- •Расчет ндс в моря.
- •Расчет ндс в озера.
- •Расчет ндс в реки и водотоки.
- •Основное уравнение турбулентной диффузии.
- •Типизация водных объектов.
- •Решение двумерного уравнения кдп и пв методом конечных разностей.
- •Расчет коэффициентов турбулентной диффузии.
- •Основные положения методики расчета ндс.
- •Прямая и обратная задачи прогноза качества воды.
- •Понятие начальных и граничных условий.
- •Расчет кратности разбавления (для озер, морей и т.Д.).
- •Понятие неконсервативности веществ и лпв.
- •Основные положения расчета ндв.
-
Основное уравнение турбулентной диффузии.
Общее уравнение турбулентной диффузии:
где С – концентрация ЗВ, г/м3;
t – время, с;
x, y, z – координаты;
Vx, Vy, Vz – проекции скорости течения воды;
Dx, Dy, Dz – коэффициенты диффузного переноса ЗВ (диффузия – процесс выравнивания концентраций);
К1 – коэффициент неконсервативности, характеризует степень неконсервативности веществ, с-1;
Консервативное вещество – это вещества, которые не претерпевают изменений во времени, т.е. не вступают в химические реакции, не выпадают в виде осадка (ионы тяжелых металлов) и не всплывают на поверхность.
Коэффициент неконсервативности берется из физико-химичеких справочников, в них коэффициент приведен для различных температур воды.
характеристика нестационарного состояния системы.
Стационарные процессы – это процессы неизменные во времени (т.е. предприятие постоянно сбрасывает одно и тоже количество ЗВ). Для стационарного .
, , - конвективная составляющая процесса переноса ЗВ – это перенос вещества за счет скорости воды в потоке.
- диффузная составляющая переноса ЗВ, т.е. за счет коэффициента диффузии.
– составляющая характеристика неконсервативности вещества.
-
Типизация водных объектов.
При построении расчётных моделей стоит задача учёта основных факторов, определяющих процессы переноса и превращения загрязняющих веществ. В этой связи определяются тип модели, и производится идентификация её параметров.
1. По стационарности процесса:
- Стационарные задачи – задачи, в которых исследуемая функция не зависит от времени. С(x;y;z).
- Нестационарные задачи – задачи, в которых исследуемая функция зависит от времени. С(x;y;z;t).
2. По мерности:
- одномерные С(x;t);
- двухмерные С(x;y;t), С(y;z;t):
* плоская двумерная задача представляет функцию С(x;y;t) при постоянном параметре по глубине (средняя глубина на определённом исследуемом участке постоянна).
* Плановая двумерная задача отличается от плоской тем, что оставаясь по существу двухмерной, параметр по глубине Н является величиной переменной.
Для плановой задачи имеется возможность учесть глубину каждой вертикали потока, оставляя исследуемую функцию в зависимости от двух координат.
Итак, для плоской задачи в любой точке будет величина постоянная, значение концентрации среднее по глубине, для плановой задачи будет величина непостоянная.
В трёхмерной задачи - изменение концентрации, как в плоскости, так и по вертикали. Для двухмерной задачи получаем С(x;y;z).
Плановая задача является промежуточной между двухмерной и трёхмерной, более точнее – двухмерной, но не даёт возможность получить значение концентрации по вертикали, учитываются параметры глубины в каждой точке.
Трехмерная – с (х,у,z) значительно больше информации.
- трёхмерная задача. С(x;y;z;t). Применение численных методов для трёхмерных проще чем для двухмерных.
3. По изотропности:
- Изотропный (параметр во все 3 направлениях будит одинаков): Dx=Dy=Dz
-Анизотропный (параметр во все 3 направлениях будит не одинаков): Dx≠Dy≠Dz
- Смешанный (2 значения равны, а 3-е отличное): Dx=Dy≠Dz, Dx≠Dy=Dz, Dx =Dz≠Dy.
4. По однородности:
- однородные (Dx1=Dx2=Dx3=Dx4)
- не однородные (Dx1≠Dx2≠Dx3≠Dx4)
5. По консервативности:
- консервативные (-такие вещества, кот. не притерпеват каких-либо физ-хим изменений во времени)
- неконсервативные (-таке в-ва, кот. притерпеват различного рода физ-хим изменения во времени, т.е. происходит трансформация и окисл-е в-в), парамерт, хар-й неконсервативность – коэф-т некон-ти.
6. По типу граничных условий:
ГУ 1-го рода – задаётся сама исследуемая функция,
ГУ 2-го рода – её производная;
ГУ 3-го рода – задается исследуемая функция и её производная.
Граничные условия определяют закономерности условий переноса ЗВ через границу двух сред (воздух-земля, земля-вода)