90°等寬明渠交匯水流污染物混合規(guī)律數(shù)值模擬

毛頌平，朱 海，王玲玲，華祖林，陸圣杰，薛曉鵬

(1.河海大學(xué)水利水電學(xué)院，江蘇 南京 210098； 2.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210098；3.寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 寧波 315192)

交匯水流是天然河流及人工河道中普遍存在的水力現(xiàn)象。干支流交匯處水流紊動劇烈，對污染物的混合特性有著重要影響。隨著水環(huán)境問題的日益突出，國內(nèi)外學(xué)者對明渠交匯水流污染物混合規(guī)律進(jìn)行了大量研究。在物理試驗(yàn)研究方面，陳凱霖等[1]基于非等寬交匯口模型研究了污染物質(zhì)量濃度場的分布規(guī)律，探究了交匯角和污染物質(zhì)量濃度對其的影響；Ribeiro等[2]采用野外實(shí)測和水槽模型試驗(yàn)相結(jié)合的方式，研究發(fā)現(xiàn)干支流流量比對交匯口物質(zhì)運(yùn)輸有著重要影響，在流量比不變的情況下，拓寬支流寬度有利于污染物混合；Hua等[3]通過建立辮狀多支流河流物理模型研究污染物的混合特性，研究表明污染物的釋放位置是污染物遷移過程的主要影響因素；唐洪武等[4]通過實(shí)測發(fā)現(xiàn)懸沙質(zhì)量濃度與水溫更能反映長江與鄱陽湖交匯前后的水質(zhì)摻混特性。在數(shù)值模擬研究方面，劉雪蘭[5]應(yīng)用SMA二維模型模擬了重慶兩江段流場和水質(zhì)，發(fā)現(xiàn)在匯流口一側(cè)的河岸會形成高質(zhì)量濃度的污染帶；李娟等[6]建立二維水動力水質(zhì)模型模擬汾河入黃口污染帶分布特性，研究表明橫向上擴(kuò)散起主導(dǎo)作用，縱向上對流起主導(dǎo)作用；米潭等[7]建立平面二維自由表面流MIKE 21 FM模型，研究了Y形交匯區(qū)污染物擴(kuò)散規(guī)律，得出了匯流比與污染物橫向、縱向質(zhì)量濃度梯度的關(guān)系；……