4.4.3河网水量模型
根据对太湖流域情况的分析，流域内影响水流运动因素概化为如下几部分：
4.4.3.1零维模型
对于湖、荡、圩这一类区域，水流行为的影响主要表现在水量的交换，动量交换可以忽略。反映水流行为的指标是水位，水位的变化规律必须遵循水量平衡原理，即流入区域的净水量等于区域内的蓄量增量：
对该方程可直接进行差分离散。
4.4.3.2一维模型
描述河道水流运动的圣维南方程组为：
式中：ｑ为旁侧入流，Ｑ、Ａ、Ｂ、Ｚ分别为河道断面流量、过水面积、河宽和水位。
为旁侧入流流速在水流方向上的分量，一般可以近似为零。Ｋ为流量模数，反映河道的实际过流能力,α为动量校正系数，是反映河道断面流速分布均匀性的系数。对上述方程组采用四点线性隐式格式进行离散。
4.4.3.3太湖湖区准三维水流模型
由于太湖湖区水流运动主要受风作用于湖面的切应力而引起的，即所谓的风生流，其流速垂线分布呈抛物线影响，垂向环流明显，因此用一般垂线平均二维流场计算模型模拟的流场与实际情况流场差别较大。如果用三维流场模型可能使计算工作量剧增，为此采用准三维方法进行求解，因为准三维的计算工作量比二维增加不多，但考虑了风生流的特点——垂向环流,且物质输运的机理与实际情况较为吻合。
（1）太湖湖区二维水流模拟
湖区水流采用二维浅水波方程来描述：
式中：Ｚ为水位，ｕ、ｖ分别为ｘ与ｙ方向上的流速；Ｕ、Ｖ分别为ｘ与ｙ方向上的单宽流量；
为单宽流量的矢量，
为的模，
；ｑ为考虑降雨等因素的源项；ｇ为重力加速度，ｃ为谢才系数，f为柯氏力系数；
、
分别为风应力沿x和y方向的分量，可采用如下公式计算：
其中：
为空气密度，
为湖面拖曳（阻力）系数（无量纲），
为离水面10米高处的风速矢量。
或取0.0016。
上述方程采用破开算子加有限控制体积法进行数值离散，可以获得垂线平均流速U、V。
（2）湖区垂向流速分布确定
风生流的垂线平均流速可以用抛物线来拟合，以水平方向流速为例，有u(z)=a*z2+b*z+c，式中a、b、c为待定参数，它们是坐标位置x,y及时间t的函数，可以利用下面三个条件来确定：
质量守恒条件：
水面风应力条件：
(z=
)
底部无滑动条件： 
(z=-h)
根据上面三个条件可以将三个待定参数求出,这样可以求出流速沿垂线的分布。
4.4.3.4堰闸等过流建筑物模拟
流域水流运动模拟由零维、一维、二维（准三维）模拟所组成，各部分模拟必须耦合联立才能求解，各部分模拟的耦合是通过“联系”来实现的。“联系”就是各种模拟区域的联接关系，主要是指流域中控制水流运动的堰、闸、泵等，“联系”的过流流量可以用水力学的方法来模拟。现以宽顶堰为例说明。
宽顶堰上的水流可分为自由出流、淹没出流两种流态，不同流态采用不同的计算公式：
当出流为自由出流时：
当出流为淹没出流时：
式中：Ｂ为堰宽，
为堰顶高程，
为堰上水位，
为堰下水位，
，
，ｍ为自由出流系数，一般取0.325——0.385之间。
为淹没出流系数，一般取1.0——1.18 之间。对于不同的联系要素采用相应的水力学公式，采用局部线性化离散出流量与上下游水位的线性关系或非线性迭代方法求解。
4.4.3.5圩区及圩外调蓄水面处理
圩外调蓄水面在以前的模型中是以调蓄宽度的形式概化到连续方程中，而圩内的产流与调度采用圩内水面调蓄最大水深为0.4米以泵站排涝的形式排入到相应的河道中，这样处理对圩内、圩外没有进行污染物平衡计算，在本次研究中采用如下方式进行处理，可以保证圩内、圩外的水量及污染物的守恒，同时又不增加计算工作量。
图中AO 、AI 分别为圩外、圩内水面调蓄面积，ZO、ZI分别为圩外、圩内调蓄水面水位，O(t)、I(t)为圩外、圩内的产汇流过程，对于圩外、圩内的虚拟联系的计算引进河道旁侧过水率的概念，认为圩内圩外与河道的水量交换是通过小沟小河实现，这些小沟小河的总河宽与所通过的河长之比，在模型计算中作为一个参数，本次计算取0.1。虚拟联系的底高值采用相对应子河段的河底高程。这样通过引进虚拟联系的方式将圩内外的调蓄单元建立了水力联系。对于圩外虚拟联系在整个计算过程中是一直敞开，而圩内虚拟联系则是随着不同的水流情况而起闭，调用原则如下：
