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废水处理与环境影响评价研究
第三节 基于 EFDC 模型的排污口水质影响分析
一、EFDC 模型概述
EFDC 模型是一种免费、开源的水环境数学模型，可以对湖泊、河道和河口
等水域进行有效模拟，是美国国家环境保护局推荐的水动力和水质模型之一。
（一）模型发展与主要特点
EFDC 最早是由美国弗吉尼亚海洋科学研究所利用 Fortran77 语言开发的一
个水环境开源软件；后由美国国家环境保护局资助，改用 Fortran95 进行再次开发，
其稳定性和计算效率等均有大幅度提高。经过改进后的 EFDC 模型已经成为美国
国家环境保护局推荐的水动力和水质模型之一，是美国最大日负荷总量等环境保
护计划主要使用的水质模型。
目前，EFDC 模型有多个版本，其最初版本和美国环保局版本是完全免费开
源的，也有一些版本经过商业开发，其前后处理模块是商业化的，但计算核心仍
是开源。无论是商业还是开源版本，EFDC 模型基本由水动力、水质等多个模块
组成，这些模块彼此耦合，可以用于模拟河道、湖泊、水库、海湾、湿地和河口
等多种地表水的水动力与水环境要素变化过程。
EFDC 模型的网格可以由 EFDC 自动生成，也可以从 Delft3d、Grid95 等程
序中导入；在水平上使用二阶精度的有限差分格式，可以自由选择使用隐式或显
式格式；在垂向上使用 Sigma 坐标系，对天然水体多变的水下地形和边界拟合良
好；在某些 EFDC 版本中，计算边界处可以使用三角形网格进行贴合，以适应更
复杂的计算边界。在边界条件的设定方面，EFDC 模型提供了流量、水位、开边
界等不同边界设定方式。此外，还提供了与气温、湿度、风速等气象要素相连接
的程序接口。根据情况的不同，这些条件可以是常量也可以是随时间变化的时间
序列形式，对于后者，EFDC 还提供了自动插值和平滑工具。
在时间的选择上，根据网格和计算问题的不同，EFDC 模型可以用固定步长
进行计算；如果研究人员不能确定合理的时间步长，则可以使用 EFDC 模型提供
的动态时间步长功能。这些功能使 EFDC 的计算效率很高，其商业版本还提供了
多核并行的功能。
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