感潮河道的污染物迁移扩散研究#李娟1，冯民权1，郑邦民2**（1.西安理工大学陕西省西北旱区生态水利工程重点实验室,陕西西安710048；5102.武汉大学水利水电学院，湖北武汉430072）摘要：【目的】非恒定流下感潮河道受潮汐影响时的水流特性以及底部排污和侧排污两种工况下污染物的迁移转化规律研究。【方法】采用特征线法求解一维圣维南方程组，给出非恒定流的水力要素，并根据速度的指数分布规律给出二维流场，并用质点追踪法模拟污染物的迁移扩散过程。【结果】污染物随时间不断的增加浓度逐渐减小，污染带逐渐变宽，污染物质点受潮汐的影响做往复运动，上游有来水时污染物被冲刷至下游的距离更远。【结论】将对流项和扩散项分开求解，可以用来解决感潮河道污染迁移扩散问题。关键词：非恒定流；感潮河道；水流特性，污染物，迁移扩散中图分类号：X52215StudyonDiffusionanddiffusionandtransferenceofpollutantsintidalwaterwayLiJuan1,FengMinquan1,ZhengBangmin2(1.StateKeyLaboratoryofEco-HydraulicEngineeringinShaanxi,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’anShaanxi710048;20253035402.SchoolofWaterResourcesandHydropower,WuhanUniversity,Wuhan,430072,China)Abstract:【Objective】Researchthewaterflowcharacteristicsinfluencedbytidalflowandmigrationandtransformationrulesofpollutantstransformationrulesoftwoconditionsatthebottomofthedrainandthesidewhenthetidalchannelisinfluencedbythetideundertheunsteadyflow.【Method】Adoptthemethodofcharacteristicstosolvetheonedimensionalsaintvenantequations,presenthydraulicelementsoftheunsteadyflow,givethetwo-dimensionalflowfieldaccordingtothespeedoftheindexdistribution,andsimulatethediffusionprocessofpollutantsontrackingmethod.【Result】Pollutantconcentrationdecreaseswithtime,damagezonewidenedgradually,particlepollutantsdoreciprocatingmotionaffectedbytidal,andpollutantswashdownstreamfartherwhenithasupstreamwater.【Conclusion】Itcanbeusedtosolvetheproblemoftidalchannelpollutiondiffusionwhenconvectionanddiffusionaresolvedseparatedly.Keywords:unsteadyflow，tidalwaterway，waterflowcharacteristics，pollutants，transportationanddiffusion0引言沿海地区往往是重要城市和港口的所在地，社会经济发展水平高。约有60%的世界人口居住在距海岸100km的沿海地区，密集的人类活动必然会产生大量的污染物，污染物的排放对近海环境产生很大的影响，因此为了保护和改善河口和海岸的生态环境，需要了解污染物在水体中的迁移转化规律，以便更好的制定预防和治理环境污染的措施。近几年来国内学者对长江口[1]，射阳河口[2]，胶洲湾[3]，钱塘江河口[4]，黄海口[5]，辽宁河口[6]，三峡库区支流河口[7]的污染物做了模拟。随着计算机的发展质点追踪法逐渐被广泛的应用于河口与近海岸的污染物扩散研究中。质点追踪法与MIKE模型，EFDC模型，POM基金项目：高等学校高等学校博士学科点专项科研基金博导类资助课题（20126118110015）作者简介：李娟（1987—），女（汉族），陕西榆林，硕士研究生，主要研究方向：水环境模拟与污染控制研究。juanligood@126.com通信联系人：冯民权（1964-），男，博士生导师，研究方向水环境模拟与污染物控制.mqfeng@xaut.edu.cn-1-hvgv0模型，ECOM模型相结合模拟污染物粒子的输移轨迹，在水污染控制多目标优化[8]，取水口的水质变化，水质分布面积与流域污染物输出等方面做出一些成果。455055研究污染物的随流扩散，必须先了解水流特性。临海河口因受潮汐影响水流流向，流速和流量经常发生剧烈的变化，水流情况非常复杂。潮汐水流随时间而变化属非恒定流，一维潮汐水流数学模型较适合于那些河床形态较为规则，河宽不大的潮汐河口。随着潮汐的往复流动，污染物质点也做往复振荡，污染物可能在水流中会发生负离散现象。李玉粱、卞振举、余常昭[9]从理论上计算并分析了流速沿垂线为对数分布的正弦式潮汐流动的负离散特性，并通过潮流模拟试验观...