Возникновение затопленных струй может быть спровоцировано как техногенными авариями, так и природными факторами. Так или иначе, исследование распространения струи представляет особый интерес, в особенности, когда важно спрогнозировать поведение струи.
При повреждении скважины или трубопровода нефтепродукты, попадая в водоем, распространяются в виде затопленной струи. Плавучими струями (в англ. литературе plume, buoyant plume) называют струйные течения, в которых в качестве основного источника энергии движения выступают силы плавучести [1]. Вынужденной плавучей струей (jet, buoyant jet) называют струйные течения, обладающие начальным импульсом.
Как известно, в случаях движения жидкостей друг относительно друга возникают поверхности тангенциального разрыва. Тангенциальный разрыв претерпевают такие параметры струи, как скорость, температура, концентрация примеси. На поверхности тангенциального разрыва возникают вихри, вследствие чего происходит обмен конечными массами (молями), т.е. поперечный перенос количества движения, тепла и примесей. В результате на границе двух струй формируется область конечной толщины с непрерывным распределением скорости, температуры и концентрации примеси. Такая область называется струйным турбулентным пограничным слоем. Ядро струи (рис. 1) – область, лежащая между внутренними границами пограничного слоя.
Часть струи, в которой имеется потенциальное ядро течения, называется начальным участком. Согласно опытам на данном участке струи статическое давление постоянно во всей области течения, поэтому скорость в потенциальном ядре струи постоянна. На некотором расстоянии от конца начального участка струйное течение приобретает такой же вид, как течение жидкости из источника бесконечно малой толщины. Этот участок называют основным.
Параметры струи полностью определяются значениями осевой линии и радиуса струи. В результате проведенных в работе [2] экспериментов было выявлено, что форма затопленной струи имеет распределение Гаусса.
– начальная скорость струи, 
– скорость окружающей среды, R – радиус струи, 
– угол расширения внешней границы струи
Различают однофазные и многофазные струи. Основное различие состоит в природе отделения дисперсной фазы. В однофазных струях струя хорошо смешивается с окружающей жидкостью, её движение обусловлено течением окружающей среды. В многофазных средах динамика распространения струи связана с дисперсной фазой, обеспечивающей плавучесть струи. Такое различие между однофазными и многофазными струями имеет особое значение в случае стратификации или действия на струю поперечного течения окружающей воды.
На рис. 2 показана схема глубоководного разлива струи, состоящей из нефти и газа. Первоначально смесь нефти и газа поднимается, как струя, затем постепенно она может терять свою динамику и плавучесть под действием течения окружающей жидкости в стратифицированной среде океана. Газ, поднимаясь, расширяется из-за перепада давлений и, следовательно, увеличивает плавучесть струи. Согласно экспериментальным исследованиям при достижении нейтрального уровня плавучести (плотность струи равна плотности окружающей воды) нефть и газ движутся, как отдельные капли и пузырьки [3], [4]. Достижение струи нейтрального уровня плавучести зависит от ряда факторов, таких как стратификация окружающей среды, плотность нефти, глубина и начальная скорость струи.
