[拼音]：huanjing shuilixue

[外文]：environmental hydromechanics

研究污染物在水体中混合输移的规律及其应用的学科。水力学的一个新分支。工农业生产及生活中的污水、废热，未经足够处理，就排入河流、湖泊、海洋及地下水等水域中，污染水体，恶化水质，日益严重地影响生态、环境。污染物在水体中会因与水体混合，随水流输移而稀释；也会因化学、生物作用而降解。因此，水体本身有一定的自净能力。环境水力学的主要目标是，探求因混合、输移而形成的污染物浓度随空间和时间的变化关系，为水质评价与预报、水质规划与管理、排污工程的规划设计以及水资源保护的合理措施提供基本依据。

19世纪后半期至20世纪前半期，分子物理学与流体力学特别是紊流理论的发展，已经确立了分子扩散与紊动扩散的理论基础。1921年G.I.泰勒对紊动扩散进行了统计分析。20世纪20～40年代L.F.理查森、H.杰弗里斯、G.H.科立根等研究了分层流中的紊动混合。50年代G.I.泰勒、J.W.埃尔德等相继努力建立了剪切离散的理论。60～70年代H.B.费希尔等人对各种水域中的混合问题，广泛地进行了理论分析、实验研究和数值模拟。至70年代末，环境水力学发展为独立的学科。

污染物在水体中输移的方式主要有：随水流时均运动一道输移的随流，因温度差或密度分层产生浮力作用而形成的对流，分子随机运动所引起的分子扩散，紊流中因涡旋脉动作用而形成的紊动扩散，断面上流速分布不均匀而使断面平均浓度沿流改变的剪切离散。通过以上方式，污染物与周围水体不断混合，其浓度不断降低。合理地设计排污口，可以增加周围水体对污水的稀释。当出流流体的密度与周围流体相等，出流主要由初始动量驱动，则为淹没射流；若初始动量影响极小，出流主要由浮力驱动，则为羽流；一般情况下，浮力与动量均影响出流，则为浮射流。对污染物的不同情况会形成不同的浓度变化规律。首先是全溶于水且不发生化学与生物学作用的保守物质；其次考虑密度变化的影响，热水和盐水属于这一类；而后再计入化学作用、生物学作用以及冲刷沉淀等物理作用对污染物混合、输移与降解的影响。不同水域（河流、湖泊、水库、河口、海洋、地下水）特别是其中出现温度分层或密度分层水体时，所发生的混合，更有各自的特点，也分别在环境水力学中专门研究。

研究的方法有现场观测、模型试验、理论分析、数值计算等。由于因素复杂，环境水力学具有跨学科性质，除流体力学外，还涉及化学、生物学、生态学的许多边缘内容。它既是现代水力学的新分支，又是水资源保护和环境工程的重要组成部分，将日益受到重视而有着广阔的发展前景。

参考书目

H.B.费希尔等著，清华大学水力学教研组译：《内陆及近海水域中的混合》，水利电力出版社，北京，1987(H.B.Fischer，et al.，Mixing in Inland and Coas-tal waters， Academic Press，New York，1979.)

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