海洋扩散1.docx

海洋扩散污染物质从大气向海洋输移的数学模型对于在给定的时间间隔内，从大气中进入海面每个（x，y）的污染物质量Na可以根据流量对时间的积分进行计算，该流量包括紊流分量和重力分量两部分。式中大气传动层中的垂直素流扩散系数；污染物质颗粒的重力沉降速度；大气中的污染物质浓度；代表水气界面中污染物质扩散速度的参数；因此,污染物质量当污染物质颖粒较大、紊流较小时,参数5可以由污染物质颗粒的重力沉降速度确定当污染物质颗粒较轻时,参数5 在水面上方通常取无限大（），验结果表明：参数5与气水界面的温度梯度有关，即和大气传动层温度Ta及水面温度Tw之差（Ta-Tw）有关。因此,为了计算从大气中进入海洋环境的污染物质量Na除了知道大气中污染物质浓度q外，还必须知道大气传动层温度Ta和水面温度Tw水文气象参数。非均匀层结水水域中海洋污染扩散的三维数学模型该模型描述固定污染源从沿岸水域向海洋深处的输移扩散间题,并假定大气压力场和海水的三维密度均已知。为此利用下列方程组求解污染物质的输移和扩散间题：式中，为海流沿坐标轴的速度分量;P为大气压力; 为海平面增量;S为污染物质在海洋中某一点的扩散浓度; 为拉普拉斯算符; 为海水中的重力沉降速度; 为水平、垂直紊流扩散系数; 为污染物质的扩散寿命; 科里奥利参数; 为地球自转角速度; 为地理纬度;v为液体的垂直紊流粘滞系数; 为平均密度; g为重力加速度; 为狄拉克函数；求解上述方程组的初始条件和边界条件如下：当Z=0时，海面边界条件是（风速的切向分量；）当Z=H(X,Y) (海底) 时方程（2-5）的最后一项表示在（X0，Y0，Z0）坐标点存在一个强度为Q的点污染源。应用本模型计算海洋环境中的污染扩散问题时,除了知道污染源的特征和强度外,还必须知道一系列的水文气象因素,如大气压力场和风场在水域上空的分布、有关海面至海底的海水密度资料、污染物质在海水中的垂直和水平紊流扩散系数等。非保守物质的海洋污染扩散三维数学模型1、本模型用于计算来自近岸深水域固定点状污染源的非保守物质扩散问题。该模型考虑了海底地形和局部水域海岸轮廊的影响、海水的温度分层、海流的空间变率及素流特性,并假设密度和温度是水平均匀的,而科里奥利参数和风应力是固定的。2、点污染源的非保守物质进入由海底地形、海岸边界、水体自由表面及液体边界所制约的三维空间?内的扩散间题,可以用下列微分方程组加以描述；其边界条件为当Z=0时：当Z=H时：在固体侧表面Η处：在液体表面H1处：在初始时刻：式中，为速度分量; 为海平面增量；g为重力加速度；为科里奥利参数；为风的切向应力分量；b为素流能量；为紊流散逸速度；为热膨胀系数；分别为垂直紊流粘滞系数、温度热传导系数和污染物质扩散系数；为污染物质的水平紊流扩散系数；P为非保守系数; T为温度；为狄拉克函数；Q为污染源强度；为点状污染源坐标；为平均密度；为海底地形函数；n为固体边界法线；S0为局限在污染源周围的平滑函数；T0为满足边界条件的线性函数；紊流粘滞系数与温度热传导系数及扩散系数之间的关系为：3、上述间题的求解过程可以分两步完成：第一步可以先求出具有相应边界条件和起始条件的方程组（3-1）-（3-7）的定常解。在液体的侧表面H1处,对于速度具有同样边界条件的空间来说，