河流中化学污染的扩散及其数值仿真的研究

摘要

该文主要根据河流系统中化学污染扩散分布及其迁移转化规律,运用水质数学模拟方法,预测河流中化学污染物的扩散及其浓度分布状况.该文针对河流非点源污染流量不可忽略的情况,提出了改进的非点源数学模型.河流总流量变化后,河流流速和横截面积均可能改变,从而增加了计算难度,但模型机理更加完善和合理.在水质模型离散化求解数值解的过程中,该文提出的改进差分法比原混合式差分法在精度和可靠性方面增有提高.

目录

文摘

英文文摘

绪论

1.流域系统中的化学污染问题

1.1流域系统中的主要化学污染类型

1.2化学污染对流域生态系统的影响

1.3流域系统中化学污染研究的主要方法和理论

1.4环境系统研究的前沿领域及本课题的实际意义

2.河流水质数学模型基础

2.1污染物在河流中的运动特征

2.1.1推流迁移

2.1.2分散作用

2.1.3污染物的衰减和转化

2.2河流中的基本水质问题

2.2.1污染物在河流中的迁移

2.2.2污染物与河水的相混

2.2.3污染物的生物化学分解

2.2.4大气复氧

2.2.5光合作用

2.2.6藻类的呼吸作用

2.2.7底泥耗氧

3.河流水质模型

3.1基本水质模型的推导

3.2单一河段水质模型

3.2.1 S-P BOD-DO耦合模型

3.2.2 Thomas BOD-DO耦合模型

3.2.3 Dobbins-Camp BOD-DO耦合模型

3.2.4 O’Connon BOD-DO耦合模型

3.3河流亏氧状态水质模型

3.3.1亏氧状态下的有机物氧化分解机制

3.3.2仅存在生化耗氧机制的亏氧水质模型

3.3.3有沉降衰减作用的亏氧水质模型

3.4河流非点源模型

3.4.1非点源的刻画

3.4.2不增加流量的非点源污染模型

3.4.3增加流量的非点源污染模型

3.4.4稳态非点源污染模型的解析解

4.水质模拟与仿真

4.1瞬时点源超标污染带的几何特征及面积最大值估计

4.1.1污染水团中心位置及浓度

4.1.2污染带的几何特征

4.1.3超标污染带面积最大值计算公式

4.1.4应用实例

4.2一维稳态河流的水质模拟计算

4.2.1数学模型和概化图

4.2.2河流BOD的模拟

4.2.3河流DO的模拟

4.2.4应用实例

4.3一维非稳态河流的水质模拟计算

4.3.1数学模型

4.3.2模型的混合差分数值解法

4.3.3模型改进差分数值解法

4.3.4应用实例及比较运算

4.4水质多参数同时估值法

4.4.1原理

4.4.2应用实例

5.结论与展望

参考文献

致谢

附录