河流离岸排放污染物二维浓度分布特性分析

从河流移流扩散二维简化方程的解析解出发,考虑两岸边界反射作用,通过离岸排放条件下的系列计算实验、浓度图谱绘制、数学归纳和分析整理,提出了以相对离岸距离a'(=排放口离近侧河岸的距离a/河宽B)为自变量的宽阔与中宽河段的分类线x_1.2'方程;提出了断面最大浓度轴线的定义、分段方程以及简化分段条件,给出了最大浓度轴线x轴段与弯曲段的分段线x_e'方程、弯曲段与靠岸段的临界线x_k'方程以及断面最大相对浓度沿程分布的分段简化计算公式,提出了河流中心线和两岸线上相对浓度沿程分布的计算公式,为河流水环境影响预测与评价提供了理论支持.     

对计算土壤和岩石中氡浓度及其表面析出率表面边界条件的讨论

本文对求解土壤或岩石中氡浓度及其表面析出率的边界条件进行了探讨。以空气中无穷远处氡浓度为零（空气中无氡源）的自然边界条件代替空气与土壤或岩石交界面氡浓度为零的边界条件,给出了土壤和岩石中氡浓度及其表面析出率的具体表达式。与前人研究结果比较,该式中增加了一项,表面氡析出率缩小了一个倍数。通过对土壤、岩石的具体计算．表明两种边界条件的计算结果有相当的偏差。同时,文中还讨论了在两类边界条件下对流对土壤或岩石中氡浓度及其表面析出率计算的影响。     

瞬时排放泥沙颗粒团在横流中对流扩散特性的实验研究

河道维护、航道开挖及疏浚等一些工程,常常将挖掘的泥沙抛入流动的水体中,利用横流对泥沙颗粒团的对流扩散作用来稀释泥沙浓度.针对这类工程进行水环境质量影响评价时,首先要识别泥沙的运动特性.通过实验手段,研究不同级配的泥沙颗粒团瞬时排放后在横流中迁移扩散混合特性.实验结果表明,泥沙颗粒团进入水体后,在浮力、重力、阻力和横流紊动的综合作用下发生对流扩散;横流是产生泥沙对流运输的主要动力,横流的紊动作用,加强了泥沙颗粒团与水体的混合作用,并且破坏了其在静水中的双漩涡结构,因此大大地增加了垂向前锋位置和纵向扩散宽度.通过分析得出了无量纲泥沙颗粒团垂向前锋位置与时间、纵向扩散宽度与时间以及垂向前锋位置与纵向扩散宽度的3个关系式中的参数(α₁、α₃和α₂)均值及其变化范围,可应用于抛泥对水体环境的影响评价.     

介绍一种计算煤层自然深度的新方法

根据实测的地下一定范围内深度和温度数据，研究了煤层自然过程中的热扩散规律，提出了利用温度梯度计算以自然深度的方法。     

水库有机污染物生化需氧量-溶解氧和温度的耦合模型研究与应用

生化需氧量溶解氧(BOD5 DO)是反映水体有机污染程度的一个重要指标,而这些指标的浓度变化与水体温度有着密切关系。因此,研究三者之间的耦合数学模型,可以反映水体BOD5 DO迁移分布的规律。文章建立了三者垂向一维耦合数学模型,并给出了稳态情况下精确解的数学表达式且讨论了三者之间的关系,解决了求任意深度在温度影响下BOD5 DO的浓度值,同时还给出了耦合模型非稳态情况下的求解方法。     

SMBR中污染物处理效率随污泥浓度变化的数学模型

以一体式膜生物反应器(SMBR)对生活污水进行处理,研究不同水力停留时间(HRT)条件下污泥浓度对有机物去除率的影响,并对所得试验数据进行曲线拟合,建立有机物去除率与污泥浓度的数学模型。试验结果表明:在溶解氧(DO)浓度为2.0～3.0mg/L的条件下,HRT为3h、2h和1h时,有机物去除率(η)随着污泥浓度的增大而增大,但当污泥浓度增大到6000mg/L时,η增大趋势逐渐减小,并趋于稳定。有机物去除率与污泥浓度的数学模型表明:有机物去除率(η)与水力停留时间(τ)、进水COD浓度(S_o)和污泥负荷率(N_s)等主要运行参数有关,并可以通过调节运行参数τ、S_o和N_s来达到所需要的COD去除率。     

