環(huán)境系統(tǒng)分析第四章環(huán)境質(zhì)量基本模型課件

1、C4.環(huán)境質(zhì)量基本模型 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 環(huán)境質(zhì)量： 是環(huán)境系統(tǒng)客觀存在的一種屬性，并能用定性和定量方法描述的環(huán)境系統(tǒng)所處的狀態(tài)。 環(huán)境質(zhì)量包括：自然環(huán)境質(zhì)量 社會(huì)環(huán)境質(zhì)量 在環(huán)境科學(xué)研究和環(huán)境質(zhì)量管理角度，更注重自然環(huán)境質(zhì)量，一般地，對人類生產(chǎn)生活有重要作用的自然因子來看，自然環(huán)境質(zhì)量包括： 水體環(huán)境質(zhì)量 大氣環(huán)境質(zhì)量 土壤環(huán)境質(zhì)量 聲環(huán)境質(zhì)量從定量化的角度，這些自然環(huán)境要素所含污染物的多少，分布形式都體現(xiàn)著環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣。C4.

2、環(huán)境質(zhì)量基本模型 環(huán)境質(zhì)量基本模型就是用數(shù)學(xué)模型來定量分析和研究各種自然要素中污染物的遷移、轉(zhuǎn)化、分布等，定量反映出環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)劣，為環(huán)境質(zhì)量管理、評價(jià)、規(guī)劃等服務(wù)。 環(huán)境質(zhì)量基本模型是以質(zhì)量平衡原理為基礎(chǔ)，對排放到環(huán)境介質(zhì)中的污染物的遷移變化的最基本規(guī)律進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，它也是各種環(huán)境質(zhì)量數(shù)學(xué)模型（如河流水質(zhì)模型、大氣質(zhì)量模型）的基礎(chǔ)。 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院本章主要內(nèi)容：1.污染物在環(huán)境介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)特征2.環(huán)境質(zhì)量基本模型的推導(dǎo)3.環(huán)境質(zhì)

3、量基本模型的解析解及其應(yīng)用 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院本章重點(diǎn)及難點(diǎn)：環(huán)境質(zhì)量基本模型的推導(dǎo)過程環(huán)境質(zhì)量基本模型的解析解及其應(yīng)用1.污染物在環(huán)境介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)特征環(huán)境介質(zhì) 環(huán)境介質(zhì)是指在自然環(huán)境中能夠傳遞物質(zhì)和能量的物質(zhì)，空氣、水、土壤是最基本的環(huán)境介質(zhì)，其中空氣和水是流體，污染物在空氣和水中有著相似的運(yùn)動(dòng)特征，而在土壤中的運(yùn)動(dòng)則更為復(fù)雜。污染物在環(huán)境介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)形式 （1）隨著介質(zhì)的推流遷移運(yùn)動(dòng)； （2）污染物的分散運(yùn)動(dòng)； （3）污染物被環(huán)境

4、介質(zhì)吸收或吸附； （4）污染物的沉淀； （5）污染物的衰減與轉(zhuǎn)化。 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 由于本章模型主要是描述污染物在流體介質(zhì)中遷移轉(zhuǎn)化的一般規(guī)律和基本特征，是在假定污染物質(zhì)能夠與環(huán)境介質(zhì)互相融合、污染物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)與環(huán)境介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)具有相同的流體力學(xué)特性基礎(chǔ)上進(jìn)行推導(dǎo)的。（1）隨著介質(zhì)的遷移運(yùn)動(dòng)推流遷移 推流遷移是指污染物在氣流或水流作用下產(chǎn)生的空間位置上的轉(zhuǎn)移。單純的推流作用只能改變污染物所處的位置，不能降低污染物的質(zhì)量和濃度。 數(shù)學(xué)抽象用

5、遷移通量（單位時(shí)間通過單位面積的量）來描述污染物的推流遷移： College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（2）環(huán)境介質(zhì)對污染物的分散作用 污染物在環(huán)境介質(zhì)中的分散作用包含三個(gè)內(nèi)容：分子擴(kuò)散、湍流擴(kuò)散和彌散。 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院分子擴(kuò)散 由分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)引起的質(zhì)點(diǎn)分散現(xiàn)象。 College of En

