Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Моделирование процесса разбавления сточных вод в непрямолинейных водотоках.

На сегодняшний день самым распространенным методом снижения концентрации загрязняющего вещества остается разбавления - процесс, протекающий объективно вследствие перемешивания сточных вод с окружающей водной средой.

Для расчета разбавления в настоящее время используются методы В.А. Фролова - И.Д. Родзиллера и А.В. Караушева, имеющие следующие недостатки:

-      метод В.А. Фролова - И.Д. Родзиллера позволяет в расчете учесть извилистость русла реки, но не представляет возможности анализа картины загрязнения по ширине реки;

-      метод А.В. Караушева, напротив, позволяет получить детальную картину загрязнения, но только в прямолинейных руслах, не учитывает извилистость.

В настоящей работе предлагается усовершенствованная методика математического моделирования процесса разбавления, основанная на объединении обоих вышеупомянутых методов.

Нами приняты следующие допущения:

-      в пределах расчетного участка принимаем основные гидравлические параметры водотока: глубину, скорость, коэффициент Шези,- средними. Такие же допущения имеются в традиционном методе А.В. Караушева;

-      считаем, что способность потока к самоочищению ничтожно мала, так как расчетные участки имею достаточно малую длину, следовательно, в пределах створа общее количество загрязняющих веществ остается неизменным;

-      рассматривается плоская задача, то есть принято, что изменение концентрации загрязняющих веществ по глубине реки незначительно. Такое допущение справедливо для большинства равнинных рек, имеющих при большой ширине относительно малую среднюю глубину.

Расчет разбавления предлагается производить в следующей последовательности.

1.     На существующем плане реки производится разбивка на отдельные участки - меандры.

2.     Для этого на осевой линии отмечаются точки перегибы, соответствующие перекатам, и строятся соединяющие их шаги меандра. В случае, если угол смещения двух смежных излучин b составляет менее 5...10° смежные меандры объединяются в один расчетный участок. В противном случае, каждая излучина (меандр) рассматривается как отдельный расчетный участок.

Для выбранного расчетного участка определяются основные параметры водотока: средняя глубина Нср, средняя скорость Vр, коэффициент Шези С, расход сточных вод q. По методике А.В. Караушева рассчитываются размеры клеток Dx и Dy, дискретных областей, на которые разбивается расчетный участок:

; . (1)

3.     Для выбранного расчетного участка принимаем ось х вдоль течения по направлению шага меандра, а ось y нормально шагу меандра. Строим сетку по выбранным направлениям с шагом Dx и Dy.

Имеющуюся криволинейную береговую линию заменяем ломаной, соответствующей построенной координатной сетке.

4.     Производим расчет концентрации загрязняющих веществ в каждой клетке. при этом выделяются следующие расчетные случаи.

1 2 3 4 5 6 7