水環(huán)境模擬與預測

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)學模型的建立步驟
1.3 水環(huán)境數(shù)學模型的分類
1.4 水環(huán)境數(shù)學模型的研究進展
1.4.1 地表水環(huán)境模型的發(fā)展過程
1.4.2 地下水流和溶質(zhì)運移模擬軟件的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
1.4.3 水環(huán)境數(shù)學模型的應用
1.4.4 水環(huán)境數(shù)學模型的發(fā)展趨勢
第2章 流體運動的基本原理與基本方程
2.1 流體運動的基本原理
2.1.1 觀察流體運動的兩種方法
2.1.2 流體微團速度分解定理（Cauchly—Helmholtz定理）
2.1.3 流體中一點應力狀態(tài)，應力張量
2.2 流體運動基本方程
2.2.1 體積分的隨體導數(shù)
2.2.2 連續(xù)性方程
2.2.3 流體運動的微分方程——Navier-Stokes方程
2.2.4 能量方程
2.2.5 流體輸運的對流擴散傳輸方程
第3章 流體中物質(zhì)輸運的基本理論
3.1 流體中物質(zhì)輸運的主要方式
3.2 分子擴散的Fick定律
3.3 紊動擴散
3.4 剪切流動的離散
3.5 河流中的混合
3.6 矩形河道均勻流污染帶的計算
3.6.1 ‘污染帶的寬度（帶寬）
3.6.2 污染帶的長度（帶長）
3.6.3 時間連續(xù)橫向線源的污染帶
3.7 用累計流量坐標計算天然河流中二維擴散
3.7.1 用累計流量坐標表達的二維擴散方程
3.7.2 關(guān)于橫向擴散因素K及無量綱累積流量坐標p的計算
3.8 算例
第4章 污染物遷移模型的解析解
4.1 一維擴散方程的基本解
4.2 一維擴散方程的空間瞬時線源解
4.3 一維擴散方程的時間連續(xù)源解
4.3.1 時間連續(xù)點源
4.3.2 時間連續(xù)線源
4.4 邊界有界的一維擴散方程解
4.4.1 一側(cè)完全反射的瞬時點源情況
4.4.2 兩側(cè)反射的瞬時點源情況
4.5 移流擴散
4.5.1 瞬時點源的對流擴散
4.5.2 時間連續(xù)點源的對流擴散
4.6 算例
第5章 河流水質(zhì)模型的有限差分法及其應用
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”求解的過程與程序
5.3 河渠非恒定流的數(shù)值格式
5.4 二維對流擴散方程在高Reynolds數(shù)的自動迎風與斜迎風數(shù)值解
5.4.1 對流擴散方程的典型形式
5.4.2 對流項的自動迎風與斜迎風格式
5.4.3 擴散項的高精度格式
5.4.4 二維對流擴散方程完全9點格式
5.4.5 計算原則
5.4.6 與FA方法的比較
5.4.7 算例
5.4.8 結(jié)論
5.5 三維對流擴散方程在高Reynolds數(shù)的自動迎風與斜迎風數(shù)值解
5.5.1 試解函數(shù)
5.5.2 方程的無量綱化與網(wǎng)格Reynolds數(shù)
5.5.3 擴散項系數(shù)的處理
5.5.4 權(quán)系數(shù)考慮與計算
5.5.5 空間幾何變換關(guān)系
5.5.6 各點系數(shù)歸一化
5.5.7 算例
5.5.8 與有限分析法對比
5.5.9 結(jié)語
5.6 實例
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、水庫的水溫遷移模型
7.3.1 水庫水溫研究概況
7.3.2 水庫的分類
7.3.3 水庫水溫的研究方法
7.4 水庫垂向一維溫度模型
7.4.1 水庫一維溫度方程
7.4.2 邊界條件
7.4.3 水庫內(nèi)部的流動模式和流場
7.5 水庫垂向二維水溫模型
7.5.1 控制方程
7.5.2 邊界條件和初始條件
7.5.3 控制方程的坐標變換
7.5.4 控制方程的離散化及求解
7.6 水庫水溫及其下游影響長度計算方法的比較
7.6.1 水庫垂向水溫預測
7.6.2 水庫下游河道水溫及其影響長度
7.6.3 結(jié)語
7.7 帶有取排水口的二維流場溫度場計算
7.7.1 方程形式
7.7.2 數(shù)值計算格式
7.7.3 程序的實現(xiàn)
7.7.4 計算結(jié)果的處理
7.7.5 計算程序
7.7.6 計算結(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及其應用
8.7.1 QIJAL2E模型
8.7.2 QuAL2E模型的應用步驟
……
第9章 水庫（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)值模擬的隨機方法
第12章 姚孟電廠白龜山水庫冷卻池溫排水數(shù)值模擬
第13章 茨哈峽、班多及羊曲梯級水電站水溫、水質(zhì)影響研究
主要參考文獻