[科普中国]-综合水质模型

综合水质模型是指描述多个水质项目（组分）相互作用的数学表达式。水体中各有关的水质项目一般均有密切关系，要全面描述水体的水质，就需要对多组分的综合体系建立水质模型。

简介综合水质模型是指描述多个水质项目（组分）相互作用的数学表达式。水体中各有关的水质项目一般均有密切关系，要全面描述水体的水质，就需要对多组分的综合体系建立水质模型1。

发展历史综合水质模型是随着人们对水污染的认识不断提高和大容量计算机的出现而发展起来的。1925年美国学者H，W．斯特里特和E．B．费尔普斯建立的生化需氧量（BOD）和溶解氧（DO）的耦合方程式，其源与汇项只考虑了大气与水中的氧交换项和BOD总的耗氧，未区分出碳化阶段生化需氧量（CBOD）和硝化阶段生化需氧量（NBOD）。此后，发现BOD应分为CBOD和NBOD，水质方程组的个数就由2个增至3个，在源与汇项中分别考虑CBOD与NBOD的耗氧。随着认识的深入，又发现NBOD应分为氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮等3项，水质方程组个数便增至5个。20世纪60年代末又发现，水质模型计算的结果与实测值仍有较大误差。究其原因，是未考虑植物对营养物质的吸收和太阳照射下的藻类光合作用产氧。于是，又计入了浮游植物和浮游动物的氧平衡，水质方程组个数也由5个增至7个，源与汇项中增加了藻类光合作用产氧率和呼吸耗氧率。随后发现浮游植物的生长，不仅与3种含氮物质有关，而且与磷的含量有很大关系。因此，又计入有机磷和磷酸盐这两种物质，水质方程组个数增至9个1。

历史成就1971年美国建立了QUAL－I模型，相当于5个水质方程的情况，应用较成功。在此基础上，1973年又提出了QUAL－Ⅱ模型，并于1976年作了修改。此模型可以模拟13种物质。1977年美国又提出了一种包括15种物质在内的综合水质模型RMA－12。1987年以来，中国学者运用QUAI-Ⅱ模型解决了大量河流水质规划、水环境容量计算等问题，并结合国内实际情况，对该模型进行了改进。

QUAL-ⅡQUAL-Ⅱ模型模拟的13种物质为：溶解氧、生化需氧量、温度、藻类一叶绿素α、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、溶解的正磷酸盐，大肠杆菌、1种任选的可衰减组分、3种难降解的惰性组分1。

作用QUAL一Ⅱ模型可以研究入河污水负荷（包括数量、质量和位置）对受纳河流水质的影响，也可用来研究非点源问题。此模型既可作为稳态模型使用，也可作为动态模型使用，并适用于枝状河流。假设河流中的平流和离散作用只在主流方向上，便可建立一维的河流综合水质模型。

应用QUAL-Ⅱ此模型适用于沿河有多条支流和多个排污口、取水口，并允许入流量有缓慢变化的情况；也可用于计算靠增加河流流量来满足预定溶解氧水平时所需要的稀释流量2。

本词条内容贡献者为:

周敏 - 副教授 - 西南大学