Page 52 - 废水处理与环境影响评价研究

第二章 入河排污口核查和监测技术研究

（二）模型结构与主要功能
EFDC 模型主要包括水动力、标量输运、水质、泥沙模块和毒物模块五部分，
结构关系如图 2-8 所示。

图 2-8 EFDC 模型结构

1. 水动力模块
水动力模块是 EFDC 模型的基础，主要负责使用基于算子分裂方法的有限
差分法求解水深、压力和三个方向的速度。在 EFDC 模型中，求解的水动力控制

方程是浅水方程。在水平方向上，使用的笛卡尔坐标也适用于一般的曲线正交网
格；在垂向上，引入了静水压强以简化方程计算。此外，EFDC 模型可以考虑风
应力、底面切应力、重力和由于密度不均引起的浮力等外力作用。在湍流模型方

面 -EFDC 模型使用基于 Smagorinsky 理论的二阶 Mellor-Yamada 湍流模型，该湍
流模型在世界很多水域均获得成功应用。
2. 标量输运模块
标量输运模块主要负责求解无生化效应的保守标量，包括水温、盐度、示踪
剂及水体水龄共 3 个模块。与水动力模块一样，标量输运模块使用基于算子分裂

的有限差分法计算标量输运方程。在示踪剂模块中，研究者可以为示踪剂指定一
阶降解系数。
3. 水质模块

水质模块主要负责处理各种水质变量的源和汇。在国内相关研究中，习惯于
使用 EFDC 模型计算水动力，再将其结果输入 WASP 等模型计算水质。其实，
EFDC 模型带有强大的水质模型，以 C 为基础，涉及 C、N、P、O、Si 等元素构
成的 16 种富营养化物质，以及蓝藻、绿藻、硅藻和周生藻类等 4 种藻类，还包
括总活性金属，共 21 种物质。更重要的是，EFDC 水质模块已经包含了大气物

质的沉降，溶解氧的复氧和消耗，无机氮磷和有机氮磷之间的相互转化、吸附、
沉降，以及藻类的新陈代谢、光合作用等。EFDC 中的水质模块还包括了三维的

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