Adwekcyjny transport zanieczyszczeń w rzece z uwzględnieniem dyfuzji dwukierunkowej w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku przepływu

• Autorzy: Bielski A.

Warianty tytułu

EN

Advection transport of river pollutants with bi-directional diffusion in the plane perpendicular to the direction of flow

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprezentowano metodę analitycznego rozwiązywania równania różniczkowego opisującego adwekcyjny transport masy z dwukierunkową dyfuzją w płaszczyźnie normalnej do przepływu w stanach nieustalonych. Rozwiązanie to umożliwia określenie rozkładu zawartości zanieczyszczeń w przekroju rzeki oraz wyznaczenie współczynnika zmienności zawartości zanieczyszczeń. Na podstawie znajomości tego współczynnika można wyznaczyć czas wymieszania zanieczyszczeń (w odpowiednim stopniu) z wodą w rzece. W celu zobrazowania opracowanej metody przedstawiono przykładową ewolucję mapy zawartości zanieczyszczeń wraz z upływem czasu oraz sposób tworzenia takich map w przypadku kilku źródeł zanieczyszczeń.

EN

The paper presents an analytical solution of the differential equation that describes advection mass transport with bi-directional diffusion in the plane perpendicular to flow under conditions of unsteady state. The solution obtained makes it possible to define the distribution of pollutant concentrations in the river cross-section and determine the coefficient of variation in the concentrations of the pollutants. Knowledge of the coefficient of variation offers the possibility for determining (up to the extent desired) the time during which the pollutants and riverine water become intermixed. To visualize the method proposed, an example was presented of time-related evolution of the pollutant concentration map, and a method was suggested, which shows how to produce such maps in the case of several pollution sources.

Słowa kluczowe

PL

zanieczyszczenie rzeki; adwekcja; dyfuzja dwukierunkowa; stan nieustalony

EN

river pollution; advection; bi-directional diffusion; unsteady state

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 34, nr 2
• Strony: 19--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., wykr.

Twórcy

autor

Bielski A.

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Wodociągów, Kanalizacji i Monitoringu Środowiska, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków,

Bibliografia

• 1. A. BIELSKI, A. GOŃKA: Wyznaczanie drogi mieszania zanieczyszczeń w ciekach wodnych. Archiwum Ochrony Środowiska 2001, vol. 27, nr 1, ss. 19–43.
• 2. E. BOEKER, R. van GRONDELLE: Fizyka środowiska. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.
• 3. K. RUP: Procesy przenoszenia zanieczyszczeń w środowisku naturalnym. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2006.
• 4. A. BIELSKI: Adwekcja z dwukierunkową dyspersją zanieczyszczeń w stanach nieustalonych w środowisku wodnym. Czasopismo Techniczne 2003, z. 7.
• 5. A. BIELSKI: Modelling of mass transport in watercourses considering mass transfer between phases in unsteady states. Part II. Mass transport during absorption and adsorption processes. Environment Protection Engineering 2011, Vol. 37, No. 4, pp. 71–89.
• 6. A. BIELSKI: Modelling of mass transport in watercourses considering mass transfer between phases in unsteady states. Part I. Mass transfer process for periodic and aperiodic changes of concentration. Environment Protection Engineering 2011, Vol. 37, No. 1, pp. 35–51.
• 7. W. CZERNUSZENKO: Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w rzekach i kanałach. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa 1983.
• 8. W. CZERNUSZENKO: Naturalne mieszanie w rzekach. Archiwum Hydrotechniki 1986, z. 1–2.
• 9. Z. KEMBŁOWSKI, S. MICHAŁOWSKI, G. STRUMIŁŁO, R. ZARZYCKI: Podstawy teoretyczne inżynierii chemicznej i procesowej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1985.
• 10. C. ZOPPOU, J.H. KNIGHT: Analytical solution of a spatially variable coefficient advection–diffusion equation in up to three dimensions. Applied Mathematical Modelling 1999, Vol. 23, pp. 667–685.
• 11. M. DRAGO, B. CESCON, L. IOVENITTI: A three-dimensional numerical model for eutrophication and pollutant transport. Ecological Modelling 2001, Vol. 145, No. 1, pp. 17–34.
• 12. J.M. SAWICKI: Migracja zanieczyszczeń. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2003.
• 13. G.L. BOWIE, W.B. MILLS, D.B. PORCELLA, C.L. CAMPBELL, J.R. PAGENKOPF, G.L. RUPP, K.M. JOHNSON, P.W.H. CHAN, S.A. GHERINI, C.E. CHAMBERLIN: Rates, Constants, and Kinetics Formulations in Surface Water Quality Modeling. EPA-600/3-85/040, U.S. EPA, Athens, GA 1985.
• 14. J.L. MARTIN, S.C. McCUTCHEON: Hydrodynamics and Transport for Water Quality Modeling. CRC Press 1999.
• 15. S.C. CHAPRA: Surface Water Quality Modeling. Waveland Press 2008.
• 16. P. WESSELING: Principles of Computational Fluid Dynamics. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2001.
• 17. N. SU: Generalisation of various hydrological and environmental transport models using the Fokker-Planck equation. Environmental Modelling & Software 2004, Vol. 19, pp. 345–356.
• 18. P.M. ROWIŃSKI: Modelowanie transportu zanieczyszczeń w rzekach na przykładzie rzeki Narwi. Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk, Warszawa 2005.
• 19. J. SZARAWARA, J. SKRZYPEK: Podstawy inżynierii reaktorów chemicznych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1980.
• 20. W. ŻAKOWSKI, W. KOŁODZIEJ: Matematyka. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2003.
• 21. J. BOUCHEZ, E. LAJEUNESSE, J. GAILLARDE, C. FRANCE-LANORD, P. DUTRA-MAIA, L. MAURICE, C. GUALTIERI: Discussion: Turbulent mixing in the Amazon River: The isotopic memory of confluences. Earth and Planetary Science Letters 2010, Vol. 290, pp. 37–43; Earth and Planetary Science Letters 2011, Vol. 311, No. 3–4, pp. 448–450.