环境水力学ch1
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– 环境水力学的 主要任务，就是要研究污染物排 入水体以后，由于扩散、输移所造成的污染物 浓度随 空间和时间的变化关系。
2020/1/30
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3）环境水力学的应用
? 污染物浓度在水体中的分布状况，是进行水质评 价的基本依据。
– 水作为资源，具有“量”和“质”这两个属性。过去 一个时期，人们在研究水资源的开发利用时，仅着眼 于对水的量作出预报和规划。
2020/1/30
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动力学过程
?水体流动所产生的 动能是污染物在水体中稀释扩 散过程的主要动力。 ?有机污染物在水环境中转化的动力则主要源自 化 学能和生物能 。
因此， 污染物在水环境中所发生的动力学过 程就是各种不同形式 能量传递和转化 的过程。
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3、污染源的分类
? 主要从环境水力学的角度进行分类。
– 环境水力学的成果广泛应用于水质评价、水质预报、 水质规划与管理以及水资源保护等方面。
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1、环境水力学有关概念
3）环境水力学的应用
? 在环境工程中，如选择排污口的位置、设计排污建筑物 的型式等，都要应用环境水力学的有关理论。
? 在水环境整治中，有关工程的规划、设计，都必须熟悉 和应用环境水力学的知识。
1.水流紊流混合的基本理论 2.河流中污染物的混合与输移规律 3.潮汐河口及沿海岸地带污染物的混合与输移规律 4.湖泊及水库中污染物的混合与输移规律 5.河流水质模型
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1、环境水力学有关概念
2）环境水力学的任务
? 研究环境污染问题，人们最关心的是污染 物浓度在空间的分布规律。
– 一般来说，污染危害程度取决于污染物的浓度 。（有时也要考虑它的总量问题）
? 美国环境水力学技术委员会提出“ 环境水力学 特 别着重于将 物理因素（水动力学、泥砂输移和地 形条件）、 化学因素（保守与非保守物质的传输 、反应动力学和水质）和 生物因素（生态学）作 为一个系统来进行研究”。
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1、环境水力学有关概念
1）环境水力学及其研究内容
? 传统水力学主要是研 究水流自身运动规律 ，如 流速场 。
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环境水力学应运而生 4
1、环境水力学有关概念
1）环境水力学及其研究内容 环境水力学 主要研究地表及地下水域中
物质的输移、扩散和转化规律 ，建立其 分析 计算方法 ，确定物质浓度的 时空分布及其应 用。
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1、环境水力学有关概念
1）环境水力学及其研究内容
? 广义地讲，环境水力学是研究与环境有关的水力 学问题。除 水污染问题 ，还有许多其它方面的问 题，如水土保持、河道冲淤、洪水破坏作用、水 生态问题等等。
第二节 几个概念和研究方法 1、几种假定 2、有关概念 3、环境水力学主要研究方法
2020/1/30
2
第一节 环境水力学的任务和研究内容
2020/1/30
3
产生背景
工农业发展使水体遭受严重污染，人类 社会的进一步发展受到制约。
水环境保护和水资源的可持续利用已成 为当今世界面临的主要任务之一。
各种水环境问题的解决需要统筹考虑水量和 水质，而由于流体运动所导致的污染物质的 扩散、随流输移问题是基础。
污染源
稀释扩散 分紊剪 子动切 扩扩离 散散散
2020/1/30
迁移传递
吸凝 沉 收聚 降 与与 与 解分 再 吸散 悬
浮
转化 化 生物 学 物理 转 转转 化 化化
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对上述过程分析可知：
? 环境水力学是研究污染物进入环境水体后的稀 释扩散规律的，属于 物理过程 。
? 污染物在水环境中的动力学过程，其能量来源 有动能、化学能和生物能，但归根结底来自于 太阳能。
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图1 排放口示意图
Fig.1 Schematic diagram of the 12
outfall
4）学习本课程目的
? 了解污染物在河流中混合输移规律 ? 掌握基本原理和实用的估算方法 ? 为后继课程和今后工作打下坚实基础
?学习要求：
–上课要主动参与、发现、探究
?将上课时的多媒体教案从教师手中转化为自己的认知工具 ， 主动参与、发现、探究。
环境水力学 Environmental Hydraulics
环境工程教研室 郑天柱
2020/1/30
Tel:7979480
E_mail: tzhzheng@yzu.edu.cn
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第一章 绪 论