SMBR中污染物处理效率随污泥浓度变化的数学模型

以一体式膜生物反应器（SMBR）对生活污水进行处理，研究不同水力停留时间（HRT）条件下污泥浓度对有机物去除率的影响，并对所得试验数据进行曲线拟合，建立有机物去除率与污泥浓度的数学模型。试验结果表明：在溶解氧（DO）浓度为 2．0～3．0m g／L的条件下，HRT为3h、2h和 1h时，有机物去除率（η）随着污泥浓度的增大而增大，但当污泥浓度增大到 6000 m g／L时，η增大趋势逐渐减小，并趋于稳定。有机物去除率与污泥浓度的数学模型表明：有机物去除率（η）与水力停留时间（τ）、进水COD浓度（S0）和污泥负荷率（N S）等主要运行参数有关，并可以通过调节运行参数τ、S 0和 N S来达到所需要的COD去除率。     

排放角度对波浪环境中圆管射流运动和稀释特性的影响

采用粒子图像测速和平面激光诱导荧光技术对波浪环境中倾斜射流的运动和稀释特性进行了实验研究,对比分析了排放角度对射流瞬时运动形态、时均速度场和时均浓度场的影响。实验结果表明排放角度的变化对波浪环境中射流的运动形态、速度分布和混合范围等均有显著影响。当射流顺波浪方向运动时,射流主体段速度剖面呈双峰分布,达到初始浓度20%、30%、40%和50%的混合范围随排放角度增加而先增大后减小;当射流逆波浪方向运动时,射流速度剖面双峰分布不明显,相应的混合范围随排放角度增加而减小。在波浪牵引和射流卷吸的共同作用下,逆向射流的稀释效果总体上优于与垂线方向相同夹角的顺向射流。     

土壤中挥发性污染物迁移转化的两区模型研究

分析了挥发性污染物在土壤中迁移转化机制以及耕作层土壤的特点,在考虑耕作层土壤大孔隙流的特点基础上,以质量守恒原理为基础,建立了挥发性污染物在土壤中迁移转化的两区数学模型,并给出了模型的数值解法。以典型的挥发性污染物为例,对其在土壤中的迁移转化的动力学行为进行分析,认为农药的挥发性以及不动水区含水率是农药在土壤中浓度分布的主要影响因素,验证了土壤中农药挥发性数学模型的应用更符合其发生机制以及所建立的两区模型的正确性。这对于预测挥发性污染物释放对环境污染的变化趋势和控制挥发性污染物对环境的污染具有重要意义,并为土壤中挥发性污染物的安全评价提供了手段。     

一种用于突发性场地污染模拟的解析模型

为了及时有效地应对各种突发性环境污染事故,有必要开发一种简单实用、适于各类型污染物的场地污染数学模型。通过污染事故发生后污染物在包气带、饱和带迁移转化的概化,建立了污染物运移的自由入渗模型以及降雨入渗模型并给出各自相应的解析解。无降雨时,考虑污染物在重力作用下随包气带向下渗透的作用,建立一维垂直入渗模型。有降雨时,考虑污染场地（包气带）中污染物迁移和转化的对流作用、扩散作用及挥发、生物降解、吸附、根系吸收等作用,建立包气带剖面二维溶质运移模型和饱和带平面二维溶质运移数学模型。建模过程中,假定降雨量的平均分布及土壤质地、水力参数以及有机物成分、种类均相同,同时假定污染物与多孔介质间的作用为线性吸附,植物根系对污染物的吸附遵循一级动力学。基于模型的解析解,实现案例的模拟计算。模拟结果表明：该模型具有适用范围广、模拟高效快捷等优点,能够较准确预测污染发生后污染物在土壤中的动向、到达饱和带的时间以及饱和带中污染物的迁移情况。     

城市地下排水网雨水入流预测模型研究

引入水箱模型进行城市地下排水设施降雨一侵入水的模拟，探讨了初期蓄流值对模拟结果的影响并提出了相应的解决办法；由于模型参数多、非线性，参数的率定采用通用优化分析计算平台PowerFit，并获得了满意的结果，表明：①水箱模型适用于地下排水设施雨洪模拟和预测，可为市政规划设计和城市灾害预报提供可靠依据；②PowerFit全局优化能力强、简单易用，可广泛应用于水利水电等工程领域中的优化计算。     

