【摘要】： 天然河流中的紊動混合及輸移規(guī)律，，是一個在學(xué)術(shù)上及應(yīng)用上都具有重要意義的研究課題， 國內(nèi)外學(xué)者曾進行大量的室內(nèi)外的實驗、理論分析和應(yīng)用研究，取得許多研究成果。本文在總結(jié) 分析前人研究成果的基礎(chǔ)上，通過理論推導(dǎo)、現(xiàn)場資料分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，著重研究 天然河流中物質(zhì)的垂向紊動混合、輸移的基本規(guī)律，并將這些規(guī)律運用于數(shù)學(xué)模型的數(shù)值計算中。 首先研究了河流中點源污染物排放的垂向紊動混合規(guī)律。通過理論推導(dǎo)，分別得到瞬時點源 和連續(xù)點源濃度場在垂向上達到全水深均勻混合的縱向距離的理論計算公式；進一步研究排放口 至全水深均勻混合距離之間水域的污染物垂向紊動混合過程，首次提出了部分均勻混合水深的新 概念，推導(dǎo)得到部分均勻混合水深隨縱向距離變化規(guī)律的表達式。用長江南京段等實測資料驗證 上述公式，取得較好結(jié)果。文中還分析了不同深度點源排放對濃度場的影響。 研究了河流中表面不同深度線源污染物排放的垂向紊動混合規(guī)律。通過理論推導(dǎo)，得出任意 位置上瞬時線源濃度場的解析解表達式；推導(dǎo)得到表面不同深度線源排放時垂向部分均勻混合 水深隨縱向距離變化規(guī)律的函數(shù)關(guān)系，并建立了相應(yīng)變化規(guī)律的諾莫圖；導(dǎo)出了表面不同深度線 源在全水深均勻混合時的縱向距離的計算公式，應(yīng)用長江口南通河段實測資料驗證，得到一致結(jié) 果。 研究建立了部分水深均勻混合的二維水質(zhì)新模型。該模型去掉了傳統(tǒng)的全場水深平均二維 模型污染源一出排放口便在水深方向上均勻混合的假設(shè)，而將計算水域劃分為污染物濃度在垂向 上達到部分水深均勻混合及全水深均勻混合兩個區(qū)域，并將上述有關(guān)部分水深均勻混合及全水深 均勻混合的基本規(guī)律的研究成果應(yīng)用該模型中。用長江河口段羅丹明示蹤劑瞬時源排放濃度場現(xiàn) 場跟蹤監(jiān)測資料對該模型進行驗證，并與傳統(tǒng)的全場水深平均二維模型的計算值進行了比較�？� 以看出，新建的部分水深平均水質(zhì)模型計算值與實測值符合較好，而傳統(tǒng)的全水深平均模型在排 放口近區(qū)范圍內(nèi)計算濃度值及污染帶范圍明顯小于實測值。因此新建立的部分水深平均二維水 質(zhì)模型與全水深平均模型相比具有更高的計算精度。新建模型與三維計算模型相比具有節(jié)約計算 河海大學(xué)博土學(xué)位論文（摘要） 資源、降低計算復(fù)雜度及提高計算效率等優(yōu)點。因此新模型具有較高的應(yīng)用價值。 研究了潮汐河口隨時間及空間變化的垂向紊動混合規(guī)律。潮汐河口水流呈往復(fù)振蕩運動，本 文在分析潮汐河口水動力特性基礎(chǔ)上，考慮了慣性力及重力等項的影響，通過理論推導(dǎo)得到潮汐 河口垂向紊動交換系數(shù)的空間分布及時間分布的計算公式，以及垂向平均紊動交換系數(shù)的時間分 布的計算公式，并將其應(yīng)用于潮汐河口的實際計算中。 最后，本文運用擬合坐標(biāo)下的三維k。紊流模型對測驗河段進行計算，得到特征時刻該潮汐 河口段的水力要素及垂向紊動混合系數(shù)的分布。用該模型對定點排放濃度場進行模擬計算，并與 前述部分水深平均二維模型的計算值進行比較分析。
【學(xué)位授予單位】：河海大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2001
【分類號】：X522

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李志勤;;紫坪鋪水庫三維水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)[J];西南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李志勤;水庫水動力學(xué)特性及污染物運動研究與應(yīng)用[D];四川大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 徐常安;感潮河段流場計算模型的研究與應(yīng)用[D];大連海事大學(xué);2011年

本文編號：2673983