自然界中的河流都是蜿蜒曲折的,可以将其看成是由弯曲河段和顺直河段组合而成。要了解自然界中河流两岸排污浓度分布及污染混合区特性,需要加深对弯曲河段和顺直河段的相关研究。当下国内外关于顺直河段的相关研究相当成熟,取得了很多重要的研究成果,而对弯曲河段的相关研究几乎为空白。为了解弯曲河段排污浓度分布及污染混合区特性,本文通过地表水模型系统(SMS)的二维水动力模型(RMA2)和水质模型(RMA4)对一系列不同弯曲角度和中心半径的弯曲河段的水流和水质进行了模拟,结合模拟数据对弯曲河段的水流特征进行了阐述;并探讨了弯曲河段流场和浓度场的变化规律;然后给出了弯曲河段污染混合区几何特征参数(污染混合区长度、最大宽度和面积)的简化算法;最后探讨了弯曲河段两岸排污口位置、河流流量和水深与污染混合区的几何参数的关系。具体研究方法和得到的结论如下:1、以U型弯道为例探讨了弯道水流的基本特征,得出水流在进入弯道后表面水位发生变化,在横向上凹岸高、凸岸低,从凹岸到凸岸呈现出降低的趋势;在纵向上弯道入口高、出口低,从入口到出口同样呈现出降低的趋势,但凹岸的变化曲线是上凸的,凸岸的变化曲线是下凹的,整个弯道水面呈现一个扭曲面。弯曲河段凹岸纵向流速在弯道入口处先沿程减小、进入弯道后缓慢增大,在出弯道口突然快速增大,然后又减小的变化趋势;在凸岸则呈现与凹岸相反的变化规律;在横向上呈现凸岸高、凹岸低,从凹岸到凸岸不断增加。二维流场在弯道内因为离心力的存在,而导致向凹岸有一定的偏离,使得水流有垂直于河道指向凹岸的速度分量。2、通过对一系列不同弯曲角度和中心半径的弯曲河段凹凸岸起点处排污情况下的流场和浓度场的模拟计算,得到了流场和浓度场的变化规律,并分析了变化规律的原因。得到弯曲河段两岸流速都随着弯曲角度和中心半径的增大而减小;水深都随着弯曲角度和中心半径的增大而增大;两岸岸边流管的流量都随着弯曲角度的增大而增大,凹岸岸边流管的流量随着中心半径的增大而减小,而凸岸边则相反。同时重点展开对浓度场中的超标区域(污染混合区)的研究,分析研究了弯曲角度、中心半径以及相对允许浓度升高值对污染混合区几何特征参数的影响,得出两岸污染混合区几何特征参数都随着弯曲角度的增大而减小,随着相对允许浓度升高值得增大而减小,但凹岸污染混合区几何特征参数随着中心半径增大而减小,而凸岸则相反。同时将凹岸、凸岸以及顺直河段排污所形成的污染混合区进行对比,得出一般情况下弯曲河段中污染混合区几何特征参数小于顺直河段,而在弯曲河段中凹岸又小于凸岸。3、在顺直河段污染混合区几何特征参数理解的本构关系基础上,通过量纲-分析和曲线拟合将顺直河段的理论解进行修正得到了弯曲河段污染混合区几何特征参数的简化计算公式,并将模拟的到的结果与公式计算得到的结果进行误差分析,取得了满意的效果。4、最后以U型弯道为例,研究了排污口的位置、河流流量和水深对污染混合区的影响。对排污口位置的影响分析得出排污口在弯曲段两岸起点和终点处时,所形成的污染混合区几何特征参数相对较大,而在弯曲段其它位置则相对较小,且在凹岸随着排污口的位置从入口向出口的变化,污染混合区几何特征参数缓慢减小;在凸岸随着排污口的位置从入口向顶点的变化,污染混合区几何特征参数缓慢增大,跨过顶点之后又缓慢减小。对河流流量的影响分析得出,当水深恒定时,污染混合区几何特征参数随着河流流量的增大而不断减小。对水深的影响分析得出,当河流流量不变时污染混合区长度和面积随着水深的增大而不断减小,而污染混合区最大宽度则不随水深的变化而变化。