【走进导则】：9张图遍历常见地表水环境软件模型
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【写在前面】
按照环评导则体系重构方案，2016年将重点开展地表水、环境空气、风险等导则修订。作为国家法规模型体系的重要组成部分，各要素评价导则将逐步引入并以推荐模型的形式，逐步构建并完善我国法规模型体系和标准化应用。
以下结合“国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室”汇集资料和成果，对目前国内外9种常见地表水环境软件模型做一遍历性介绍
1 AQUATOX
AQUATOX是美国国家环保局(US Environmental Protection Agency, EPA)开发的水生态系统模型，主要进行淡水生态系统的模拟，可以预测各种污染物(例如氮、磷和有毒有机物)的变化及其对水生态系统(包括鱼类、无脊椎动物和水生植物)的影响。
AQUATOX
CE-QUAL-R1由美国陆军工程兵团(US Army Corps of Engineers, USACE)的水道试验站(Waterways Experiment Station, WES)开发，是垂向一维非恒定水质模型，可以应用于垂向分层现象明显湖泊和水库的模拟分析。模型把水体在垂向上进行分层，模拟密度和风导致的垂向混合现象。水质模拟的指标主要包括水温、DO、氮、磷、藻类、可溶性有机质、泥沙等。
CE-QUAL-W2
3、Delft 3D
Delft 3D由荷兰代尔夫特水力研究所(DelftHydraulics)开发，适用于三维自由表面流动的模拟，能进行大尺度水动力、波浪、泥沙、水质和生态过程的计算。系统实现了与GIS的无缝链接，有前后处理功能。系统的水质和生态模块包括主要水质指标和营养物、藻类、水生生物等，描述了这些因子相互作用的过程。
Delft 3D
EFDC是美国威廉玛丽大学(VIMS，VirginiaInstitute of Marine Science at the College of William and Mary )John Hamrick 开发的三维地表水模型，可实现河流、湖泊、水库、湿地系统、河口和海洋等水体的水动力学和水质模拟，是一个多参数有限差分模型。EFDC 模型在水平曲线正交网格、垂向Sigma拉伸网格上求解静水力学、湍流平均方程。模型采用Mellor-Yamada 2.5 阶紊流闭合方程。同时模型可进行干湿交替模拟。
EFDC(The Environmental Fluid Dynamics Code)
MIKE系列软件由丹麦水力学研究所(Danish Hydraulic Institute)开发，在地表水环境模拟方面，主要包括MIKE 11、MIKE 21和MIKE3，三个模型之间具有很好的兼容性，可以结合起来运用，并且系统实现了与GIS的充分结合。
MIKE 11可以进行一维河流及渠道水流、泥沙、污染物和生态过程的模拟，水动力模块是模型的核心，各个模块之间实现了充分的联接。主要模拟的水质因子包括DO、BOD、氮、磷、重金属、大肠杆菌、藻类等，用户还可以自定义模拟指标。
MIKE 21可以进行二维自由表面流动的模拟，适用于可以忽略分层作用的湖泊、水库、湿地、河口、海洋等区域。水质模块可以模拟保守物质、一阶衰减物质和富营养化过程，主要的水质因子包括盐度、DO、BOD、氮、磷、重金属、大肠杆菌、藻类、浮游动物等，用户还可以自定义模拟指标。
MIKE 3是用于三维自由表面流的专业工程软件包，用于河流、湖泊、河口、近岸海域、海岸地区、海域及其它水体的水力学、水质和泥沙传输等模拟。对于自由表面计算和紊流计算，MIKE 3都提供了多种处理方法供用户进行选择。模型水质和生态过程模拟因子与MIKE21类似。
MIKE
QUAL2K是美国国家环保局开发的一维模型，包括恒定的水流模型和动态的水质模型。水质模型的模拟指标主要包括水温、DO、BOD、氮、磷、藻类、病原体微生物等。
QUAL2K
CE-QUAL-RIV1由美国陆军工程兵团开发，是一维非恒定水流、水质模型。水质模型的模拟指标主要包括DO、BOD、氮(多种形态)、磷(多种形态)、藻类、可溶性金属、大肠杆菌等。
SMS由美国杨百翰大学(BrighamYoung University)与美国陆军工程兵团共同开发，是综合的地表水模拟水力学软件。可进行一维、二维、三维模拟，具有强大的前后处理和设计功能，包括二维有限元、二维有限差分、三维有限元模拟工具。同时具有良好的用户界面，保证同其他模块具有较好的交互功能。SMS的主要应用内容包括：稳态和非稳态条件下，河流水位以及浅水流动问题中的流速、污染物迁移转化、盐分入侵、泥沙传输(河床变形)、波能传播和波的其它属性(包括方向、波高、波幅)等。
SMS包括一系列基于水力学理论的数学模型，这些模型可以脱离SMS单独运行，然后采用SMS进行结果显示，也可以在SMS中运行，运行过程中SMS实时显示计算结果。主要模型有：
· FESWMS 河流水力学模型
·ADCIRC 平面二维长波水力学模型
·RMA2 平面二维水力学模型
·M2D 平面二维有限差分水力学模型
·RMA4 平面二维水质数学模型
·SED2D 平面二维泥沙数学模型
·CGWAVE 波浪数学模型
·HIVEL2D 二维高速流数学模型
·HEC-RAS 一维恒定水力学模型
·BRI-STARS 一维水力学、泥沙数学模型
SMS(Surface Water Modeling System)
WASP是由美国国家环保局开发的用于地表水水质模拟的模型。WASP可以进行一维、二维和三维的模拟，反映了对流、弥散、点源负荷与非点源负荷以及边界的交换等随时间变化的过程。WASP模型研究的问题包括BOD5、DO、营养物／富营养化、有毒化学成分迁移转化等。
WASP(Water Quality Analysis Simulation ProgramModeling System)
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本期编辑：蓝魔 搬砖大工
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