污水排放工程水力學

前言

　　污水排放工程水力學（Waste Discharge Hydraulics）匯集污水排放工程中遇到的廣泛而又特殊的水力學問題及其解決方法，包括關于污染物進入受納水體后的運動規(guī)律的知識和排放工程自身的水力設計兩部分。由于這兩部分內(nèi)容的相互關系密切，因此把它們放在一起，有利于從解決污水排放的水力學問題的角度自成一統(tǒng)，這是本書在內(nèi)容組織上的特別考慮。實際上前述的第一部分就是環(huán)境水力學的主要內(nèi)容；第二部分則接近傳統(tǒng)水力學的有關內(nèi)容。　　隨著我國的經(jīng)濟和城市化規(guī)模日益擴大，水資源消耗和污水排放量顯著增加，如何利用水力學理論和方法減輕水污染或避免水污染危害是常常要擺到工程技術人員面前的課題。本書作者長期在環(huán)保專業(yè)科研機構工作，轉向左邊，會面對基礎研究任務；轉向右邊，會面對大量實際問題。本書力圖盡量利用上述有利條件，在方法介紹時一方面努力做到闡述基本概念、機理和理論基礎的系統(tǒng)性和完整性，另一方面又尤其注重與實際應用相結合，特別是與環(huán)境管理的要求相結合。　　為了使一般讀者都能掌握和應用本書介紹的方法，本書著重總結了針對各種實際問題的計算公式——解析的和經(jīng)驗的，某些地方還刻意做了有益的簡化。當對同一個問題有多個解決方法或計算公式時，則加以分析對比，以推薦相對較可靠的公式或方法。由于本書涉及的學科內(nèi)容遠遠未達到最終成熟和完善，因此介紹中作者對存在的問題也特別給予提示，以期引起研究者的注意和興趣?！　”緯噲D盡量吸收相關學科近年的最新研究成果，也包括了作者本人近十年的若干研究成果和學術觀點。書中相當部分的內(nèi)容來自作者在香港大學講課時的講義。作者對李行偉（Joseph H. W. Lee）教授允許使用他多年蔸集的資料及給予的真誠鼓勵表示衷心的感謝?！　”緯牟鍒D由鄭琪和黃華毅兩位研究生精心制作，彭海君高級工程師也準備了部分插圖，在此一并致謝。作者還想借此機會感謝家人特別是妻子林芝給予的一貫支持?！　∮捎谧髡咚接邢蓿又蓵鴤}促，書中一定存在不少缺點錯誤，誠望讀者指正。

內(nèi)容概要

　　《污水排放工程水力學》在討論污染物在水體中的運動機理基礎上，針對污水（或污染物）排到河流和海洋的各種情形，系統(tǒng)地介紹了各種排放條件及環(huán)境條件下排放點近區(qū)稀釋度、混合區(qū)及中遠區(qū)污染帶的解析與經(jīng)驗計算方法，包括可降解物質濃度場的解析計算，同時總結了污水海洋處置放流系統(tǒng)的水力設計理論，包括海水清除與防止入侵設計。《污水排放工程水力學》中對解決同一問題的不同方法進行了比較分析，進而推薦較為可靠的方法。　　《污水排放工程水力學》吸取了近年該學科的許多最新研究成果，包括作者本人近十年的若干有關研究成果和新的學術觀點?？晒┡潘こ淘O計、環(huán)境咨詢、科研與監(jiān)測人員和大專院校有關專業(yè)師生閱讀。

作者簡介

　　郭振仁，先后畢業(yè)于重慶建筑工程學院、清華大學和中國水利水電科學研究院，1988年獲博士學位。歷任國家環(huán)境保護總局華南環(huán)境科學研究所研究室主任、高級工程師、科技處處長、副所長、研究員。1992～1993年在倫敦大學英皇學院及帝國理工學院做研究工作。1993-1994年在加拿大紐芬蘭紀念大學做博士后研究，1995-1998年被聘為該?？妥淌凇?999-2000年在香港大學任教。主要研究領域為環(huán)境水力學、河流與近海水質保護、環(huán)境管理政策與標準、環(huán)境影響評價與環(huán)境規(guī)劃。主持過數(shù)項國家重點項目和國際合作項目，獲得省部級和廳局級科技進步獎10項，在國內(nèi)外正式發(fā)表論文30多篇。

