地表水质模型的发展:从维持生存到提升水质质量

 水体污染治理实践表明,水环境质量要从根本上得到改善,需要从区域甚至流域尺度开展系统规划和综合治理。地表水质模型是水环境综合治理方案优化论证的核心技术手段。介绍了地表水质模型从解决水体黑臭到提高水生态质量的4个阶段发展历程,并从经济社会发展和技术驱动两方面展望了水质模型的发展前景。     

异重射流流动形态和浓度分布特性的实验研究

对横向抛射入环境水流中形成的导射流的流动形态及浓度分布特征进行了水槽实验研究。实验结果表明异重射流入水后在近区呈现出不同于一般变密度射流的复杂流动形态及浓度分布特征,并以异重流的形式向下游推移。     

湍流相结构对边界层中标量扩散的影响

在大气边界层风沿和玻璃水槽中进行湍流边界层流动中的标量扩散模拟试验和机理研究。通过流动显示、湍流测量和频谱分析，已表明湍流边界层中的间歇现象在标量扩散过程中起着重要作用。烟雾在大气中的扩散、悬浮污染物质在河流中的扩散都属于湍流边界层中的标量扩散问题。在近源区，标量扩散主要受到各向异性湍流相干结构的影响，结果往往在近源区会出现局部的较高浓度的污染物质。采用流动显示和频谱分析相结合的研究方法，得到了在     

高黏性浆液在富水破碎带隧道涌水治理中的应用

富水破碎带隧道的涌水常常会引起一系列地质灾害, 其中高黏性浆液作为一种治水材料, 在富水破碎带的治水过程中发挥了积极的作用. 实验测量得到了常用水泥浆液和高黏性浆液黏性随时间变化的规律, 并分析黏度变化对注浆治水的影响. 引入孔隙率、渗透率动态模型,建立了适用于富水破碎带注浆治水的流固耦合数学模型, 分析了高黏性浆液注浆过程中压力梯度、应变率和孔隙率变化, 确定高黏性浆液流动半径. 结合浅层填充挤压、深层高压挤密的注浆思路设置了排水减压孔, 参考计算结果设计试验方案. 通过监测隧道涌水量和检测钻孔取芯, 验证了数学模型和试验方案的合理性. 试验结果表明, 隧道涌水量下降了97%, 达到了封堵涌水的目的; 现场芯样充填饱满密实, 抗压强度较原始地层提高了2~4 倍, 围岩整体防渗性能和稳定性得到大幅提升. 该结果不仅验证了数学模型的合理性, 还为类似地层治水处理提供了新的思路.     

长江口北槽深水航道边抛式疏浚水力模型试验研究

长江口深水航道在国民经济发展中具有重要作用和影响 ,也是将上海市建成国际航运中心的关键问题之一 .如何解决长江口深水航道的疏浚问题 ?疏浚工艺的选择是关键技术之一 .该研究成果论证了边抛疏浚技术应用的可否 .该课题所进行的水力模型试验研究 ,其研究思路新颖、技术路线正确、实验方法先进、数据资料可靠 ,研究成果初步回答了边抛高浓度泥浆对附近水环境的影响和泥沙回淤率大小的问题 .所进行的高浓度泥浆横向射流的扩散与输运研究 ,初步分析了这种异重流射流扩散输运的规律 ,这在泥沙运动学和环境水力学理论研究方面很有学术价值 .研…     

湍流相干结构对边界层中标量扩散的影响

在大气边界层风洞和玻璃水槽中进行湍流边界层流动中的标量扩散模拟试验和机理研究．通过流动显示、湍流测量和频谱分析，已表明湍流边界层中的间歇现象在标量扩散过程中起着重要作用．烟雾在大气中的扩散、悬浮污染物质在河流中的扩散都属于湍流边界层中的标量扩散问题．在近源区，标量扩散主要受到各向异性湍流相干结构的影响，结果往往在近源区会出现局部的较高浓度的污染物质．采用流动显示和频谱分析相结合的研究方法，得到了在某些流动条件下的湍流相干结构时间和空间尺度近似值     

底泥-上覆水界面污染物释放机制的数值模拟

当外源污染受到控制后, 河流与湖泊底泥中的污染物可能会引起上覆水的再次污染. 在上覆水流动不致底泥起动悬浮的条件下, 数值模拟了底泥中污染物在底泥-上覆水界面向上覆水释放的机制. 采用k-ε模型计算了上覆水的湍流流动, 并采用 Darcy 定律描述了多孔介质中的渗流, 这里底泥被看成是各向同性均匀多孔介质; 耦合计算了上覆水和底泥中孔隙水的定常流动, 并基于流场计算结果, 数值计算了非定常溶质迁移扩散过程; 数值研究了平整底泥-上覆水界面以及底泥-上覆水界面为周期性三角状时, 污染物由底泥向上覆水释放的规律. 研究结果表明, 底泥中孔隙水与上覆水的交换是决定底泥中污染物向上覆水释放量的重要因素.