流域水文水質(zhì)模型 "建立流域水文水質(zhì)模型，模擬計算流域各子流域產(chǎn)匯流過程，估算非點源污染負(fù)荷，為一維河網(wǎng)水動力水質(zhì)模型提供徑流和非點源污染負(fù)荷輸入， 預(yù)測輸出結(jié)果的時間分辨率不低于1 小時。

A . 基礎(chǔ)工作

（一）流域基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)

流域水文水質(zhì)模型構(gòu)建所需的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)包括：流域數(shù)字高程數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)等。

（二）子流域劃分

子流域劃分是根據(jù)流域內(nèi)的地形特征，按分水線的形狀對流域進(jìn)行空間離散。 在每個子流域內(nèi)部都有相應(yīng)的河道，各子流域通過河網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)匯集到流域出口斷面，為了更好的反映流域地理因子和水文過程的空間差異性，利用柵格DEM提取流域河網(wǎng)并進(jìn)行子流域的分割，通過河網(wǎng)疊加改正方法對柵格DEM進(jìn)行了局部修正，提高子流域劃分精度；基于模型劃分的子流域結(jié)合流域?qū)嶋H匯流狀況，手動調(diào)整集水區(qū)模型以子流域為模擬計算空間單元。

（三）水文響應(yīng)單元的劃分

考慮農(nóng)業(yè)種植活動、農(nóng)村生活、畜禽養(yǎng)殖以及旅游等人類活動對流域水環(huán)境過程的影響。模型通過設(shè)置不同水文響應(yīng)單元的植被截留參數(shù)、土壤滲透參數(shù)、土壤層蒸散發(fā)參數(shù)、地下水退水參數(shù)、泥沙沖刷沖蝕參數(shù)、污染物累計、沖刷等參數(shù)，模擬不同下墊面條件的產(chǎn)流－匯流和污染物累計－沖刷－遷移過程。最終以實際獲取數(shù)據(jù)的詳情進(jìn)行具體分類。

B.模型構(gòu)建

在實地踏勘、資料收集與監(jiān)測的基礎(chǔ)上，構(gòu)建流域模型軟件運行所必須的流域基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫和屈性數(shù)據(jù)庫。其中基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫包括流域 DEM數(shù)據(jù)、土壤類型數(shù)據(jù)、土地利用類型數(shù)據(jù)、河網(wǎng)數(shù)據(jù)等 ； 基礎(chǔ)屈性數(shù)據(jù)庫包括氣象降雨資料、衣 業(yè)面源污染資料、畜禽養(yǎng)殖污染資料 、農(nóng)村生活污染資料、大氣干濕沉降資料、流域水環(huán)境治理工程資料、河（湖）水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、水文監(jiān)測資料、水土保持資料等。

基千流域基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫和屈性數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建流域的水文水質(zhì)模型。

C.水文水質(zhì)模擬

主要入庫河流逐日的水量和水質(zhì)數(shù)據(jù)對主要入河河流逐一進(jìn)行校準(zhǔn)和驗證， 采用模型模擬流域的降雨－徑流、污染物產(chǎn)生、沖刷、遷移等動態(tài)過程。

D.流域水文模型與水文、水質(zhì)模型接口開發(fā)

流域水文水質(zhì)模型的輸出結(jié)果將作為水體模型的邊界條件。因此，將構(gòu)建水文水質(zhì)模型與水體模型的標(biāo)準(zhǔn)化接口，將流域模型所輸出的流量時間序列、污染物負(fù)荷時間序列等處理為水體模型所需的數(shù)據(jù)格式并構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，方便兩套模型之間的無縫耦合與連續(xù)運行。"

水動力水質(zhì)模型 "A.一維水動力水質(zhì)模型開發(fā)

開發(fā)流域主要入湖河流一維動態(tài)河網(wǎng)水動力水質(zhì)模型 ， 模擬計絆流儆、流速、水位、水深、總氮、總磷、氨氮、COD  等指標(biāo)演進(jìn)過程， 為水動力水質(zhì)水生態(tài)模型提供水流和污染負(fù)荷輸入條件 ，預(yù)測輸出結(jié)果的時間分辨率不低于 1

小時。

踏勘收集處理入庫河流水系 ， 地形， 劃分模擬河流網(wǎng)格和地形插值 ， 設(shè)置河流入流流量和污染物濃度邊界條件， 河流水位、濃度初始場 ， 構(gòu)建一維河網(wǎng)水動力水質(zhì)模型， 基千實測及在線數(shù)據(jù)提供模型率定驗證 ， 提供一維河網(wǎng)水動力水質(zhì)模型數(shù)值模擬驅(qū)動引擎。

B . 二維水動力水質(zhì)模型開發(fā)

開發(fā)二維動態(tài)水動力水質(zhì)模型，模擬計絆湖體流速、水位、水深、總   氮、總磷、氨氮、COD、葉綠素 a 等指標(biāo)變化過程， 預(yù)測輸出結(jié)果的時間分辨率不低于 1 小時。

