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。
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。