环境流体力学

本书系统地阐述了环境流体力学的基本概念、基本理论及*新研究成果，主要内容包括：环境污染问题、环境污染的基本概念、扩散理论、剪切流离散、射流、羽流、浮射流、大气污染扩散分析、水质模型、地下水污染模型等。为便于读者自学，本书内容力求写得通俗易懂，对一些数学处理给出了比较详细的推导过程，并列举了一些例题。书末附有环境流体力学常用术语中英文对照表和详细的参考文献，以便读者深入研究时参考。本书可作为水利类、环境类、土木类专业高年级本科生和研究生的教材，同时可供有关专业的学生、教师、科研人员及工程技术人员参考。

前言
第1章绪论1
1.1环境污染问题1
1.1.1大气环境污染问题1
1.1.2海洋环境污染问题2
1.1.3河流污染问题4
1.1.4河口污染问题4
1.1.5湖泊污染问题5
1.1.6水库污染问题6
1.1.7地下水污染问题7
1.1.8热污染问题8
1.1.9城市水环境问题8
1.2环境污染的基本概念9
1.2.1污染源的分类9
1.2.2水与空气环境质量的度量指标9
1.3环境质量标准14
1.3.1地表水环境质量标准15
1.3.2环境空气质量标准16
1.3.3地下水质量标准16
第2章扩散理论17
2.1Fick定律与扩散方程17
2.1.1Fick定律17
2.1.2扩散方程18
2.2瞬时源扩散20
2.2.1瞬时源一维扩散20
2.2.2瞬时源二维、三维扩散22
2.2.3瞬时源迁移扩散23
2.3连续源扩散24
2.3.1等强度连续点源的一维扩散24
2.3.2等强度连续点源的三维扩散25
2.3.3等强度连续点源的迁移扩散26
2.3.4变强度连续点源的一维扩散27
2.3.5分布连续源的一维扩散27
2.4有限空间中扩散28
2.4.1一侧有边界的一维扩散29
2.4.2两侧有边界的一维扩散29
2.5分子扩散的随机游动理论30
2.6紊动扩散的拉格朗日法32
2.7紊动扩散的欧拉法36
2.7.1紊动扩散方程36
2.7.2紊动Schmidt数37
2.8岸边排放与中心排放污染带的计算38
2.8.1污染带浓度分布39
2.8.2污染带宽度40
2.8.3均匀混合的纵向距离40
第3章剪切流离散43
3.1圆管剪切流离散43
3.1.1剪切流离散基础43
3.1.2圆管层流离散分析47
3.1.3圆管紊流离散分析48
3.2明渠剪切流离散49
3.3非恒定剪切流离散52
第4章射流、羽流和浮射流57
4.1紊动射流基本方程58
4.1.1紊流基本方程58
4.1.2紊流边界层方程60
4.2紊流的半经验理论60
4.2.1Prandtl混合长度理论61
4.2.2Prandtl自由紊流理论62
4.3自由紊动射流的一般特性63
4.3.1断面流速分布的相似性64
4.3.2射流边界的线性扩展64
4.3.3动量通量守恒65
4.4紊动平面射流66
4.4.1紊动平面射流的理论解67
4.4.2紊动平面射流的主体段68
4.4.3紊动平面射流的初始段长度71
4.4.4紊动平面射流的浓度分布71
4.5紊动圆形射流72
4.5.1紊动圆形射流的理论解72
4.5.2紊动圆形射流的主体段74
4.5.3紊动圆形射流的初始段长度75
4.5.4紊动圆形射流的浓度分布76
4.6羽流77
4.6.1积分方法78
4.6.2量纲分析法84
4.7圆形浮射流86
4.7.1静止均质环境中圆形浮射流86
4.7.2线性分层环境中圆形浮射流97
4.8平面浮射流102
4.8.1静止均质环境中平面浮射流102
4.8.2线性分层环境中平面浮射流110
4.9浮射流的量纲分析法114
第5章大气污染扩散分析120
5.1大气分层120
5.1.1对流层120
5.1.2同温层121
5.1.3中间层122
5.1.4电离层122
5.1.5外逸层122
5.2影响大气污染的气象条件和下垫面状况123
5.2.1风123
5.2.2大气稳定度125
5.2.3逆温层129
5.2.4下垫面局地风对污染扩散的影响131
5.3烟囱排放的烟流形态134
5.4烟流扩散分析139
5.4.1烟流抬升高度的计算139
5.4.2扩散参数的确定142
5.4.3烟流落地浓度的计算146
5.4.4烟囱高度及出口直径的确定160
5.5机动车尾气扩散分析163
5.5.1无限长线源的扩散模式163
5.5.2有限长线源的扩散模式164
5.5.3线源强度165
第6章水质模型167
6.1河流BOD-DO耦合模型167
6.1.1Streeter-Phelps模型167
6.1.2Thomas修正模型169
6.1.3O'Connor修正模型169
6.1.4Camp-Dobbins修正模型170
6.1.5复氧系数与耗氧系数170
6.2河流综合水质模型173
6.3湖泊水质模型180
6.3.1Vollenweider模型180
6.3.2湖泊综合水质模型182
6.4重金属污染模型187
6.4.1重金属污染问题187
6.4.2重金属迁移模型189
第7章地下水污染模型192
7.1概述192
7.1.1污染源192
7.1.2多孔介质192
7.1.3弥散方程193
7.2地下水污染的随机模型193
7.3地下水污染的黑箱模型195
7.4地下水污染问题的解析解196
7.4.1半无限长土柱中连续注入示踪剂的运移模型196
7.4.2半无限长土柱中短时间注入示踪剂的运移模型199
7.4.3地下放射性物质的弥散问题200
7.4.4地下水污染径向弥散问题201
7.4.5地下水污染平面二维弥散问题（瞬时注入情形）202
7.4.6地下水污染平面二维弥散问题（连续注入情形）203
参考文献205
附录常用术语中英文对照表211