6、vironment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院分子擴(kuò)散 分子擴(kuò)散過程服從斐克(Fick)第一定律，其質(zhì)量與擴(kuò)散物質(zhì)的濃度梯度成正比，可由下式表示： College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院湍流擴(kuò)散 是指在湍流流場中物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)由于湍流脈動(dòng)而導(dǎo)致的由濃度高處向濃度低處的分散現(xiàn)象。 湍流流場中質(zhì)點(diǎn)的各種狀態(tài)（流速、濃度等）的瞬時(shí)值相對于其一段時(shí)間的平均值都是

7、隨機(jī)脈動(dòng)的，如右圖。 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院湍流擴(kuò)散 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院彌散 是指由于流體的橫斷面上各點(diǎn)的實(shí)際流速分布不均勻所產(chǎn)生的剪切而導(dǎo)致的分散現(xiàn)象。 （3）污染物的衰減與轉(zhuǎn)化 進(jìn)入環(huán)境中的污染物可以分為兩大類：守恒物質(zhì)和非守恒物質(zhì)。守恒物質(zhì)：進(jìn)入環(huán)境以后，隨著介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而不

8、斷變換所處的空間位置，還由于分散作用不斷向周圍擴(kuò)散而降低其初始濃度，但它不會(huì)因此而改變總量。重金屬、很多高分子有機(jī)化合物都屬于守恒物質(zhì)。非守恒物質(zhì)：非守恒物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境以后，除了隨著環(huán)境介質(zhì)流動(dòng)而改變位置，并不斷擴(kuò)散而降低濃度外，還因自身的衰減而加速濃度的下降。非守恒物質(zhì)的衰減有兩種方式：一是由其自身的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律決定的，如放射性物質(zhì)的蛻變；另一種是在環(huán)境因素的作用下，由于化學(xué)的或生物的反應(yīng)而不斷衰減，如可以生化降解的有機(jī)物在大氣或水體的微生物作用下的氧化分解過程。 College of Environment Science and Engineering , Ocean University

9、 of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（4）小結(jié) 環(huán)境介質(zhì)的推流遷移作用、污染物的分散作用和衰減過程可以用下圖來說明。 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院推流遷移、分散和衰減作用2.環(huán)境質(zhì)量基本模型的推導(dǎo) 環(huán)境質(zhì)量基本模型是根據(jù)上節(jié)闡述的污染物在環(huán)境介質(zhì)中的基本運(yùn)動(dòng)特征，以質(zhì)量平衡原理為理論基礎(chǔ)，通過演繹法，建立起描述污染物在環(huán)境介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的微分方程。 College of Environment Science and Eng

10、ineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 基本假定：進(jìn)入環(huán)境的污染物能夠與環(huán)境介質(zhì)相互融合，污染物質(zhì)點(diǎn)與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)具有相同的流體力學(xué)特征。污染物在進(jìn)入環(huán)境以后能夠均勻地分散開，不產(chǎn)生凝聚、沉淀和揮發(fā)，可以將污染物質(zhì)點(diǎn)當(dāng)作介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行研究。2.環(huán)境質(zhì)量基本模型的推導(dǎo)（1）零維模型 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院零維模型示意圖 從污染物遷移轉(zhuǎn)化空間形式方面，基本環(huán)境質(zhì)量模型可分為零維、一維

11、、二維和三維模型。 不考慮污染在空間上的變化，將整個(gè)介質(zhì)空間作為一個(gè)均一體對待，它是最簡單、理想下的模型。2.環(huán)境質(zhì)量基本模型的推導(dǎo)（1）零維模型 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院零維模型示意圖（2）一維基本方程 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 一維模型是通過一個(gè)微小的體積元的質(zhì)量平衡推導(dǎo)的，在這個(gè)體

