天然河流纵向离散系数的最优化计算方法及其应用

提出了计算天然河流纵向离散系数的最优化方法，并用此法对岷江蕨溪段的试验数据进行处理，计算出了该段河流的纵向离散系数。     

天津港污染物质的迁移路径及掺混区的推断

本文根据环境水力学基本原理．应用污染物迁移扩散的二维模式，对天津港污染物排海的输运路线，进行了研究与分析，从而掌握了污染在港区水域的混掺趋势．     

明渠潮流中垂向紊动射流流场的数值模拟

选用ｋ－ε双方程紊流模型，对自由水面做“动”刚盖假设，建立了明渠潮流中垂向射流流场的数学模型，根据潮汐流动返复回荡的特点，对离散方程组的求解采用“跟踪扫描”逐行求解法，保护和加快了解的收敛，计算了５种不同回荡周期情况下射流流场的变化过程，预报回流区高度与实测值吻合。分析了潮汐非恒定性的影响，获得了一些有益的结论。     

长江南通段污染带影响因素研究

通过建立应用贴体坐标系和有限体积法求解的二维水流－水质方程的模型，对潮汐河口南通段污染带的影响因素进行研究。揭示了水深、水面比降、纵向及横向混合系数以及污染物的排放时段与污染带范围的相关关系，并进行了各影响因素的灵敏度分析，对灵敏度大小进行了排序：水深＞水面比降＞横向混合系数＞纵向混合系数＞排放时段。     

模拟降雨径流作用下红壤坡面侵蚀水动力学机制

土壤侵蚀过程受控于侵蚀外营力和土壤抗侵蚀性能,深入理解坡面流水动力学特性及其侵蚀动力是研究土壤侵蚀动力学机制的基础。利用可变坡土槽,通过不同雨强(60、90和120 mm/h)和径流冲刷(10、15和20 L/min)组合模拟试验,研究了第四纪黏土红壤坡面水流的水动力学特征参数及其与土壤侵蚀量间的关系。结果显示:降雨和径流冲刷影响了坡面产流产沙过程和坡面流水力学特性,其中平均流速v、平均水深h、雷诺数Re和水流功率ω均随降雨强度和上方来水流量的增加而增大,相对水深曼宁糙率n/h则减小,其水力学他参数(弗如德数Fr、阻力系数f和水流剪切力τ)变化规律不明显。坡面水流平均速度取值范围为0.21~0.45 m/s,平均水深取值范围为5.6~9.4 mm,在试验条件下红壤坡面侵蚀水流流态大部分均处于"紊流-急流区"。不论从径流角度看或是从泥沙角度分析,由相对水深和曼宁糙率系数两种水动力因子共同组成的复合水动力特征参数-相对水深曼宁糙率,是表征不同上方来水流量和降雨强度条件下第四纪粘土红壤坡面侵蚀特征的水动力参数。     

卡鲁塞尔氧化沟水力学特性的大涡模拟

本文基于大涡模拟中的Smagorinsky-Lilly模型,对Carrousel氧化沟模型进行了水力学特性模拟,并研究了沟内流速和涡量分布规律.速度与压力耦合求解使用了压力隐式算子分裂PISO(Pressure-Implicit with Splitting of Operators)算法,采用VOF(Volume of fluid)方法追踪自由液面.模拟结果表明,回流现象主要出现在上中层混合液中,逆流现象主要出现于上层混合液中;转轮与转刷的推流作用是造成水面变化剧烈的原因;距转轮与转刷较近的区域、转速较快的转轮与转刷区域及直道段转刷下游水面较高一侧中上层区域的涡量较大.根据实验验证,本次模拟结果和实验值吻合度较好,Smagorinsky-Lilly模型可以准确模拟氧化沟水力学特性.     

潜流人工湿地水力学特性及工程设计

以净化低污染水体的潜流人工湿地水力学特性工程设计为重点，系统开展了室内外实验研究，并利用Peelet数分析了水平潜流人工湿地碎石床渗流返混程度。结果表明，潜流人工湿地集水花管孔口出流计算、基质填料内渗流计算、碎石床平均水力停留时间计算可分别借鉴薄壁孔口恒定淹没出流、线性或非线性渗流、活塞流理论；但受工程实际条件及运行淤堵等影响，工程实测结果均小于理论计算值。基于室内外实验成果，提出一套包括集配水系统水力计算、填料内渗流计算、平均水力停留时间计算在内的潜流人工湿地水力学特性计算方法和参数选择，可为人工湿地技术的工程设计提供借鉴。     

垂直流人工湿地水力学特性研究

通过示踪剂实验从停留时间分布（RTD）曲线及其统计特征值等方面对垂直流人工湿地的水力学特性进行了定性和定量的分析。研究表明水流在垂直流人工湿地中的流动是一种非理想的不均匀流动，存在一定的死区和水流的扩散；垂直流人工湿地较大的死区率与其表面布水的不均匀性有关，这也可能是其死区率大于表流人工湿地的最主要的原因。实验还表明，进水流量对垂直流人工湿地停留时间分布影响较大，随着进水流量的增加，平均停留时间减小，但标准平均停留时间增大，死区率减小；当进水流量为15L／h（水力负荷为620mm／d）时，水流在湿地中的散度最大，水流更接近全混流，不利于污染物的降解。     

构建湿地系统水力学参数的设计模型研究

构建湿地污水处理系统的水力学参数对于其功能的发挥起着非常重要的作用。在探讨构建湿地主要水力学设计参数的基础上,根据描述构建湿地污染物去除的几类机理模型:一级动力学模型、连续完全混合反应器模型、Monod动力学模型、Ergun公式以及对流-弥散模型,分别导出了相应的构建湿地污水处理系统水力学设计参数的计算模型并分析了不同设计模型的特点。     

EGSB反应器回流方式改变的对比实验研究

厌氧颗粒污泥的培养和保持是EGSB反应器使用中的关键问题.通过改变常规EGSB反应器出水回流方式,将出水与回流水在沉淀区分离,能得到更好的水力条件,离散率更高,并且反应器内的死区减少,有效颗粒污泥的质量分数能提高13%,出水SS最大降低65 mg/L,从而有利于厌氧反应器内有效颗粒污泥的生长和更有效地去除污染物.