流域水质水量耦合模拟技术
1、问题与技术需求
河流或湖库的水环境数值模型多基于水动力数值模拟技术，水动力模型无论维数多少均可以计算得到水量的时空变化情况。但基于全流域复杂河网及面源污染物等复杂源汇项的水质水量耦合模拟技术，由于模型复杂、参数众多、边界条件多样、计算机计算速度等限制，近年来进步缓慢，更由于生物因子作为重要的环境实施因子，其与水动力条件、营养盐条件相互间的定量关系至今还没有准确的数理模型可以描述，因而水生态模型的耦合更是举步维艰，有待我们加大力气进一步探索。
2、成套技术组成
技术创新性或突破的技术难点：①河道分叉、干湿交替、环状河网和闸坝运行的复杂水流计算；②基于数字流域、林冠截留、蒸散发、产汇流模型紧密耦合的流域分布式水文模型；③水环境数学模型紧密耦合三大数据库、WEBGIS 和网络技术；④超大型水库水生态环境演化特征辨识分析与多维模拟技术；⑤太湖流域河网水动力模型与监测技术相结合的方法；⑥不同尺度、不同维度的河湖水系河网及复杂的平原河网地区水环境系统模拟和预测技术；⑦流域经济社会-水资源系统-水环境-水生态系统过程耦合模拟；⑧浅水型风生流湖泊生态动力学模拟技术；⑨浅水湖泊蓝藻水华聚集动态模拟和预警技术；⑩人工调控流域分布式水量水质耦合模拟技术及多模型多参数优化技术。突破了基于二元流域水循环模型的松花江流域水质模型，耦合河网提取技术、多箱模拟技术、水量水质平衡估算法的库区水量水质耦合模拟技术，湘江重金属污染耦合模拟预测，形成了典型重金属在沉积物上的吸附解吸特性与北运河目标污染物迁移转化关键参数数据包。
技术就绪水平提高情况：“十一五”时期末，技术就绪度一般由 3～4 提高至 5～6，“十二五”时期末，技术就绪度进一步提升至 6～7。
技术不足与发展分析：水质水量耦合模拟技术在国际上已经非常成熟，MIKE 系列、EFDC、Delft 3D 等软件早已实现三维水动力及水环境数值模拟，且人机交互界面友好，甚至可以实现分布式模块化功能定制服务。当前，我国水环境数值模型还没有一套成熟的商业软件得到推广应用，模型开发没有形成行业技术标准，水专项水质水量耦合模拟技术多为大区域水质水量联合调度作技术支撑，模型多采用一维水动力与水质数值模型。以提高运算效率为目标的二维、三维改进算法模型在水质水量甚至水生态方面的联合调度将是下一步的研究方向，人机交互界面友好的商业化软件研发是今后模型开发研究的重点。
3、关键技术及其适用性
当前水专项取得的流域水质水量耦合模拟成套技术总体包括 4类关键技术类别（表1）。
