水環(huán)境模擬與預(yù)測(cè)

序
前言
第1章 緒論
1.1 水環(huán)境模擬的目的、任務(wù)和內(nèi)容
1.1.1 水環(huán)境模擬的目的
1.1.2 水環(huán)境模擬的任務(wù)
1.1.3 水環(huán)境模擬的主要內(nèi)容
1.2 數(shù)學(xué)模型的建立步驟
1.3 水環(huán)境數(shù)學(xué)模型的分類
1.4 水環(huán)境數(shù)學(xué)模型的研究進(jìn)展
1.4.1 地表水環(huán)境模型的發(fā)展過(guò)程
1.4.2 地下水流和溶質(zhì)運(yùn)移模擬軟件的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
1.4.3 水環(huán)境數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用
1.4.4 水環(huán)境數(shù)學(xué)模型的發(fā)展趨勢(shì)
第2章 流體運(yùn)動(dòng)的基本原理與基本方程
2.1 流體運(yùn)動(dòng)的基本原理
2.1.1 觀察流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法
2.1.2 流體微團(tuán)速度分解定理（Cauchly—Helmholtz定理）
2.1.3 流體中一點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)力張量
2.2 流體運(yùn)動(dòng)基本方程
2.2.1 體積分的隨體導(dǎo)數(shù)
2.2.2 連續(xù)性方程
2.2.3 流體運(yùn)動(dòng)的微分方程——Navier-Stokes方程
2.2.4 能量方程
2.2.5 流體輸運(yùn)的對(duì)流擴(kuò)散傳輸方程
第3章 流體中物質(zhì)輸運(yùn)的基本理論
3.1 流體中物質(zhì)輸運(yùn)的主要方式
3.2 分子擴(kuò)散的Fick定律
3.3 紊動(dòng)擴(kuò)散
3.4 剪切流動(dòng)的離散
3.5 河流中的混合
3.6 矩形河道均勻流污染帶的計(jì)算
3.6.1 ‘污染帶的寬度（帶寬）
3.6.2 污染帶的長(zhǎng)度（帶長(zhǎng)）
3.6.3 時(shí)間連續(xù)橫向線源的污染帶
3.7 用累計(jì)流量坐標(biāo)計(jì)算天然河流中二維擴(kuò)散
3.7.1 用累計(jì)流量坐標(biāo)表達(dá)的二維擴(kuò)散方程
3.7.2 關(guān)于橫向擴(kuò)散因素K及無(wú)量綱累積流量坐標(biāo)p的計(jì)算
3.8 算例
第4章 污染物遷移模型的解析解
4.1 一維擴(kuò)散方程的基本解
4.2 一維擴(kuò)散方程的空間瞬時(shí)線源解
4.3 一維擴(kuò)散方程的時(shí)間連續(xù)源解
4.3.1 時(shí)間連續(xù)點(diǎn)源
4.3.2 時(shí)間連續(xù)線源
4.4 邊界有界的一維擴(kuò)散方程解
4.4.1 一側(cè)完全反射的瞬時(shí)點(diǎn)源情況
4.4.2 兩側(cè)反射的瞬時(shí)點(diǎn)源情況
4.5 移流擴(kuò)散
4.5.1 瞬時(shí)點(diǎn)源的對(duì)流擴(kuò)散
4.5.2 時(shí)間連續(xù)點(diǎn)源的對(duì)流擴(kuò)散
4.6 算例
第5章 河流水質(zhì)模型的有限差分法及其應(yīng)用
5.1 有限差分法
5.1.1 差分方法的基本概念
5.1.2 差分方程的基本問(wèn)題
5.2 一維河流的有限差分水質(zhì)模型
5.2.1 顯式有限差分格式解
5.2.2 隱式差分格式解
5.2.3 混合式差分格式解
5.2.4 混合式（或隱式）差分方程的“追趕法”求解的過(guò)程與程序
5.3 河渠非恒定流的數(shù)值格式
5.4 二維對(duì)流擴(kuò)散方程在高Reynolds數(shù)的自動(dòng)迎風(fēng)與斜迎風(fēng)數(shù)值解
5.4.1 對(duì)流擴(kuò)散方程的典型形式
5.4.2 對(duì)流項(xiàng)的自動(dòng)迎風(fēng)與斜迎風(fēng)格式
5.4.3 擴(kuò)散項(xiàng)的高精度格式
