Quá trình Phát tán vật chất trong các cửa sông và vùng nước ven bờ ( ĐH khoa học tự nhiên ) - Chương 6

Mô hình hóa quá trình Phát tán6.1 Giới thiệu Nói chung, các nghiên cứu phát tán nhằm mục đích định lượng độ pha loãng đạt được trong một thời gian nhất định, dưới những điều kiện khí quyển và hải dương đặc trưng. Mô hình toán học cung cấp phương tiện để tính toán sự pha loãng bằng cách sử dụng dữ liệu về mức độ tăng thể tích bị chiếm chỗ bởi một khối lượng đã cho của chất phát tán. Mức độ này thường được mô tả bởi những hệ số xáo trộn, mặc dù có thể...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Quá trình Phát tán vật chất trong các cửa sông và vùng nước ven bờ ( ĐH khoa học tự nhiên ) - Chương 6 Ch¬ng 6. M« h×nh hãa qu¸ tr×nh Ph¸t t¸n6.1 Giíi thiÖu Nãi chung, c¸c nghiªn cøu ph¸t t¸n nh»m môc ®Ých ®Þnh lîng ®é pha lo·ng ®¹t®îc trong mét thêi gian nhÊt ®Þnh, díi nh÷ng ®iÒu kiÖn khÝ quyÓn vµ h¶i d¬ng ®Æctrng. M« h×nh to¸n häc cung cÊp ph¬ng tiÖn ®Ó tÝnh to¸n sù pha lo·ng b»ng c¸ch södông d÷ liÖu vÒ møc ®é t¨ng thÓ tÝch bÞ chiÕm chç bëi mét khèi lîng ®· cho cña chÊtph¸t t¸n. Møc ®é nµy thêng ®îc m« t¶ bëi nh÷ng hÖ sè x¸o trén, mÆc dï cã thÓ ¸p dôngnh÷ng ph¬ng ph¸p kh¸c, nh kü thuËt l¨ng trô thñy triÒu ph¸c th¶o trong môc 6.6.2. Nh÷ng m« h×nh s½n cã víi sù ®a d¹ng vÒ chñng lo¹i, nh÷ng kh¸c biÖt cña chóngthêng phô thuéc vµo c¸ch m« t¶ sù h¹n chÕ t¨ng trëng bëi c¸c biªn dßng ch¶y. Ch¬ngnµy ®a mét tæng quan chø kh«ng m« t¶ chi tiÕt cÊu tróc vµ øng dông cña tÊt c¶ c¸c lo¹im« h×nh kh¸c nhau. ChØ cã c¸c c«ng thøc t¬ng ®èi ®¬n gi¶n m« t¶ tríc ®©y s½n ®îcgi¶i trong ch¬ng nµy trªn c¬ së nh÷ng chi tiÕt ®· cho - ®èi víi nh÷ng m« h×nh tiªn tiÕnh¬n, hÇu hÕt ®ßi hái n¨ng lùc tÝnh to¸n ®¸ng kÓ, ngêi lµm m« h×nh cã lÏ ph¶i tham chiÕu®Õn nh÷ng tµi liÖu chuyªn m«n vÒ kü thuËt sè. Nh÷ng m« h×nh tiªn tiÕn ®îc ®Ò cËptrong ch¬ng nµy ®Ó b¶o ®¶m r»ng ngêi ®äc ý thøc ®îc ph¹m vi cña nh÷ng lo¹i m«h×nh s½n cã. Trong mét vµi hoµn c¶nh, phÇn mÒm cho mét m« h×nh nh vËy cã thÓ cã s½n,vµ nã sÏ quan träng ®èi víi ngêi dïng ®Ó hiÓu nh÷ng qu¸ tr×nh ph¸t t¸n ®· ®îc biÓu thÞb»ng to¸n häc trong m« h×nh ra sao. Ch¬ng nµy b¾t ®Çu m« t¶ sù pha lo·ng ban ®Çu cña mét chÊt næi th¶i vµo m«itrêng biÓn, khi xuÊt hiÖn t¹i nguån th¶i vµ nh÷ng nguån ®æ vµo kh¸c t¹i ®¸y biÓn. Haimôc tiÕp theo vÒ ph¸t t¸n nh÷ng ®èm loang vµ vÖt loang cung cÊp c¸c c«ng thøc cã thÓ södông ®Ó ®¸nh gi¸ cèt lâi bªn trong cña nång ®é, hoÆc pha lo·ng mµ kh«ng cÇn kh¶ n¨ngtÝnh to¸n ®¸ng kÓ. Môc tiÕp theo m« t¶ kü thuËt ngÉu hµnh, mét ph¬ng ph¸p cã c¸c øngdông thùc tÕ ®a d¹ng nhng cÇn mét tµi nguyªn tÝnh to¸n tèt. PhÇn cßn l¹i cña ch¬ngnµy ph¸c