踏勘收集處理水庫水下地形等數(shù)據(jù) ， 依據(jù)庫區(qū)地形和邊界 ， 劃分研究區(qū)域的網(wǎng)格和地形插值， 設(shè)置入庫河流邊界網(wǎng)格 ， 輸入入庫河流流坑邊界和污染源濃度邊界、氣象因子（氣壓 、氣溫、相對濕度 、風(fēng)向、風(fēng)速、降雨、蒸發(fā)、云量等） 驅(qū)動邊界、庫區(qū)水位、水溫和水質(zhì)營養(yǎng)鹽的初始場，構(gòu)建庫區(qū)水動力水質(zhì)模型， 這些驅(qū)動邊界， 考慮了風(fēng)向、風(fēng)速以及湖泊水位變化等因素的影響 ， 可以模擬計絆得到庫區(qū)的水平和垂向規(guī)律性流動。同時也考慮了入庫營養(yǎng)負(fù)荷、湖內(nèi)營養(yǎng)鹽的遷移擴(kuò)散和衰減、內(nèi)源營養(yǎng)鹽釋放等過程 ， 定噩評估水質(zhì)營養(yǎng)鹽的時、空動態(tài)變化過程。

C.流域、一維和二維水動力水質(zhì)模型耦合開發(fā)

建立流域未來 7 天水質(zhì)和水華預(yù)測預(yù)警模型系統(tǒng)。結(jié)合天氣預(yù)報數(shù)據(jù) ， 耦合流域水文水質(zhì)模型 、一維河網(wǎng)水動力水質(zhì)模型、二維水動力水 質(zhì)水生態(tài)模型等， 實現(xiàn)對河流未來 7 天水質(zhì)預(yù)測預(yù)警 ， 預(yù)測內(nèi)容包括逐小時河流流扯、流速、水位、水深、總氮、總磷、氨 氮、COD 等指標(biāo)。

D.水質(zhì)水動力模型與流域水文模型接口開發(fā)

流域模型模擬結(jié)果為水動力水質(zhì)模型提供了流益輸入邊界和污染物（總氮、總磷、COD、氨氮等）濃度的輸入邊界， 從流域模型獲取的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換， 將其轉(zhuǎn)換為水動力水質(zhì)模型能夠識別的數(shù)據(jù)格式。"

水生態(tài)模型 開發(fā)水生態(tài)模型，是基于計算平臺， 在水動力水質(zhì)動態(tài)模擬二維或 三維流場、溶解氧、碳氮磷在水體和底泥及交互界面中的循環(huán)的基礎(chǔ)上，從而定盤模擬水體中藻類、沉水植物營養(yǎng)鹽的循環(huán)轉(zhuǎn)化過程。為了評估藻類和沉水植物生物量的季節(jié)性變化，在水動力水質(zhì)模型平臺基礎(chǔ)上，需要輸入庫體藻類的初始場分布和沉水植物的分布區(qū)域和主要優(yōu)勢種生物董，考慮藻類和沉水植物的光合生長、呼吸、排泄、死亡和被捕食等過程，模擬藻類和沉水植物各個生理生長過程對碳氮磷的吸收和轉(zhuǎn)化。

水華預(yù)警模型 "實現(xiàn)湖體未來 7 天水質(zhì)水華的預(yù)測預(yù)警 ， 預(yù)測內(nèi)容包括逐小時的流速、水位、水深、總氮、總磷、氨氮、COD、葉綠素a等指標(biāo)的濃度變化情況以及藍(lán)藻水華預(yù)警信息等。流域數(shù)值預(yù)報的計絆時間不超過1小時，河流數(shù)值預(yù)報的計絆時間不超過1小時，湖庫多維預(yù)報的計絆時間不超過 4 小時。

流域水文水質(zhì)模型和一二維水質(zhì)水動力－水生態(tài)模型計絆基礎(chǔ)上，根據(jù)污染物遷移轉(zhuǎn)化的時空規(guī)律， 遵循由“氣象域一水體” 的思路進(jìn)行預(yù)警。對藍(lán)藻水華進(jìn)行未來 7 天的短期預(yù)警， 模擬結(jié)果進(jìn)行不同形式的展示、藍(lán)藻水華動態(tài)演化過程、敏感水域水質(zhì)的時空變化過程， 在藍(lán)藻水華模擬結(jié)果評估和展示的基礎(chǔ)上，進(jìn)行水華預(yù)警結(jié)果的評估。"

仿真可視化模型 "依托數(shù)據(jù)底板地理空間數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)和水環(huán)境專業(yè)模型、智能識別模型，構(gòu)建流域自然背景演變、工程BIM模型及上下游流場動態(tài)等可視化模型 ， 應(yīng)用 GIS和VR技術(shù)，與水質(zhì)預(yù)報預(yù)警、水華預(yù)警處置、污染溯源分析、水質(zhì)達(dá)標(biāo)決策、指揮調(diào)度等應(yīng)用場呆結(jié)合，滿足仿真模擬實時渲染、視覺、動態(tài)交互和綜合展示等需要。                                      

1、數(shù)字高程模型，矢秘圖層、三維地形數(shù)據(jù)處理分析

2、大壩 BIM 模型，青山埠攔河閘BIM模型建模

3、流場濃度場等可視化渲染模型開發(fā)"