5.4.4 二維對(duì)流擴(kuò)散方程完全9點(diǎn)格式
5.4.5 計(jì)算原則
5.4.6 與FA方法的比較
5.4.7 算例
5.4.8 結(jié)論
5.5 三維對(duì)流擴(kuò)散方程在高Reynolds數(shù)的自動(dòng)迎風(fēng)與斜迎風(fēng)數(shù)值解
5.5.1 試解函數(shù)
5.5.2 方程的無(wú)量綱化與網(wǎng)格Reynolds數(shù)
5.5.3 擴(kuò)散項(xiàng)系數(shù)的處理
5.5.4 權(quán)系數(shù)考慮與計(jì)算
5.5.5 空間幾何變換關(guān)系
5.5.6 各點(diǎn)系數(shù)歸一化
5.5.7 算例
5.5.8 與有限分析法對(duì)比
5.5.9 結(jié)語(yǔ)
5.6 實(shí)例
第6章 有限元法
6.1 變分原理與加權(quán)余量法
6.1.1 泛函極值與變分原理
6.1.2 加權(quán)余量法
6.2 有限元法及其插值函數(shù)
6.2.1 有限元解題步驟
6.2.2 有限元插值函數(shù)
6.3 算例
6.3.1 算例1
6.3.2 算例2
6.3.3 算例3
6.3.4 算例4
6.3.5 算例5
第7章 水體溫度模型
7.1 水體熱交換過(guò)程
7.1.1 水體熱平衡與熱交換
7.1.2 水體與大氣之間的熱交換
7.1.3 其他熱交換
7.2 河道水溫沿程分布的數(shù)學(xué)模型
7.2.1 單位表面積凈熱交換通量S的確定
7.2.2 縱向離散系數(shù)DL的確定
7.2.3 模型求解
7.3 湖泊、水庫(kù)的水溫遷移模型
7.3.1 水庫(kù)水溫研究概況
7.3.2 水庫(kù)的分類
7.3.3 水庫(kù)水溫的研究方法
7.4 水庫(kù)垂向一維溫度模型
7.4.1 水庫(kù)一維溫度方程
7.4.2 邊界條件
7.4.3 水庫(kù)內(nèi)部的流動(dòng)模式和流場(chǎng)
7.5 水庫(kù)垂向二維水溫模型
7.5.1 控制方程
7.5.2 邊界條件和初始條件
7.5.3 控制方程的坐標(biāo)變換
7.5.4 控制方程的離散化及求解
7.6 水庫(kù)水溫及其下游影響長(zhǎng)度計(jì)算方法的比較
7.6.1 水庫(kù)垂向水溫預(yù)測(cè)
7.6.2 水庫(kù)下游河道水溫及其影響長(zhǎng)度
7.6.3 結(jié)語(yǔ)
7.7 帶有取排水口的二維流場(chǎng)溫度場(chǎng)計(jì)算
7.7.1 方程形式
7.7.2 數(shù)值計(jì)算格式
7.7.3 程序的實(shí)現(xiàn)
7.7.4 計(jì)算結(jié)果的處理
7.7.5 計(jì)算程序
7.7.6 計(jì)算結(jié)果
第8章 河流水質(zhì)模型
8.1 水質(zhì)模型發(fā)展概況與分類
8.1.1 水質(zhì)模型的定義
8.。1.2 水質(zhì)要素的主要內(nèi)容
8.1.3 水質(zhì)模型發(fā)展概況
8.：1.4 水質(zhì)模型的分類
8.1.5 建立水質(zhì)模型的基本步驟
8.2 常見的河流水質(zhì)模型
8.3 河流水質(zhì)模型基本方程
8.3.1 零維模型
8.3.2 一維河流的單組分水質(zhì)模型
8.4 streeter-PhelpsBOD-D0模型
8.5 其他模型簡(jiǎn)介
8.5.1 ThomasBOD-D0模型
8.5.2 Dobbins—ClampBOD—DO模型
8.5.3 O’ConnonBOD—D0模型
8.6 多河段水質(zhì)的穩(wěn)態(tài)模擬
8.6.1 基本關(guān)系式
8.6.2.BOD5的模擬關(guān)系式
8.6.3 DO的模擬關(guān)系式
8.7 河流綜合水質(zhì)模型QuAL2E及其應(yīng)用
8.7.1 QIJAL2E模型
8.7.2 QuAL2E模型的應(yīng)用步驟
……
第9章 水庫(kù)（湖泊）二維水流水質(zhì)模型
第10章 水質(zhì)模型的參數(shù)估值
第11章 水環(huán)境數(shù)值模擬的隨機(jī)方法
第12章 姚孟電廠白龜山水庫(kù)冷卻池溫排水?dāng)?shù)值模擬
第13章 茨哈峽、班多及羊曲梯級(jí)水電站水溫、水質(zhì)影響研究
主要參考文獻(xiàn)