（1）根据实际情况拟定各分区临界水位，当圩外河网水位低于临界水位时，圩区敞开，圩内、圩外连成一片；
（2）当圩外河网水位高于临界水位时，圩区控制运行。遇降雨时，圩内产水先蓄在圩内水域，並控制圩内水面蓄水深不超过40cm。
（3）当圩内蓄水深超过40cm时，将多余水量排出圩区，排水时应考虑圩区泵站容量限制。
（4）无雨需灌溉时，先提取圩内水域蓄水灌溉，当圩内蓄水深为0时，不足水量从圩外补充。
虚拟联系的计算仍采用宽顶堰的水流计算公式，分为自由出流、淹没出流两种流态，不同流态采用不同的计算公式：
当出流为自由出流时：
当出流为淹没出流时：
式中：
虚拟联系相对应河段长，
为河道旁侧过水率，为对应河段的河底高程，
为圩内或圩外水位，
为相应河段水位，q为圩区或圩外水面与河道交换流量，即相应河段的旁侧入流量。
，
，ｍ为自由出流系数，一般取0.325——0.385之间。为淹没出流系数，一般取1.0——1.18 之间。
上述堰流计算公式通过线性化处理可化成如下公式：
对于圩内、圩外调蓄水面有如下水量平衡方程：
圩外调蓄水面水量平衡
圩内调蓄水面水量平衡
圩外虚拟联系流量
圩内虚拟联系流量
联立求解得：
圩外虚拟联系流量
圩内虚拟联系流量
将上代入到圣维南方程组连续方程中的旁侧入流，并进行离散即可。类似地对于浓度及来水组成也可以建立类似的物质守恒方程。
4.4.3.6节点方程求解
上述所有的方程组离散后，经过处理形成全流域统一的节点水位、流速线性方程组，其求解采用矩阵标识法。对于河网一维与湖泊二维(准三维)间的耦合，采用全隐耦合方式进行，这样保证了计算的稳定性与计算精度，实现了整个流域内的水流演进过程模拟。为了与原HOHY2模型的连接及计算工作量问题,在模型中也考虑了与太湖准三维间采用半显半隐的方式，在系统中可根据实际情况选择。
4.4.3.7流域供排水模拟
河网水量模型研究的范围主要包括太湖流域平原河网地区，以长江、杭州湾、钱塘江为河网水量模型边界，不包括湖西山丘区及浙西山丘区、滨江自排区、沙州自排区及上塘自排区。因此模型中流域供水、用水、耗水、排水的概化处理，仅考虑对研究范围内河网水流运动有影响的水量要素。在各类供水、用水、耗水、排水中，与河网水量模型直接相关的是供水（毛供水量，下同）和排水，而用水和耗水隐含其中，无需进行专门的概化处理。
4.4.3.7.1太湖流域供水模拟
根据流域供水特点，在河网水量模型中，流域供水模拟，不仅考虑了研究范围内即平原河网地区供水水源地为当地地表水的供水（毛供水量），而且还考虑了从研究范围外即水库、长江、钱塘江及深层地下水取水后回归在平原河网地区的排水。
（1）
工业和城镇生活供水
流域内工业和城镇生活供水来自于自来水厂及自备水源，水资源开发利用调查评价对流域内自来水厂及自备水源进行了比较详细的调查，根据调查成果，模型进行概化处理，概化原则、方法及相关成果如下：
1）概化原则
自来水厂和自备水源取水（毛供水量），将模拟范围内有明确地理位置的自来水厂和自备水源作为点取水处理，没有明确地理位置的自来水厂和自备水源作为面上取水均化处理；工业和城镇生活的用水量与自来水厂和自备水源的取水量的差值，以地市级行政区为控制单元，差值采用面上取水均化的方式进行处理。
2）概化方法
自来水厂及自备水源中的非火电厂，按实际取水量概化。
