(5.1)--第五章污染物在河流中的扩散与混合.pdf

第五章污染物质在河流中的扩

散与混合

§5-1概述

工业或生活污水一般通过排污道(管道或明渠)泄入河流,首先在排污口附近局

部地区混合,而后在水域的宽度和长度方向逐渐扩展,污水进入河流后,按其扩散

和混合特点分为三个阶段

(1)初始稀释阶段：在排污道出口附近区域通过射流扩散或紊动混合,使污水

初步得到稀释的阶段。污水进入河道有两种主要方式,一种是表面出流,一种

是淹没出流,按照出流的速度大小,可能为射流形式,也可能为喷流形式。射流

是指出流速度较高,具有一定动量,污水进入河流后按紊动射流规律扩散。喷

流是指出流速度较低,进入河流后不形成射流,只能通过紊动混合和移流扩散

来稀释.射流的动量或浮力起主要作用。

2020/2/72

§5-1概述

(2)污染带扩展阶段:污水经过初始稀释以后,其涌动速度变为和河水流速一样.

污染带的发展可以看作点源或线源的扩散，从初始稀释阶段结束到污水扩散至

河宽，有一个较长的过程，在这段过程中污水仅占据了河流的一部分空间，即

污染带。污染带的扩散可能是二维，也可能是三维。对大多数河道，河宽比水

深大得多，污水很快在垂线方向完全混合，浓度分布比较均匀，而后主要是横

向扩散。若污水密度与周围水体相同，则此阶段的扩散可看作是二维扩散。一

般污水扩散到全河宽后，还要经过一段距离才能达到横断面上的均匀混合。

2020/2/73

§5-1概述

设完成垂向扩散的时间尺度为T，完成横向扩散的时间尺度为T，

yz

2

ThB2

yT

4Ez

y4E

z

h——水深，B——河宽，

EyE

，z——分别为垂向及横向紊动扩散系数

Th

取Ez0.6hu*,Ey0.067hu*,y10()2

TB

z

设有代表性的河流宽深比为h1T11

,y10()2

B30T3090

z

可见垂向扩散时间比横向扩散短得多，可以近似地看成瞬时完成。

2020/2/7