城市化进程的快速发展与滞后的基础设施规划配套的不匹配,导致城市水环境污染灾害频发且不断加剧,严重制约着城市人文环境的发展,本课题研究旨在通过以济南市柳行片区为示范区,探索利用数学模型建立城市水环境监测预警框架体系,实现城市水环境的预警预报。采用MIKE URBAN径流模块“时间—面积模型”作为降雨径流模型,建立柳行片区管网系统一维非稳态流的水动力模型,模型率定后应用于实际降雨道路积水预测。通过MIKE11 HD和AD两个模块构建的水动力、水质两个模型,模拟降雨径流以及突发污染事件对城市河道水体水量、水位及水质的综合影响。模型率定后应用于河道强降雨水质水位分析预测及突发污染事件水质变化预测,与实测数据对比,可以有效指导河道水环境管理。采用WEST模块构建污水处理厂出水水质影响模型。构建A~2O工艺流程,建立模型并根据日常运行数据进行校核。分别应用于水质水量超标情况,模拟分析污水处理厂工艺运行指标变化。同时建立《城市水环境风险识别与等级划分方案》,针对不同影响因子(单因子或多因子条件)划分不同风险等级,设定相应阈值。通过“城市水环境动态风险图”这个水环境监控系统判断污染事件的风险等级,达到预警、预报及等级评估。本课题通过对三个城市水环境监测预警模型的实地验证,同时建立水环境质量评价的指标体系,构建城市水系统及设施的预警和决策支持平台,具备对城市水环境风险的预警预报能力,为城市水环境管理提供有效技术支撑。