12、積元中只在一個(gè)方向（設(shè)為x軸向）上存在濃度梯度?；谫|(zhì)量守恒定律 設(shè)環(huán)境介質(zhì)中任一微元體（如下圖），在任一dt時(shí)間內(nèi)進(jìn)入微元的物質(zhì)通量與流出微元的物質(zhì)通量之差等于微體內(nèi)在dt時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的變化量。一維模型示意圖 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院在x方向進(jìn)入的：在x方向輸出的：如考慮體積單元內(nèi)的衰減，則在dt時(shí)段內(nèi)引起污染物質(zhì)量的變化：一維模型示意圖（2）一維基本方程 College of Environment Science and Enginee

13、ring , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（3）二維和三維基本模型 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（4）小結(jié) College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 在理論上，三維模型的表達(dá)形式是完整的，但參數(shù)估計(jì)、求解過程比一維復(fù)雜的多，需要分別知道某時(shí)刻空間位置上的

14、污染物嘗試以及ux、 uy、 uz等的時(shí)間平均值，這是十分困難的； 實(shí)際上，除了一些特大河流、海洋及大氣，很少用到三維模型； 在深海污水排放和大氣環(huán)境質(zhì)量的預(yù)測和模擬中一般采用三維模型，大多數(shù)情況下，需要針對污染物的不同混合狀況作各種簡化，成為零維、一維或二維等，以便于應(yīng)用。3.環(huán)境質(zhì)量基本模型的解析解及其應(yīng)用求解析解的基本方法：一般地，對于微分方程形式的數(shù)學(xué)模型的求解方法有兩種： 解析解法：求解數(shù)學(xué)模型要求的條件非常嚴(yán)格， 一般難以求得。 數(shù)值解法：用差分議程替代微分議程，采用有限差分法 和有限元法求得模型的數(shù)值解。 College of Environment Science and En

15、gineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 環(huán)境質(zhì)量基本模型是反映了污染物在環(huán)境介質(zhì)中遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的微分方程，解析解更能保留和展示其內(nèi)在的規(guī)律，更便于研究者考察污染物在環(huán)境中的分布特征以及對環(huán)境的影響狀況。3.環(huán)境質(zhì)量基本模型的解析解及其應(yīng)用 用解析法求解模型時(shí)，假定環(huán)境介質(zhì)的流動(dòng)是穩(wěn)態(tài)的，即大氣 或水體的流動(dòng)狀態(tài)在研究時(shí)段內(nèi)不隨時(shí)間變化，這種情況下，污染物的分布僅取決于污染源的排放特征。一般來說，污染物的排放可分為連續(xù)穩(wěn)定排放和非穩(wěn)定排放兩大類。穩(wěn)態(tài)排放：在環(huán)境介質(zhì)處于穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)、污染源連續(xù)穩(wěn)定排放的條件下，環(huán)境中污染物的分布

16、狀況也是穩(wěn)定的，即dC/dt=0，這種不隨時(shí)間變化的狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)的環(huán)境質(zhì)量基本模型是齊次微分方程，解析解較易求得。非穩(wěn)態(tài)排放：非穩(wěn)態(tài)排放多指由于事故泄漏導(dǎo)致的瞬時(shí)點(diǎn)源排放。這種情況下，污染物在某一空間位置的濃度是時(shí)間的函數(shù)，即dC/dt0，此時(shí)的環(huán)境質(zhì)量基本模型是非齊次微分方程，只有在一些特定情況下才能求得解析解。 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院3.環(huán)境質(zhì)量基本模型的解析解及其應(yīng)用1. 零維模型 College of Environment

17、 Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院穩(wěn)態(tài)條件下，即dC/dt=0時(shí)，得非穩(wěn)態(tài)條件下，即dC/dt0，給定初始條件t=0,C=C0,解得2. 一維模型（1）一維模型的解析解 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院穩(wěn)態(tài)條件下，即dC/dt=0時(shí)，得給定初始條件：t=0時(shí),C=C0, 解得 對于一般河流，污染物的遷移作用要比彌散作用大得多，在穩(wěn)態(tài)條件下，彌散作用

