水动力学与污染物运动的耦合效应（水利工程）

《水动力学与污染物运动的耦合效应》

作者：李志勤，张静，王家良，唐克伦

定价：78.00元

出版时间：2026-09

ISBN：978-7-5240-0700-5

内容简介

本书以 “基础理论 — 特定场景 — 实践应用” 为逻辑脉络，系统梳理水环境中污染物的种类、污染物质及污染源类型，阐释污染物运动的基本概念、迁移方式，详解分子扩散、随流扩散等核心水质模型及应用场景，构建扎实的理论基础。随后聚焦河流、丁坝影响区、水库三大典型场景，深入剖析水动力学特性与污染物运动的耦合规律：分析河流中污染物混合过程、污染物带计算及特殊水流对污染物运动的影响；通过实验研究单双丁坝对河流水场、流速分布的改变及其对污染物迁移的作用；探究水库几何形状、运行方式等对水动力学分区的影响，以及不同库区流场下污染物的运动与下泄规律。最后通过污水处理站排污口设置论证、紫坪铺水库预警系统建设两个实例，将理论与工程实践结合，为水环境治理、水利工程规划及水质预警提供科学支撑。

目录

1水环境中的污染物及污染物运动1

1.1水环境中的污染物1

1.1.1水环境中的污染物及其分类1

1.1.2水域污染源类型3

1.2水环境中的污染物运动4

1.2.1基本概念4

1.2.2水体内污染物运动的主要方式5

1.3污染物运动水质模型7

1.3.1基础知识7

1.3.2分子扩散9

1.3.3随流扩散和紊动扩散22

1.3.4剪切流离散34

1.3.5水质模型的应用40

2河流中污染物的扩散和混合43

2.1河流中污染物的混合过程43

2.2河流中污染物的扩散和污染带的计算44

2.2.1河流垂向扩散与横向扩散时间关系45

2.2.2河流的纵向扩散系数45

2.2.3河流的横向扩散系数45

2.2.4河流污染带的计算46

2.3河流中射流、羽流和浮力射流对污染物运动的影响47

3丁坝水动力学特性对河流污染物运动的影响49

3.1河道整治建筑物49

3.2丁坝的水动力学特性49

3.2.1丁坝水动力学问题及数值模拟研究进展50

3.2.2单丁坝影响区域流场变化规律实验研究52

3.2.3双丁坝影响区域流场变化规律实验研究57

3.2.4丁坝尺寸及布置对水面的影响59

3.2.5丁坝对流速分布和局部能量损失的影响72

3.3丁坝对所在区域污染物运动的影响76

3.3.1VOF模型和污染物运动模型76

3.3.2研究区域及条件设置77

3.3.3模拟结果及机理分析78

4水库水动力学特性对河流污染物运动的影响81

4.1水库的水动力学特性81

4.1.1水库水流特性研究现状81

4.1.2概化水库水动力学特性的数值模拟与分析82

4.1.3几何形状对水库水动力学分区的影响97

4.1.4运行方式对水库水动力学分区的影响99

4.2水库污染物运动水质模型及求解102

4.2.1污染物运动控制方程与数值计算方法102

4.2.2浓度计算程序108

4.3水库不同水动力学区域内污染物运动109

4.4运行流量对库区污染物运动的影响111

4.4.1运行流量对入流近区污染物运动的影响111

4.4.2运行流量对充分发展的流动区污染物运动的影响114

4.4.3运行流量对出流近区污染物运动的影响116

4.5运行情况对库区污染物下泄的影响118

4.5.1运行流量对污染物下泄的影响119

4.5.2出水口垂向位置对污染物下泄的影响124

5水动力学与污染物运动耦合效应应用实例128

5.1紫坪铺水库水动力学特性分析128

5.2紫坪铺水库污染物运动模拟与分析132

5.3紫坪铺水库三维水质预警子系统简介136

5.4紫坪铺水库应急运行建议137

参考文献139