角形区域顶点排放浓度分布的实验分析

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1、青岛理工大学工学硕士学位论文摘要水是一种不可替代的自然资源，同时还是生态系统的支持物质。在经济建设，社会发展和人民生活中占有极其重要的位置。但由于管理不善、资源匮乏、环境变化及基础设施投入不足等因素的影响，全球约有11亿人无法获得安全的饮用水，26亿人缺乏基本卫生设施。同时，水污染也进一步蚕食着大量可供利用的水资源，危害着人类的健康。被污染的水正在对农业、工业、渔业、人体健康和生态环境平衡造成恶劣的影响。水质问题已经成为管理和合理开发利用水资源必须解决的首要问题之一。水生态环境恶化以及水资源短缺越来越成为制约国民

2、经济发展的重要因素，水环境保护已经成为当今世界面临的主要任务之一。现实河岸地形大多为倾斜岸坡，排污口一般设在岸边，横向与垂向扩散系数会有一定的差别。过去研究岸边排污问题时一般忽略横向与垂向扩散系数不等这一影响因素，致使研究结果产生了一定的偏差。本文在考虑横向与垂向扩散系数不等的情况下对倾斜岸顶点排污问题展开讨论，在倾斜岸河库污染物浓度分布理论的基础上，设计制造了立面二维变坡污染扩散实验装置，开展不同角形域内角角度和不同扩散系数比值条件下的顶点瞬时排污实验。研制能够使水体紊动的屏幕振荡系统，由于该系统能够重复产生稳

3、定的、同一强度的近似各向同性的紊流，故可借助振动格栅紊流探讨污染物在水体中的紊动扩散问题。为解决深水浓度场测量中存在的诸多问题，提出了一种新的测量深水浓度场的方法——数字图像处理技术。该技术具有不与所测浓度场直接接触；同时获得不同点的浓度值；能够较直观的观察浓度场的变化等特点，相对于其它测量方法该法具有一定的优势。数字图像处理过程主要包括彩图转化为灰度图、滤波处理、去本底操作与等浓度线绘制，该技术的编程部分利用语法规则比较简单的MATLAB语言实现。本实验用示踪剂罗丹明B模拟污染物在水体中的扩散，拍照得到不同时间

4、下物质的浓度场图像，将图像输入计算机进行处理，最终获得对应时间条件下浓度场的二维等浓度线图。进行实验结果的理论分析，获得多方案实验的角形域侧向与垂向扩散系数以及角形域浓度分布验证。IV青岛理工大学工学硕士学位论文本文紧密结合江河水库水污染控制与水环境功能区划研究中遇到的环境水力学基础科学问题，对于侧向与垂向扩散系数不相等的情况，利用示踪剂扩散实验研究倾斜岸河库污染物的浓度分布变化规律。本项目所研究内容对于江河水库水污染控制与水环境功能区划、侧向与垂向扩散系数计算、污染混合区计算、岸边排污口设计等具有十分广阔的应用

5、前景。关键词：扩散系数；屏幕振荡系统；数字图像处理；示踪剂：浓度分布V青岛理工大学工学硕士学位论文_———————-————————_——————————————————————————一AbstractWaterisirreplaceablenaturalresourc冶，whilestillsupportingtheecologicalsystem·Itisvitallvimportantintheeconomicconstruction，socialdevelopmentandpeople’Slifeetc

6、．Butowingtotheinfluencesuchasmismanagement,lackingresources，黜，ironmanalchangeandinsufficientoftheinfrastructureinvestment,thereareabout1．1billionpeoplelacksafedrinkingwaterand2．6billionpeoplelackbasicsanitationin也ewodd．Atthesametime，waterpollutionisfBrtherenc

7、roachedonaplentyofwaterwhichisnotbepolluted，andharminghuman’Shealth．Thepollutedwaterisbadlyinfluencingonagriculture，industry,fishery,humanhealthandtheenvironmentbalanceetc．Qualityproblemmustbesolvedbecauseithasaffectthereasonableexploitationandutilizationofwa

8、terresources．Theshortageofwaterre：sourceandecologicalenviromentdet甜orationhasbecomeallimportantfactortorestrictthedevelopmentofnationaleconomy．Waterenvironmentprotectionhasbecomethemainta