Численное моделирование разбавления и переноса высокоминерализованных рассолов в турбулентных потоках

Аннотация

Предложена и реализована трехуровневая схема расчетов переноса и разбавления высокоминерализованных рассолов в водных объектах. На первом уровне используется одномерная гидродинамическая модель, построенная на основе системы уравнений Сен-Венана и охватывающая всю расчетную область. Результаты, полученные в рамках одномерной модели, используются при задании граничных условий в модели второго уровня, базирующейся на системе уравнений мелкой воды. Численные данные двумерной модели на втором уровне являются достаточными, если в створе начального разбавления не наблюдается значительной плотностной стратификации и допустимо, по условиям задачи, использование гидродинамических характеристик, осредненных по глубине потока. В противном случае необходимо трехмерное рассмотрение задачи. Трехмерное моделирование проведено для участка водного объекта, примыкающего к месту сброса избыточных рассолов. Рассмотрены два варианта расположения выпускного устройства. Установлено, что в случае, когда выпускное устройство находится вблизи дна, наблюдается значительная неоднородность распределения примеси по глубине. Расположение источника примеси вблизи свободной поверхности ведет к лучшему разбавлению рассолов и позволяет уменьшить накопление загрязняющих примесей в придонной области. На основании результатов трехмерных расчетов рекомендовано расположение устройств сброса высокоминерализованных тяжелых рассолов вблизи свободной поверхности.