《環(huán)境質(zhì)量基本模型》ppt課件-全文預覽
【正文】 即：污染物擴散到對岸的縱向距離為 2200m。 (1) 一般解析解； (2) 忽略彌散作用時的解； (3) 忽略推流作用時的解； (4) 忽略衰減作用時的解。 YX 2. 污染物到達岸邊所需的距離 yxDBux =在中心排放時： 在岸邊排放時： yxDBux20 =3. 完成橫向混合所需的距離 yxDBux=yxDBux=在中心排放時： 在岸邊排放時： 例 1： 瞬時 向河流中投放示蹤劑，含若丹明染料 5kg，在起始斷面處充分混合，假定河流平均寬度 10m，平均水深 ，平均流速 ，縱向彌散系數(shù)為 ， 求距投放點 500m處若丹明濃度分布的時間過程線。 22x y x y22c c c c cD D u u k c 0t x y x y? ? ? ? ?= ? ? ? ? =? ? ? ? ?a. 無邊界排放 穩(wěn)態(tài)條件下有 ，假設在 z方向上不存在濃度梯度，所以： c 0t? =?均勻流場中，解析解為： 2yxxy x xyx( y u x / u )Qu kxC ( x , y ) e x p ( )4 D x / u u4 h x D D??= ? ?3. 二維模型的穩(wěn)態(tài)解 均勻、穩(wěn)定流場中， Dx和 uy可以忽略 ， 則上式簡化為： 2x( x , y )yxyxuyQ k xC e x p ( )4 D x uh 4 D x u?= ? ?b. 有限邊界的排放 ? 假設存在兩個邊界，污染源位于兩個邊界 之間，考慮邊界的反射作用，此時可以通 過假設的虛源來模擬邊界的反射作用。 河流 3. 一維模型 的推導 輸入： 輸出： 均勻流場 變化＝輸入 輸出 衰減 二維模型： 三維模型： 一維模型： 1. 一維流場中的 瞬時點源 排放 a. 忽略彌散作用 ，即 Dx=0， 可得： 2xx2c c cD u k ct x x? ? ?= ? ?? ? ?xccu k c 0tx??? ? =??解為： 00xkxC ( x , t ) C e x p( k t ) C ( )u= ? = ?三 . 非穩(wěn)定源排放的解析解 b. 考慮彌散作用 ， 即 Dx≠0, 得： 2xx 2c c cD u k c 0t x x? ? ?? ? ? =? ? ?通過數(shù)學拉普拉斯變化及其逆變換求得方程解為： 2x0 xxxuC ( x u t )C ( x , t ) e x p [ ] e x p ( k t )4 D t4 D t??= ? ?2xxx( x u t )MC ( x , t ) [ e x p ( ] e x p ( k t )4 D tA 4 D t??= ? ?M為污染物瞬時投放量，M=QC0 A 為河流截面積，且 A=Q/ux 2. 瞬時點源 排放的二維模型 a. 無邊界約束 假定所研究的二維平面式 x， y平面 ， 無邊界約束 ，瞬時點源二維模型的解析解為： 22y0 xxyxy( y u t )QC ( x u t )C ( x , y , t ) e x p ( k t )4 D t 4 D t4 h t D D???= ? ? ?式中 uy為 y方向的速度分量； Dy為 y方向的彌散系 數(shù)； h為平均擴散深度。 本質(zhì)：反映了污染物在環(huán)境介質(zhì)中運動的基本 特征，即推流遷移，分散和降解。對于非穩(wěn)定物質(zhì) ， 由于生物或化學的作用 ， 由一種物質(zhì)變化為另一種物質(zhì) ， 對原物質(zhì)是衰減了 ， 而對于新生物質(zhì)而言則是增生了 。 c. 彌散擴散：由于介質(zhì)宏觀運動 (流速 )分布不均勻造成流體形變引起的擴散。分子擴散符合 Fick第一定律 (質(zhì)量通量 )， 分子擴散的質(zhì)量通量與擴散物質(zhì)的 濃度梯度成正比。 (3) 污染物 ：對環(huán)境生態(tài)系統(tǒng) (特別是人體健康 )有不良 影響的物質(zhì)和能量 ， 即過量的有害物質(zhì) ， 污染物的質(zhì)量相對于介質(zhì)質(zhì)量是微量的 。 (2) 運動 ：事物狀態(tài)的變化 ， 如位置 、 速度 、 密度 、 形態(tài) 、 質(zhì)量 、 溫度 、 帶電量及組成成分 的變化 。 a. 分子擴散：由分子隨機運動引起的質(zhì)點分散現(xiàn)象，其速度與“熱”有關。 * * 1C 2C12 ccc ?=DxD 湍流擴散和濃度梯度示意圖 2xxCIEx?=??2y
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