18、可以忽略，則有：起始濃度計(jì)算方法 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院瞬時(shí)點(diǎn)源（非穩(wěn)態(tài)源）排放：忽略彌散，即Dx=0,由一維模型的基本方程變?yōu)橛捎谀Ｐ褪且痪S(是空間一維，未算時(shí)間維度)的，則濃度C可以寫成Ct,x(t)的形式，則表示濃度只與空間變量x相關(guān)。可用特征線法求解。

19、首先，因?yàn)槭且痪S問題，Ct,x(t)對t求導(dǎo)，也因?yàn)榱魉賣x=dx/dt,所以有，然后將上式代入一維基本方程中，就可得（1） College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院方程（2）為原議程的特征線方程，它表明污染物團(tuán)（環(huán)境介質(zhì)）任意時(shí)刻的確切位置；方程（1）則描述了污染物團(tuán)內(nèi)部的情況，即污染物軒內(nèi)部的污染濃度。由于忽略了彌散作用，污染物只是瞬時(shí)出現(xiàn)在某一位置。對于初始條件t=0,C=C0，方程（1）有將（4）代入（3），則有（1）（2）由方程（2）有（3）（4

20、）（1）一維模型的解析解 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院瞬時(shí)點(diǎn)源（非穩(wěn)態(tài)源）排放： 如考慮彌散，則在給定初始條件為t=0時(shí),C=C0;t時(shí)，C0，則可解得（采用Lapaces transition,拉普拉斯變換及其逆變換求解，參閱環(huán)境數(shù)學(xué)模型宋新山） College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 對于在一定時(shí)段t

21、內(nèi)排放的總質(zhì)量為M的守恒污染物（K0），預(yù)測在下游任一空間和時(shí)間的污染物濃度應(yīng)用下式計(jì)算： College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 例1： 向一條河流穩(wěn)定排放污水，污水量q=0.15m3/s, BOD5濃度為30mg/L,河流流量Q=5.5m3/s,流速ux=0.3m/s,

22、BOD5本底濃度為0.5mg/L, BOD5的衰減速度常數(shù)K=0.2d-1,縱向彌散系數(shù)Dx=10m2/s.試求排放點(diǎn)下游10km處的BOD5濃度。 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（2）一維流場中的分布特征 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 College of Environment Science

23、 and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院3. 二維模型（1）二維模型的解析解 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院a. 無邊界水體連續(xù)點(diǎn)源的穩(wěn)態(tài)排放在均勻流場中，當(dāng)強(qiáng)度為M的點(diǎn)源排放到無限寬的水

24、體中。穩(wěn)態(tài)條件下，即dC/dt=0時(shí)，得 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院b. 有邊界水體連續(xù)點(diǎn)源的穩(wěn)態(tài)排放 在有邊界的情況下，污染物的擴(kuò)散會(huì)因受到邊界的阻礙而產(chǎn)生反射，這種反射可以通過與實(shí)際源強(qiáng)度相同、距離相同的虛擬反射源。當(dāng)有兩個(gè)邊界時(shí)，反射會(huì)成為連鎖式的。 當(dāng)污染源在邊界上的情況 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)

25、境科學(xué)與工程學(xué)院(a). 寬度無限(b). 寬度有限（寬度為B） College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 當(dāng)污染源在兩個(gè)邊界中間時(shí)的情況 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 瞬時(shí)點(diǎn)源排放時(shí) a. 無邊界阻礙的情況：邊界條件為y=， 時(shí)，其解析解為： b. 有邊界阻礙的情況：可將上式修正為： College of

26、 Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 例2 連續(xù)點(diǎn)源M50g/s，河流水深1.5m，流速ux=0.3m/s, 橫向彌散系數(shù)Dy=5m2/s,污染物的衰減速度常數(shù)K0.求（1）在中心排放，無邊界的情況下，(x,y)=(2000m,10m)處的污染物濃度；（2）在邊界上排放，環(huán)境寬度無窮大情況下， (x,y)=(2000m,10m)處的污染物濃度；（3）在邊界上排放，環(huán)境寬度B100m情況下， (x,y)=(2000m,10m)處的污染物濃度； College of Envi