第一节 环境水力学的任务和研究内容 1、环境水力学有关概念 2、污染物在水环境中发生的过程 3、从环境水力学的角度 ,对污染源进行分类 4、环境水力学的研究进展
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3、污染源的分类
3）以污染物进入水体的运动性状来分
i. 射流 污水相对于环境水体具有附加动量
ii. 羽流 污水密度小于环境水体的密度，因而 具有浮力。
iii.浮射流 污水同时具有动量和浮力。
iv. 随流 没有附加动量和浮力，污染物进入水
环境后就随同水流一起作迁移运动。
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3、污染源的分类
1）从源进入水环境的时间过程来分
i. 瞬时源 污染物在很短时间内泄入水体 ii.时间连续源 污染物持续泄入水体
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3、污染源的分类
2）从源Байду номын сангаас入水环境的空间关系来分
i. 点源 源占有的空间尺度 相对很小，作为点 考虑不影响计算精度。
ii. 线源 源在空间上占有一定长度。 iii. 面源 源均匀分布在平面上。 iv. 体源 实际污染源占有一定的空间体积。
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4、环境水力学研究进展
? 环境水力学（污染水 力学） 则主要是研究 水体中所含物质 的运 动规律，如 浓度场。
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1）环境水力学及其研究内容
扩散、输移作用在排放口近区主要是射流运动 性质，在远区则属随流扩散性质。
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近区 远区
排污口
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1、环境水力学有关概念
1）环境水力学及其研究内容
? 研究内容
?独立完成作业
?同学之间相互交流，一起讨论，但一定要独立完成作业。
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2、污染物在 水环境 中发生的过程
?水环境是指一切影响水的 贮存、循环、分布以及其化 学和物理特性的各种自然因 素的总体。
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它是一个与水、水 生生物和污染等有 关的综合体。
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2、污染物在水环境中发生的过程
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3）环境水力学的应用
? 污染物浓度在水体中的分布状况，是进行水质评 价的基本依据。
– 水作为资源，具有“量”和“质”这两个属性。过去 一个时期，人们在研究水资源的开发利用时，仅着眼 于对水的量作出预报和规划。
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动力学过程
?水体流动所产生的 动能是污染物在水体中稀释扩 散过程的主要动力。 ?有机污染物在水环境中转化的动力则主要源自 化 学能和生物能 。
因此， 污染物在水环境中所发生的动力学过 程就是各种不同形式 能量传递和转化 的过程。
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3、污染源的分类
? 主要从环境水力学的角度进行分类。
– 环境水力学的成果广泛应用于水质评价、水质预报、 水质规划与管理以及水资源保护等方面。
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1、环境水力学有关概念
3）环境水力学的应用
? 在环境工程中，如选择排污口的位置、设计排污建筑物 的型式等，都要应用环境水力学的有关理论。
? 在水环境整治中，有关工程的规划、设计，都必须熟悉 和应用环境水力学的知识。
1.水流紊流混合的基本理论 2.河流中污染物的混合与输移规律 3.潮汐河口及沿海岸地带污染物的混合与输移规律 4.湖泊及水库中污染物的混合与输移规律 5.河流水质模型
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1、环境水力学有关概念
2）环境水力学的任务
? 研究环境污染问题，人们最关心的是污染 物浓度在空间的分布规律。
– 一般来说，污染危害程度取决于污染物的浓度 。（有时也要考虑它的总量问题）
? 美国环境水力学技术委员会提出“ 环境水力学 特 别着重于将 物理因素（水动力学、泥砂输移和地 形条件）、 化学因素（保守与非保守物质的传输 、反应动力学和水质）和 生物因素（生态学）作 为一个系统来进行研究”。
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1、环境水力学有关概念
1）环境水力学及其研究内容
? 传统水力学主要是研 究水流自身运动规律 ，如 流速场 。
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环境水力学应运而生 4
1、环境水力学有关概念
1）环境水力学及其研究内容 环境水力学 主要研究地表及地下水域中