自备水源中的火电厂，按照取水地点与排水地点的相对位置关系，分两种情况模拟：①原地取、原地排的电厂，从水量上来看，相当于取走的仅仅是火电厂耗水量，只需在模型中设置相应的引水节点，节点的引水量为其耗水量；②取水地点与排水地点不一致的电厂，要在取水处与排水处分别设置引水节点和排放节点，引水流量按取水量计算，排水节点的出流流量按排水量计算，在流域内取水的火电厂仅望亭电厂取排水地点不一致，取水自太湖、排水到河网（望虞河）；另外，谏壁电厂取水自长江，排水到河网，在模型中需设置排水节点，其出流流量按排水量计算。
根据以上确定的概化原则，有明确地理位置自来水厂及自备水源取水量，按照距离最近的原则将其取水量分配到附近概化河道。没有明确地理位置的自来水厂及自备水源取水量，平均分配到相应概化河道。另外，自来水厂及自备水源取水量、流域工业及城镇生活的用水量存在一定的差值。根据以上确定的概化原则，工业和城镇生活的用水量与自来水厂和自备水源的取水量的差值，以地市级行政区为控制单元，差值采用面上取水均化的方式进行处理。
（2）
农业供水及农村生活供水
农业供水包括水田灌溉、旱地灌溉、渔塘供水等，下面将逐一介绍。
1）水田灌溉
该部分水量已在产水模型中考虑，河网水量模型直接应用其成果，在河网中取水满足水田灌溉用水。水田灌溉设从灌渠取水口取引水量为w1（称为毛灌溉水量），经过渠系渗漏等损失，到田间的水量为w2（称为净灌溉水量），然后消耗於作物蒸腾、田间下渗和回归。对于水量模型而言，考虑的是不能变成地表水资源量的耗水量。
2）旱地灌溉
该部分水量包括水浇地、菜田和林果地灌溉等，旱地灌溉模拟的最佳方法应与水田灌溉一致，但缺少旱地灌溉的相关基础资料。对于河网水量模型而言，旱地灌溉仅考虑其耗水量，本次模型概化，以水资源综合规划开发利用调查评价水资源四级区的旱地灌溉耗水量为控制数，采取面上平均取水的方法近似模拟，分摊到相应区域的旱地下垫面上。
3）渔塘供水
主要有二方面：渔塘水面蒸发补水、渔塘换水。渔塘在产水模型中作为水面下垫面，与其它水面下垫面一样，渔塘水面蒸发补水在产水模型中已考虑。渔塘的换水，假定将水塘的水放到河网中，再从河网中提水补充渔塘，相对河网而言，对水量没有影响。因此在水量模型中不模拟渔塘供水。
4）农村生活供水
与旱地灌溉一样，采取面上取水的概化方法，在模型中仅考虑旱地灌溉耗水量。利用水资源综合规划调查评价相关成果，以水资源四级区的农村生活耗水量为控制数，采取面上平均取水的方法近似模拟。
4.4.3.7.2太湖流域排水模拟
供水模拟未考虑研究范围外即水库、长江、钱塘江及深层地下水的供水，但其取水后回归在平原河网地区的排水，对平原河网地区水量产生影响，该部分排水量包含在农业、工业、生活的排水中。
排水模拟，农业排水和农村生活排水模拟已隐含在供水模拟中，详见上节。一般工业和城镇生活、火（核）电模拟情况如下。
（1）
一般工业和城镇生活
该部分排水的概化模拟具体在废水负荷模型中考虑，废水负荷模型的废污水排放量在水量模型中作为排放节点或面上平均排水进行计算。
一般工业和城镇生活的排水模拟的概化原则与其供水模拟概化原则一致，即将模拟范围内，有明确地理位置的点污染源作为点排水处理，没有明确地理位置的点污染源作为面上排水均化处理；一般工业和城镇生活的理论排放量与点污染源实际调查的排放量差值，以地市级行政区为控制单元，差值采用面上排水均化的方式进行处理。
排放位置明确的点污染源按照距离最近的原则，将其废水排放量分配到概化河网。面上平均排水包括两部分：一是排放位置不明确的点污染源排放量，二是点污染源实际调查的排放量与理论排放量的差值，理论的排放量由一般工业及城镇生活用水量减去其耗水量所得。面上平均排水概化以地级市为控制单位，采取面上平均排放处理。
（2）
火（核）电
流域内，火电厂取水排水地理位置不一致仅望亭电厂，该电厂冷却水排入望虞河立交下游。
流域外，沿长江和杭州湾的火电厂，其排水地点在平原河网地区的仅谏壁电厂，该电厂从长江取水，冷却水排入流域内河网。流域外沿长江和杭州湾的核电厂，其取排水均在流域外，不影响平原河网地区的水量，因此不作考虑。
综上所述，河网水量模型的排水过程按全年均化处理。