明渠非恒定流污染物迁移扩散研究.docVIP

  明渠非恒定流污染物迁移扩散研究# 李娟1，冯民权1，郑邦民2** （1. 西安理工大学 陕西省西北旱区生态水利工程重点实验室, 陕西 西安 710048； 5 10 15 20 25 30 35 40 2. 武汉大学 水利水电学院，湖北 武汉 430072） 摘要：【目的】研究非恒定流的水流特性以及污染物的迁移转化规律。【方法】采用有限差 分法的扩散格式离散一维圣维南方程组，给出非恒定流的水流特性。拉格朗日法和欧拉法相 结合模拟污染物在水体中的迁移转化过程。【结果】渠道有旁侧入流时约 1500m 以后，单 宽流量的大小对水位几乎没有影响。旁侧入流导致整个渠道的流量降低，并且随着单宽流量 的增大渠道流量的变化幅度更大。随时间不断的增加污染物浓度逐渐减小，污染带逐渐变宽。 【结论】旁侧入流对渠道的水位和流量都有不同程度的影响。将对流项和扩散项分开求解可 用来解决污染问题。 关键词：非恒定流；水流特性，两步走；污染物；迁移扩散 中图分类号：X522 Study on Diffusion and Transference of Unsteady Flow pollutants in open channel Li Juan1, Feng Minquan1, Zheng Bangmin2 (1. State Key Laboratory of Eco-Hydraulic Engineering in Shaanxi , Xi’an University of Technology, Xi’an Shaanxi 710048; 2. School of Water Resources and Hydropower,Wuhan University,Wuhan,430072,China) Abstract: 【Objective】Research the water flow characteristics of the unsteady flow and migration and transformation rules of pollutants. 【Method】Adopt the method of characteristics to solve the one-dimensional saint-venant equations, present hydraulic elements of the unsteady flow. 【Result】The size of the discharge per unit width of water has little impact in the section of 1500m on the downstream the side of the drain. The side inflow results in the decrease of the flow of the whole channel, and with the increase of discharge per unit width variation amplitude channel flow is greater. The pollutants concentration decreases over time, the damage zone widened gradually. 【Conclusion】Side inflow has the influence of different level to channel water level and flow rate. It can be used to solve the problem of tidal channel pollution diffusion when convection and diffusion are solved separatedly. Key words: unsteady flow，water flow characteristics，two steps，pollutants，convection and diffusion 0 引言 环境问题包括水，大气，生态等，对人类的生存影响甚大。随着工业迅猛发展，环境污 染日益严重，同时也逐渐引起重视。美国和日本于上世纪 60-70 年代开始了环境问题研究。 文献[1]是经典著作国内的学者以此为基础做了一些工作。由于污染方程为线性对流扩散方 程，有解析解。之后的数值解多用于求解不规则水域的一维，二维，三维情况，成为解决实 际水环境问题的切实可行的途径。 基金项目：高等学校高等学校博士学科点专项科研基金博导类资助课题（20126118110015） 作者简介：李