划分地下水源地保护区的数值模拟方法

本文提出了一种划分地下水水源地保护区的方法,首先用地下水模拟系统中的MODFLOW建立研究区的数值模拟模型,获得地下水流场;然后再将水源地划分为3级保护区,用MODPATH确定各保护区的范围;最后根据国家饮用水标准,采用MT3D确定主要污染质在保护区中的可释放阈值,并给出了应用实例。     

深井地下灌注数值模型SWIFT

深井地下灌注是一种有效处理工业废液的方法,随着认识的不断深入和技术的不断提高,将成为未来我国对难处理、高毒性废液实行最终处理的重要选择之一。SWIFT数值模型能够同时模拟灌注层中水流运动、热量运移、盐分运移和放射性核素运移过程,并且能够充分考虑深部灌注层高温高压等特殊地质环境。其多方面的模拟功能不但适用于深井灌注的数值模拟,还可用于海水入侵、高放射性核废料填埋的模拟分析。在美国,该数值模型已经被用于多个深井灌注项目的数值模拟。对SWIFT进行了较全面的介绍,并指出该模型使用过程中应特别注意的几个问题。     

潮汐环境中垂向湍射流流场的数值模拟

选用κ-ε双方程湍流模式,对自由面做“动”刚盖假设,建立潮汐流场中垂向射流流场的数学模型.根据潮流往复回荡的特性,采用“跟踪扫描”对离散方程逐行求解,保证和加快了解的收敛。计算了五种回荡周期中射流流场的变化过程,预报回流区高度与实测值吻合。分析了潮汐非恒定性的影响,获得了一些有益结论。     

水射流破碎南海含水合物沉积物数值模拟研究

为研究高压水射流切割、破碎南海天然气水合物储层的过程,采用著名的LS—DYNA显示动力分析有限元程序,对淹没状态下,水射流破碎海底含水合物沉积物过程进行数值模拟研究,研究了不同射流速度对高压水射流作用下含水合物沉积物破碎效果的影响规律。随着射流速度的增大,冲蚀深度逐渐增大,两者呈线性递增关系。含水合物沉积物冲蚀体积是轴向冲蚀与径向冲蚀共同作用的结果,射流速度越大,对含水合物沉积物的轴向与径向冲蚀作用增强,加大了含水合物沉积物冲蚀体积递增速率。     

桥位附近水流及局部冲刷的数值模拟

将平面二维河道推移质冲淤数学模型和桥位局部冲刷经验公式有机地结合起来,计算整体河段泥沙冲淤和桥位局部地区泥沙冲刷,既考虑了局部流态对整体流场的影响,又反应了整体流场对局部流态的影响.文中以长江黄石大桥河段为例,计算其桥位冲刷,计算结果与模型测量资料基本一致,效果良好.     

一种新的平原河网水质模型——组合单元水质模型

根据平原河网的水力、水质特性,论述了用单元划分法求解单元水质特性的可行性,首次提出并建立了平原河网组合单元水质模型,并将该模型应用于江苏某河网的水质计算,取得了满意的成果。     

干旱区间歇性河流河道两侧地下水运动模型及其求解方法

本文根据间歇性河流河道充水和停水过程周期性重复出现的水文特征,建立了河道两侧区域地下水运动的一维非稳定流模型,提出了把流量边界条件与水位界条件相互转换来求解模型的一种方法.最后应用上述模型分析西北某内陆河下游间歇性输水条件下河道两侧地区地下水位恢复状况,为输水生态效应的定量评价提供了理论基础.     

径流资料匮乏区域中小河流纳污能力计算耦合模型

径流资料匮乏的中小河流纳污能力计算问题，可通过常规的技术处理方法得到解决，但较为烦琐。针对区域中小河流特性和水文学原理，构建设计流量计算模型，并与改进的水质模型耦合，获得简易的径流一纳污能力计算耦合模型。经分析验证，该耦合模型的计算误差不大于设计流量计算的导入误差，可用于匮乏径流资料区域的中小河流纳污能力计算。     

数值模拟在配水改善河道水质中的应用

MIKE11模型广泛应用于河流及河网的水流、水质数值模拟。为了研究最经济可行的配水改善河道水质的方式,结合上塘河配水试验建立MIKE11水动力及水质模型,通过分析不同配水方式、配水时间、配水量的情况下水质改善的效果,提出了上塘河最佳配水方案为日常开机2台、每天12h配水。对该方案进行实况配水验证的结果表明,实际效果与研究结论吻合。