理论教育 水体中的纵向扩散系数及其影响因素

水体中的纵向扩散系数及其影响因素

时间:2023-10-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:污染物在水体中横断面上的扩散能力,可以用纵向扩散系数来反映,表示为Ex,单位为m2/s。黄浦江是感潮河道,纵向扩散作用较强。而各水利片和黄浦江上游河网河道较小,相对感潮能力较差,纵向扩散作用逐渐减轻。根据黄浦江的试验数据,黄浦江河口段受感潮影响大,相应纵向扩散系数也大,达800m2/s;越靠上游,受感潮影响就越小,米市渡的Ex仅为50m2/s,而河网仅为10m3/s,可见各水利控制片河网Ex非常小。

水体中的纵向扩散系数及其影响因素

污染物在水体中横断面上的扩散能力,可以用纵向扩散系数来反映,表示为Ex,单位为m2/s。河流中的纵向分散是由于横向的速度分布所引起的。这个概念是1967年Fischer完整提出,并建立相应的公式。Ex与河流流速成正比,与水深成反比。Fischer半经验公式为

式中 u——河段的平均流速,m/s;

B——河段的水面宽度,m;

H——河段的平均水深,m;

u*——摩阻流速,m/s;(www.daowen.com)

g——重力加速度;

I——水力坡降。

从国内外数据分析,Ex的取值变化较大。据Seo和Cheong(1998)对美国26条河流的59组资料分析,其变化范围为:河宽B=11.9~711.2m,平均水深H=0.22~19.94m,平均流速u=0.13~1.74m/s,实测扩散系数Ex=1.90~1486.45m2/s。黄浦江是感潮河道,纵向扩散作用较强。而各水利片和黄浦江上游河网河道较小,相对感潮能力较差,纵向扩散作用逐渐减轻。据河海大学对无锡梁溪河和苏州环城河研究,Ex取值分别为30和2.5m2/s。根据黄浦江的试验数据,黄浦江河口段受感潮影响大,相应纵向扩散系数也大,达800m2/s;越靠上游,受感潮影响就越小,米市渡的Ex仅为50m2/s,而河网仅为10m3/s,可见各水利控制片河网Ex非常小。

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