27、ronment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院（2）二維流場中的分布特征 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院分布特征由上式可以看出，在污染源下游x斷面上，污染物在橫向上

28、呈正態(tài)分布。最大濃度發(fā)生在x軸上，其值為：連續(xù)穩(wěn)定點(diǎn)源排放的污染物在二維流場中的橫向分布（2）二維流場中的分布特征 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院污染物到達(dá)岸邊（或地面）所需的距離 由上式與污染源在兩個(gè)邊界中間時(shí)的解析解就可以得到任意一點(diǎn)的濃度與斷面平均濃度的比值： 在二維環(huán)境中，在污染物中心排放的條件下，如果岸邊的污染物濃度達(dá)到斷面平均濃度的5%時(shí)，則稱污染物到達(dá)岸邊（或地面），從污染物排放點(diǎn)到污染物到達(dá)岸邊的距離稱為污染物到達(dá)岸邊所需的距離。

29、 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院污染物到達(dá)岸邊（或地面）所需的距離 根據(jù)定義，當(dāng)污染物到達(dá)岸邊時(shí)，即 ，可以求出 ，則由 當(dāng)污染物在河流中心排放時(shí)，即y=B/2時(shí)，有 若污染物在岸邊排放，污染物到達(dá)對岸所需的距離可以由有邊界水體連續(xù)點(diǎn)源的穩(wěn)態(tài)排放寬度為B的環(huán)境條件下的解析解和任意斷面污染物的平均濃度方程共同求得： College of Environment Science and Engineering , Ocean University o

30、f China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院完成橫向混合所需的距離 當(dāng)某一斷面上任意點(diǎn)的濃度與斷面平均濃度之比介于0.951.05之間時(shí)，稱該斷面已達(dá)到橫向混合，由排放點(diǎn)至完成橫向混合的距離稱為完成橫向混合所需距離。同理，污染物在岸邊排放時(shí)，得4. 解析模型的應(yīng)用 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 (1) 環(huán)境質(zhì)量的模擬預(yù)測 解析模型的形式比較簡單，應(yīng)用比較方便。一維解析模型廣泛地用于各種河流的水質(zhì)模擬和預(yù)測中；三維解析模型在大氣質(zhì)量的預(yù)測中普遍

31、采用。在流場均勻穩(wěn)定的條件下，二維解析模型可以用來模擬河流的水質(zhì)。在利用解析模型時(shí)，要滿足其定解條件。 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 例3： 在流場均勻的河段中，河寬B=500米，平均水深h=3米，流速ux=0.5m/s,橫向彌散系數(shù)Dy=1m2/s。岸邊連續(xù)排放污染物，Q=1000kg/h。試求下游2km處的最大濃度、污染物的橫向分布、擴(kuò)散羽的寬度和完成橫向混合所需的時(shí)間。 College of Environment Science and

32、 Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院解:(1)污染物排放的源強(qiáng)Q=1000kg/h=277.78g/s。 (3)污染物的最大濃度發(fā)生在y=0處，可以由下式：解:(2)下游2km處的污染物分布的方差 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院(5) 擴(kuò)散羽的寬度由下式確定 b=2y=178.88m (6) 完成橫向混合所需的距離為(7) 完成橫向混合所需的時(shí)間(4) 污染物的橫向分布可以通過計(jì)算不同的y值處的濃度值（見下表），然后作圖考察。yi(m)02550100150Ci(mg/L)1.6521.5281.2080.4780.092yi(m)200250300400500Ci(mg/L)0.0116.610-42.110-53.410-94.410-14 College of Environment Science and Engineering , Ocean University of China 中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 (2) 估計(jì)彌散系數(shù) 作圖法求Dx、Dy 在均勻流場中，向河流瞬時(shí)投放示蹤物，在初始斷面處攪拌均勻。在下游某斷面（距投