物质的输移、扩散和转化规律 ，建立其 分析 计算方法 ，确定物质浓度的 时空分布及其应 用。
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1、环境水力学有关概念
1）环境水力学及其研究内容
? 广义地讲，环境水力学是研究与环境有关的水力 学问题。除 水污染问题 ，还有许多其它方面的问 题，如水土保持、河道冲淤、洪水破坏作用、水 生态问题等等。
第二节 几个概念和研究方法 1、几种假定 2、有关概念 3、环境水力学主要研究方法
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第一节 环境水力学的任务和研究内容
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产生背景
工农业发展使水体遭受严重污染，人类 社会的进一步发展受到制约。
水环境保护和水资源的可持续利用已成 为当今世界面临的主要任务之一。
各种水环境问题的解决需要统筹考虑水量和 水质，而由于流体运动所导致的污染物质的 扩散、随流输移问题是基础。
污染源
稀释扩散 分紊剪 子动切 扩扩离 散散散
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迁移传递
吸凝 沉 收聚 降 与与 与 解分 再 吸散 悬
浮
转化 化 生物 学 物理 转 转转 化 化化
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对上述过程分析可知：
? 环境水力学是研究污染物进入环境水体后的稀 释扩散规律的，属于 物理过程 。
? 污染物在水环境中的动力学过程，其能量来源 有动能、化学能和生物能，但归根结底来自于 太阳能。
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图1 排放口示意图
Fig.1 Schematic diagram of the 12
outfall
4）学习本课程目的
? 了解污染物在河流中混合输移规律 ? 掌握基本原理和实用的估算方法 ? 为后继课程和今后工作打下坚实基础
?学习要求：
–上课要主动参与、发现、探究
?将上课时的多媒体教案从教师手中转化为自己的认知工具 ， 主动参与、发现、探究。
环境水力学 Environmental Hydraulics
环境工程教研室 郑天柱
2020/1/30
Tel:7979480
E_mail: tzhzheng@yzu.edu.cn
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第一章 绪 论
第一节 环境水力学的任务和研究内容 1、环境水力学有关概念 2、污染物在水环境中发生的过程 3、从环境水力学的角度 ,对污染源进行分类 4、环境水力学的研究进展
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3、污染源的分类
3）以污染物进入水体的运动性状来分
i. 射流 污水相对于环境水体具有附加动量
ii. 羽流 污水密度小于环境水体的密度，因而 具有浮力。
iii.浮射流 污水同时具有动量和浮力。
iv. 随流 没有附加动量和浮力，污染物进入水
环境后就随同水流一起作迁移运动。
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3、污染源的分类
1）从源进入水环境的时间过程来分
i. 瞬时源 污染物在很短时间内泄入水体 ii.时间连续源 污染物持续泄入水体
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3、污染源的分类
2）从源Байду номын сангаас入水环境的空间关系来分
i. 点源 源占有的空间尺度 相对很小，作为点 考虑不影响计算精度。
ii. 线源 源在空间上占有一定长度。 iii. 面源 源均匀分布在平面上。 iv. 体源 实际污染源占有一定的空间体积。
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4、环境水力学研究进展
? 环境水力学（污染水 力学） 则主要是研究 水体中所含物质 的运 动规律，如 浓度场。
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1）环境水力学及其研究内容
扩散、输移作用在排放口近区主要是射流运动 性质，在远区则属随流扩散性质。
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近区 远区
排污口
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1、环境水力学有关概念
1）环境水力学及其研究内容
? 研究内容
?独立完成作业
?同学之间相互交流，一起讨论，但一定要独立完成作业。
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2、污染物在 水环境 中发生的过程
?水环境是指一切影响水的 贮存、循环、分布以及其化 学和物理特性的各种自然因 素的总体。
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它是一个与水、水 生生物和污染等有 关的综合体。
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2、污染物在水环境中发生的过程