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水体富营养化问题是世界范围内最严重的水质问题之一,它被列入水污染范畴还是近二三十年的事情,但是由于其发展快、危害大、处理难、恢复慢,已被列入全球性的水污染问题。国家环境保护总局公布的历年《中国环境状况公报》显示,湖泊和水库的富营养化已经成为我国一个突出的环境问题。
鉴于富营养化的加剧及其对环境的严重影响,必须采取行动控制富营养化进程,并使之逆转。本文针对地表水水体富营养化控制和预测问题,在深入了解水质富营养化机理的基础上,分析了污染物在水体中的运移、吸收和释放机制,考虑了以浮游植物(藻类)为核心的多个生化反应过程,选择浮游植物、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、磷、溶解氧和碳质BOD七个模型变量,建立了地表水体二维富营养化模型,并利用Galerkin有限元方法对方程进行离散、求解,最后实现了可视化的程序开发,推出一套以地表水体中水流和水质运动模型为核心的预报系统,依靠计算机求解模型方程,得到离散时空点上模型变量的解,从而实现湖泊水体系统的数学描述,再现和预测水体富营养化状况。
通过实际水体的监测数据加以验证,结果表明模型对地表水体水污染状况可以进行较为准确的预报,也可推广应用于地表水库、河网水体的水环境污染可视化分析决策,为城市水污染预测和控制提供技术支持。