废水离岸处置工程是将经处理达标的污水经提升泵站后由管道输送至海洋预先选定的位置,污水经末端多孔扩散器分流后与海水充分混合,实现充分利用海洋自净能力,保护近岸海域环境的目的。近年来随着工程规模增加、海洋水动力条件限制,对于工程末端扩散器结构型式的要求也越来越高。本论文针对目前扩散器研究中对于部分结构参数不明确、水量变化大等问题开展数值模拟与物模实验研究,提出了在不同情况下扩散器参数的设计依据,并以天津南港化工园区废水离岸处置工程为例,进行了扩散器结构型式的具体实验研究工作,主要成果如下:(1)开展了扩散器出流环境效应研究,通过数值模拟与物模实验工作,研究了扩散器上升管间距、喷口射流角、水平方位角对污水稀释效果的影响。提出了扩散器上升管间距的增加,对于废水的分流具有明显的促进作用,但其间距应控制在6-8m。射流角度的增大对于污水稀释扩散具有一定的影响,水平方位角度在0-90°范围内不会对废水射流的环境效应产生决定性影响。(2)开展了扩散器水力特性研究。用数值模拟结合物理模型的技术手段,对扩散器结构参数以及外界水量等因素对工程水力特性的影响进行了计算与实验分析,重点针对污水流速、流量扩散器管道变径段数量等参数进行了分析,提出了水力特性较优的扩散器结构参数设计依据。(3)以南港化工园区废水离岸处置工程为例,进行了扩散器结构型式研究,通过研究,提出了扩散器的具体型式。长度:135m,上升管间距:7m,上升管数理:20个,单上升管喷口数:2个,水平方位角:45°,射流角度:0°,主管道内径:0.62m、0.38m、0.22m。解决了该工程排污口水动力条件差、前后期水量差距明显的技术难题,为南港化工园区污水的处置去向提供了良好的出路。