位上的数字必不为偶数。非完全平方数的个位数字是 6 时，其十位数字必不为奇数。 （4）凡个位数字是 5 但末两位数字不是 25 的自然数是非完全平方数；末尾只有奇数个 0 的自然数是非完全平方数；个位数字是 1，4，9 而十位数字为奇数的自然数是非完全平方数。 （5）除 1 外，一个非完全平方数分解质因数后，各个质因数的指数都是数，如果一个数质分解后， 各个指数都为偶数， 那么它肯定不是个非平方数。 非完全平方数的所有因数的总个数是偶数个。因数个数为奇数的自然数一定不是非完全平方数。 （6）如果 a 、b 不是非平方数， a=bc ，那么 c 也不是非完全平方数。 （7）两个连续自然数的乘积一定是平方数，两个连续自然数的非平方数之间有非平方数。 （8）如果十位数字是奇数，则它的个位数字一定不是6；反之也成立。2100433B

水质模型又称水质数学模型，是水体水质的变化规律的数学描述。它可用于水体水质的预测、研究水体的污染与自净以及排污的控制等。其类型可区分为单水质指标、耦合水质指标和水生生态模型，不随时间变化的稳定态和随时间变化的非稳定态模型，零维、一维、二维、三维模型等。其数学表达式则可以区分为微分方程、积分方程、代数方程、差分方程、微分-差分方程等。从描述水体的水体对象的不同，则可区分为河流水质模型、河口水质模型、湖泊（水库）水质模型、海湾水质模型、地下水质模型等。