th¶o nh÷ng lo¹i m« h×nh cã thÓ ¸p dông trong c¸c cöa s«ng vµ níc ven bê. MôcvÒ nh÷ng m« h×nh mét chiÒu ®èi víi cöa s«ng b¾t ®Çu víi viÖc m« t¶ nh÷ng m« h×nh l¨ngtrô thñy triÒu. MÆc dï kü thuËt nµy ®· ®îc thay thÕ bëi nh÷ng m« h×nh gi¶i c¸c ph¬ngtr×nh c©n b»ng ®éng lîng vµ khèi lîng (c¸c môc 2.4.2 vµ 4.2.3), quy tr×nh ®îc nh¾c ®Õn®Ó chØ ra viÖc cã thÓ xÐt t¸c ®éng thñy triÒu ®Ó suy luËn sù pha lo·ng nh thÕ nµo khi x¸otrén ®îc h¹n chÕ bëi nh÷ng giíi h¹n cña mét cöa s«ng. Trong ph¸c th¶o nh÷ng m« h×nhtiªn tiÕn ë nöa sau ch¬ng nµy, ®a ra mét m« t¶ tiÕp cËn cho phÐp ph¸ huû nh÷ng chÊtdÔ bÞ ph©n hñy sinh häc. 1666.2 Pha lo·ng vµ cuèn theo b»ng Tia Trong khuyÕch t¸n rèi qua mét mÆt ph©n c¸ch, cã vËn chuyÓn khèi lîng nhngkh«ng cã vËn chuyÓn thùc tÕ cña níc. Cuèn theo kh¸c víi khuyÕch t¸n ë chç vËnchuyÓn khèi lîng kÌm theo chuyÓn ®éng thùc tÕ cña níc. Sù cuèn theo cã thÓ xuÊt hiÖnkhi mét chÊt láng ®ang lan truyÒn nhanh so víi mét chÊt láng kÒ bªn; kh¸c biÖt vËn tècgi÷a nh÷ng chÊt láng lµm cho mét chÊt láng sÏ bÞ kÐo vµo bªn trong chÊt kh¸c. VÝ dô, khiníc s«ng ch¶y ra biÓn trªn níc chuyÓn ®éng chËm vµ nhiÒu muèi h¬n ë mét cöa s«ng,nh÷ng chuyÓn ®éng t¬ng ®èi kÐo níc mÆn vµo trong dßng ch¶y mÆt, mét hiÖu øng cãthÓ lµm t¨ng thÓ tÝch vËn chuyÓn vÒ phÝa biÓn cña níc nhiÔm mÆn kho¶ng hai m¬i lÇnlu lîng thÓ tÝch ®Õn cöa s«ng do c¸c nguån s«ng nhËp vµo (Bowden, 1967). H×nh 6.1 Sù cuèn theo vµo bªn trong mét tia ®ang tråi lªn, ®îc h×nh thµnh do viÖc th¶i liªn tôc mét chÊt næi t¹i ®¸y biÓn Do sù cã mÆt cña mét thÓ tÝch níc ngät lín, chÊt th¶i hoÆc nh÷ng chÊt th¶i c«ngnghiÖp nãi chung cã mËt ®é thÊp h¬n níc biÓn. Nh vËy, nh÷ng nguån ®æ xuèng ®¸ybiÓn d©ng lªn phÝa mÆt níc vµ trë nªn lo·ng bëi sù cuèn theo cña níc biÓn ë vïng l©ncËn (h×nh 6.1). NÕu chuyÓn ®éng híng lªn cña chÊt th¶i cha ®îc ng¨n ngõa bëi sù cãmÆt cña mét líp cã mËt ®é thÊp, viÖc pha lo·ng tia tiÕp tôc t¨ng lªn cho ®Õn khi nã ®¹t®Õn mÆt níc biÓn vµ lan réng ra ®Ó h×nh thµnh mét trêng réng. Trêng nµy, ®îc coinh mét trêng s«i, thêng râ rµng nhËn ra nh mét khu vùc biÓn mÞn phÝa trªn nguån®æ. Nh÷ng dßng thñy triÒu liªn tôc mang trêng chÊt th¶i ra khái khu vùc nguån ®æ, vµdo bÞ pha lo·ng bëi x¸o trén rèi, nã h×nh thµnh mét vÖt loang më réng. Sù pha lo·ng bëi cuèn theo liªn quan ®Õn ®éng n¨ng vµ thÕ n¨ng x¶ vµ giai ®o¹nnµy cña qu¸ tr×nh pha lo·ng thêng x¸c ®Þnh tõ c«ng thøc kinh nghiÖm h¬n lµ b»ng c¸chgi¶i nh÷ng ph¬ng tr×nh c©n b»ng thÓ tÝch vµ ®éng lîng. Mét hä tiªu biÓu nh÷ng ®êngcong pha lo·ng ®îc thiÕt lËp bëi Abraham (1963) trªn c¬ së c¸c thùc nghiÖm víi tia trongnh÷ng bÓ níc yªn tÜnh. Nh÷ng ®êng cong nµy liªn hÖ sù pha lo·ng m ...