水资源保护实践-污染物扩散效果

浓度的3种形式：C：浓度的瞬时脉动值；：浓度C的时均浓度；：浓度C的时均浓度的空间平均浓度。

1.分子扩散（molecular diffusion）

式中　Dm——分子扩散系数，指单位浓度下物质在单位时间内通过单位面积的量，其在大气中为10-5m2/s，水流中为10-9～10-10m2/s。分子扩散是各项同性的，都是由浓度高向浓度低的质点迁移，故都应取负梯度方向。

2.湍流扩散（turbulent diffusion）

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，Ex为湍流扩散系数，在低空中，湍流扩散系数要比分子扩散系数大得多，垂直方向为10-6～10-5m2/s，水平方向为10-3～10m2/s。湍流流场中，湍流的扩散系数是各向异性的，湍流的扩散作用只有在计算中用时间平均值来描述物质浓度时才能体现出来，如果直接用的瞬时值来计算就不会出现湍流的扩散项。在多数情况下，分子扩散项相比湍流扩散项要小很多，在计算中不考虑。(www.xing528.com)

3.弥散作用（dispersion）

是由于流体在横断面上各点的实际流速不均匀所产生的剪切而导致的分散现象，河流中的弥散主要由河床剪切阻力造成的，河口则主要由水流的交汇层化所引起。这种弥散作用只有在由三维至二维以至一维的简化过程才出现，在对河流的一维模拟和对海洋的二维模型中弥散作用在扩散中起主导作用。

前者能对垂向平均的河流、河口二维、一维弥散系数作出合理解释。后者在当代的三维模型中被广泛的采用，其优点：①与模型网格空间尺度成正比；②与流速的空间梯度成正比，与湍流理论相一致。