書籍目錄

前言第一章 緒論第一節(jié)污水排放工程提出的水力學任務一、岸邊排放二、污水海洋處置三、污水排放與射流四、污染物濃度場過程五、放流系統(tǒng)水力學第二節(jié)環(huán)境保護要求與策略一、有關的環(huán)境標準二、滿足水質要求的基本策略第二章 污染物在水體中的運動第一節(jié)隨流第二節(jié)分子擴散第三節(jié)紊動擴散一、水流紊動現(xiàn)象二、經(jīng)典紊流理論概要三、紊流的輸運作用四、隨流-擴散方程第四節(jié)剪切流中的離散一、剪切流中的離散現(xiàn)象二、一維層流中的離散三、一維紊流中的離散四、非恒定剪切流中的離散五、二維與三維流動中離散問題第五節(jié)關于幾種運動形式的總結與討論第六節(jié)降解第七節(jié)污染物運動的基本方程一、按水流特點考慮二、按排放源考慮第三章 河流中的濃度場計算第一節(jié)隨流-擴散方程的解一、靜水瞬時源二、動水瞬時源三、靜水連續(xù)源四、動水連續(xù)源第二節(jié)天然河流中的混合一、河流中混合的三個階段二、河流中的紊動擴散系數(shù)三、河流的縱向離散系數(shù)第三節(jié)保守物質的濃度場一、三維區(qū)段二、二維區(qū)段三、一維區(qū)段四、邊界反射問題第四節(jié)可降解物質的濃度場一、一維問題二、二維問題第五節(jié)累積流量坐標法一、基本方程及其解二、流量-坐標關系作圖法第六節(jié)允許排放量計算一、一維計算二、二維檢驗第七節(jié)改善解的可信度的方法第四章 污水海洋處置初始稀釋第一節(jié)基本假定和基本方法一、射流、羽流和浮射流的區(qū)分二、關于射流和羽流的三個假定三、射流和羽流的基本研究方法第二節(jié)靜水條件下的紊動射流一、紊動射流的動量守恒二、圓射流三、平面射流四、周邊射流五、小結第三節(jié)靜水條件下的浮力羽流一、羽流浮力通量守恒二、點源浮力羽流三、線源浮力羽流四、小結五、射流與浮力羽流的對比總結第四節(jié)靜水條件下的浮射流一、浮射流的特征長度二、圓形浮射流的計算三、平面浮射流的稀釋度計算四、浮力周邊射流第五節(jié)環(huán)境水體分層條件下的計算一、環(huán)境分層條件下浮力羽流的運動二、線性分層條件下的計算三、非線性分層條件下的計算第六節(jié)浮射流傾角的影響一、均勻環(huán)境下的積分模型數(shù)值解二、均勻環(huán)境下的計算公式三、環(huán)境分層條件下的計算公式四、環(huán)境分層條件下的數(shù)值計算第七節(jié)動水條件下的計算一、在流動水體中的浮射流二、三個經(jīng)驗公式及其問題三、量綱分析與漸近分析四、熱子類比五、公式總結及討論六、密度分層橫流中的浮射流七、橫流中的水平浮射流八、流動水體中的周邊射流九、橫流中的線源浮力羽流十、數(shù)學模型第八節(jié)表面射流，一、排入靜水的浮力表面射流二、排入動水的浮力表面射流第五章 混合區(qū)與后續(xù)稀釋第一節(jié)后續(xù)稀釋一、污染物在海洋中的紊動擴散二、布魯克斯模型三、潮汐回蕩作用下的計算第二節(jié)混合區(qū)一、混合區(qū)的定義二、污水場的近區(qū)形態(tài)三、混合區(qū)的近似估計第三節(jié)可降解物質的濃度預測一、一般公式二、大腸菌群濃度計算第六章 放流系統(tǒng)水力設計第一節(jié)滿足環(huán)境要求的系統(tǒng)設計一、基本步驟與要求二、擴散器長度初步估算三、孔口及其間距設計第二節(jié)擴散器水力設計一、出流系數(shù)法二、動壓頭法三、立管均勻出流設計第三節(jié)海水清除與防止入侵設計一、清除流量與入侵臨界流量的估算公式二、適用于頂部連接的擴散器的數(shù)學模型三、適用于底部連接的擴散器的數(shù)學模型四、影響清除與入侵的因素分析五、關于數(shù)學模型的幾點討論參考文獻習題附錄Ⅰ 海水密度的一種估計方法附錄Ⅱ 污水海洋處置工程污染控制標準

章節(jié)摘錄

　　對污水可以采用岸邊排放的方式排放，也可以采用離岸排放的方式排放。離岸排放的目的是使污水更好地與環(huán)境水體混合而被稀釋，從而形成比岸邊排放較低的濃度分布，使環(huán)境要求更容易得到滿足。而且，岸邊水體往往是人群接觸較頻繁、使用較多的水體，因而是更敏感和應優(yōu)先保護的水體。然而，污水岸邊排放是一種最為普遍的傳統(tǒng)做法。有些岸邊排放的污水是經(jīng)過處理的（排放口即污水處理設施的出水口），被認為沒有必要再進行離岸排放。而許多岸邊排放的污水則完全沒有經(jīng)過處理，這是因為我國目前尚無足夠的投入對所有污水采取完全的工程措施加以治理之故?！　∥鬯哆吪欧趴梢允峭ㄟ^明渠排放，這些明渠有些是人工襯砌的規(guī)則渠道，有些則可能完全是天然的河溝。在污水排往單向河流的情形，明渠岸邊排放形成的近區(qū)污水場如圖1.1 （a）所示。岸邊排放也可以是通過暗渠或管道從水下潛沒排放。在排往單向河流的情形，潛沒排放所形成的近區(qū)污水場如圖1.1 （b）所示。如果污水出口流速“。與環(huán)境水體流速U之比較?。ㄈ鐄n／U（1），污水場則會附著河岸邊壁。如果污水排往具有往復流的潮汐河流、河口或海灣，則污水場就要復雜得多。在污水排往靜水（如湖泊）的情況下，所形成的表面或潛沒污水場則如圖1.1 （c）所示。

圖書封面

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