冰封河流的离散特性和水质变化规律研究

基本信息
批准号:51279078
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:陈永灿
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:朱德军,王志刚,李钟顺,俞茜,江磊,王浩冉
关键词:
水质水槽试验冰封河流离散
结项摘要

There is a long period with thick ice cover on water body of the rivers during the winter in Northeast China, the water quality in rivers is poorest due to slowed-down flow velocity, reduced tranportation rate as well as decreased decaying rate of pollutant. With the appearance of ice cover, flow resistance increases, and the distribution and velocity and turbulent intensity are obviously different from the open water body. As the result, the diffusion and dispersion of pollutant shows special characteristics with different conditions of ice cover due to climate change. Combining field observation, literature investigation, flume experiments, numerical simulation and theoretical analysis, the present proposal will observe the water movement and transportation of mass cloud under different regime of ice covers and investigate the effects of ice covers on distributions of flow velocities and mass concentrations. A useful numercial model for ice-covered river will be developed and tested by the observed data, the rate of diffusion and dispersion of polluant will be calculated and the corresponding cofficients will be determined. The change of water quality and environment effect with different conditions of ice cover will be described clearly. The study on this programme will be very helpful to development of the ice hydraulics and environmental hydraulics and will provide a powerful technical spports for recovery and protection of ice-coverd river environment.

我国东北地区大多数河流的冰封期漫长。冰封期间,水流速度减缓,污染物输移扩散能力减弱,水质污染最为严重。出现冰盖后,水流阻力加大,流速分布和紊动强度明显不同于畅流期,由于气候变化影响而冰封条件的不同,水流的离散特性和污染物的输移扩散呈现出独特的变化规律,河流水质随之发生变化。本项目将采用现场实地勘测、文献调研分析、室内水槽试验、精细数值模拟、严密理论推导等手段,研究不同冰封条件对水体运动的影响及冰封河道流动结构对离散特性的影响,建立高效实用的数学模型和计算方法,在得到实验与原型资料验证的基础上,精确模拟污染物在冰封河道中随流运动轨迹以及浓度分布,分析冰封期河道水流的紊动扩散和纵向离散特性,揭示不同冰封条件下水流水质变化规律与环境效应。项目的研究对于冰水力学和环境水力学的发展具有重要的学术价值,也将为冰封期河流水环境的修复与保护提供有力的技术支撑。

项目摘要

河道冰盖的形成改变了水流的阻力构成、流速分布和紊动特性,对冰封河流的水动力和水环境产生重大影响。课题以牡丹江干流为主要研究目标,提出了判别主要污染物的IAHP方法,揭示了北方河流冰封期以点源污染为主的污染特征。分析了冰盖对流速分布和水体紊动的影响,比较了流速垂向分布不均匀和横向分布不均匀对纵向离散的影响,得到了宽浅型河流的纵向离散以流速分布横向分布不均匀为为主的结论,并提出了宽浅河流纵向离散系数估算的简便方法。建立了冰封河流的纵向一维水流水质模型,分析了牡丹江城市江段主要污染物的沿程变化。基于紊动动能产生-耗散速率平衡理论,确定了适用于冰封河流的深度平均k-epsilon紊流模型的源项,并应用于北安河排污口污染混合区的模拟,分析了冰盖的出现对混合区流动特性和混合特性的影响。研究成果促进了对冰封河流物质输移扩散特性的认识,支撑了冰封期河流水环境的管理和保护。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
2

黄河流域水资源利用时空演变特征及驱动要素

黄河流域水资源利用时空演变特征及驱动要素

DOI:10.18402/resci.2020.12.01
发表时间:2020
3

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2019.08.011
发表时间:2019
4

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.19.016
发表时间:2020
5

基于MODIS-NDVI数据的植被碳汇空间格局研究——以石羊河流域为例

基于MODIS-NDVI数据的植被碳汇空间格局研究——以石羊河流域为例

DOI:10.16089/j.cnki.1008-2786.000360
发表时间:2020

陈永灿的其他基金

批准号:50779026
批准年份:2007
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:51039002
批准年份:2010
资助金额:200.00
项目类别:重点项目
批准号:51579130
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:50279017
批准年份:2002
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:50379018
批准年份:2003
资助金额:23.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

河流水生植物修复对行洪和水质净化能力影响规律研究

批准号:50709009
批准年份:2007
负责人:王沛芳
学科分类:E1007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

景观格局对河流水质的影响规律及模型研究-以香溪河流域为例

批准号:41301201
批准年份:2013
负责人:任斐鹏
学科分类:D0105
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
3

海河流域土地利用与土地覆被变化对河流水质的影响

批准号:41240005
批准年份:2012
负责人:田野
学科分类:D0714
资助金额:20.00
项目类别:专项基金项目
4

基于弹性模型的河流水质对气候变化响应特征与趋势研究

批准号:51509061
批准年份:2015
负责人:姜继平
学科分类:E1007
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目