Расчет поперечной диффузии

Поперечная диффузия (Dy) – параметр, определяющий интенсивность распространения загрязнения по ширине участка реки. Он может определяться различными способами, выбор которого должен быть обусловлен гидрологическими характеристиками реки и имеющимися данными. Ниже приведены возможные способы расчёта Dy [3].

Методы расчета поперечной диффузии.

1. Метод Элдера (для лабораторных условий).

; ; ; (2.33)

2. Метод Потапова (для естественных течений).

. (2.34)

3. Метод Караушева (для естественных течений).

; ; . (2.35)

4. Метод Банзала (для естественных течений).

(2.36)

5. Комбинированный метод (для естественных течений).

; (2.37)

.

В этих уравнениях: R – гидравлический радиус; J – гидрологический уклон свободной поверхности реки; g – гравитационное ускорение (g = 9,80665); Н – средняя глубина реки; B – средняя ширина реки; Vx – средняя скорость течения реки; Сш – коэффициент Шези; Nш – коэффициент шероховатости русла; f – коэффициент извилистости русла; М, m – вспомогательные коэффициенты.

Концентрация начального разбавления (Сн.р.) – начальная концентрация вещества в месте выброса. При расчете начального разбавления для каждого источника любой конфигурации используются следующие соотношения:

; ; (2.38)

,

где Сср* - среднее значение концентрации (уравнение баланса вещества), Сст – концентрация стока одного источника по одному показателю, Сф – фоновая концентрация, Q – расход воды в реке, q – расход воды в источнике, Ny – число клеток по ширине реки, Nз – число клеток загрязнения. Nз рассчитывается исходя из конфигурации источника, если источник сосредоточенный, то, обычно это одна клетка.

Для каждого источника рассчитывается относительное начальное разбавление (за вычетом фоновой концентрации) и все источники помещаются на обнуленное поле концентраций, соблюдая их конфигурацию. Затем происходит перерасчет всего поля концентраций с начала участка и до конца по течению с захватом всех встретившихся источников.

Таким образом, концентрация начального разбавления для источника, находящегося ниже по течению относительно другого определяется как его относительная концентрация начального разбавления плюс относительная концентрация вещества в точке выброса плюс фоновая концентрация.