1、环境系统模型,一、污染物在环境介质中的运动 二、质量平衡基本模型 三、模型解析解,一、污染物在环境介质中的运动,随着介质的迁移运动 污染物的分散运动 污染物被环境介质吸收或吸附 污染物的沉淀 污染物质的衰减转化如水中与有机污染物相关的作用：生物化学分解、大气复氧、水生植物光合作用、藻类呼吸作用、底泥耗氧等,1.1 推流迁移,推流迁移是指在气流或水流作用下污染物产生的转移作用。推流作用只改变污染物的位置而不改变污染物的浓度。描写推流迁移运动状态的变量主要有污染物浓度C，气流或水流速度ux、uy、uz； 推流作用下，污染物在x、y、z 三个方向上的推流迁移通量fx、fy、fz 分别可以用迁移通量模
2、型求出：,1.2 分散作用,分子扩散 (Molecular Diffusion）湍流扩散（Turbulent Diffusion）弥散作用（Dispersion）,分子扩散是分子随机热运动引起的质点分散运动; 可用Fick第一定律描述：,（1）分子扩散（Molecular Diffusion）,式中，Ix、Iy、Iz分别为污染物沿x、y、z三个方向的分散迁移通量。Em 是分子扩散系数。分子扩散是各向同性的，式中的负号表示质点的迁移指向负梯度方向。,湍流扩散是湍流流场中物质质点由于湍流脉动而导致的由浓度高处向浓度低处的分散现象; 可用Fick第一定律描述：,（2）湍流扩散（Turbulent D
3、iffusion）,式中Ix、y、z 为x、y、z方向上由湍流扩散所导致的污染物质量通量；Ex、y、z 为x、y、z方向的湍流扩散系数；由于湍流的特点，湍流扩散系数是各向异性的。,弥散作用是由于横断面上实际的流速分布不均匀引起的，在用断面平均流速描述实际运动时，由流速不均匀引起的作用; 可用Fick第一定律描述：,（3）弥散作用（Dispersion）,式中Ix、y、z 为x、y、z方向上由弥散所导致的污染物质量通量；Dx、y、z 为x、y、z方向的弥散系数。,各种分散作用的量级,进入环境的污染物可分成守衡物质和非守衡物质两大类; 非守衡物质进入环境后因自身的衰减加快浓度的下降; 许多污染物的衰减过程基本上符合一级反应动力学规律：,1.3 污染物衰减,图 2-1 推流迁移、分散和衰减作用,二 质量平衡基本模型,2.1零维模型（箱体模型） 2.2一维模型 2.3二维和三维模型,2.1零维模型（箱体模型）,环境单元看作处于完全均匀的混合状态,2.2 一维模型,一维稳态模型在河流水质的模拟和规划中是应用较多的一类模型。,2.3二维与三维模型,三 模型解析解,3.1零维模型 3.2一维模型 3.3二维模型,3.1 零维模型,3.2一维模型,3.3二维模型,
