本文關(guān)鍵詞：河流泥沙與污染物相互作用數(shù)學(xué)模型，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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水 20 06年 1 月文章編號(hào)： 5 .302 0 )1 0 00 0 995 (0 60 1 6 5 0

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學(xué)

報(bào) 第3 7卷第1期

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河流泥沙與污染物相互作用數(shù)學(xué)模型 禹雪中， 楊志峰，鐘德鈺， 彭期冬 ( .京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院，環(huán)境模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)窒，京 10 7;.國(guó)水利水電科學(xué)研究院水環(huán)境研究所，京 1北水北 08 52中北 3清華大學(xué)河流海洋研究所。京 10 8 )北 004 103 00 8

摘要：文分析了水流一泥沙一污染物系統(tǒng)中主要物理化學(xué)過(guò)程對(duì)水體污染物的影響，此為基礎(chǔ)推導(dǎo)了描述吸本以

附態(tài)、溶解態(tài)污染物遷移轉(zhuǎn)化的基本方程。對(duì)于河床水體之間泥沙交換產(chǎn)生的環(huán)境變化，建立了泥沙沖淤對(duì)污染 物影響的表達(dá)式，于吸附解吸作用則采用以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的泥沙吸附動(dòng)力學(xué)模式。根據(jù)三峽地區(qū)實(shí)測(cè)水沙、質(zhì)對(duì)水?dāng)?shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，究結(jié)果表明，型能夠模擬泥沙沖淤過(guò)程中污染物的交換，且可以反映泥沙吸附作用研模并

對(duì)水環(huán)境的動(dòng)態(tài)影響，以應(yīng)用于河流及水庫(kù)泥沙污染物相互作用的模擬和分析�？� 關(guān)鍵詞：流；沙；染物；學(xué)模型河泥污數(shù) 中圖分類(lèi)號(hào)： V 4 T 13文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

河流水環(huán)境系統(tǒng)中，泥沙與水流共同成為污染物的主要載體，響著污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)影 程，而最終影響著水體的生態(tài)環(huán)境條件。其中，從泥沙運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和吸持特征的變化是泥沙影響水質(zhì)主要

的兩個(gè)方面，種作用可以稱為河流泥沙的環(huán)境作用…。一方面，沙顆�？梢晕蕉喾N污染物，定這泥一 動(dòng)力條件下沉積于河床底部，在一定時(shí)間內(nèi)減小了賦存于水體中的污染物量；另一方面，當(dāng)化學(xué)、動(dòng)力等外部條件發(fā)生改變，吸附在泥沙顆粒上的污染物可能改變賦存狀態(tài)，吸附態(tài) (從固相 )移到溶解態(tài) (轉(zhuǎn)水相 )或者沉積在底泥的污染物隨著沖刷泥沙重新進(jìn)入水體，而顯著改變著上覆水體的化學(xué)構(gòu)成，至，從甚造成水體的二次污染。。通過(guò)數(shù)學(xué)模型的方法對(duì)以上過(guò)程進(jìn)行描述，以詳細(xì)了解和分析河流泥沙物 可理及化學(xué)過(guò)程對(duì)

水體環(huán)境演化的影響。這方面已經(jīng)進(jìn)行的研究大體可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是分別建立溶解態(tài)、附態(tài)污染物的數(shù)學(xué)方程，控制方程中一般采用綜合項(xiàng)對(duì)泥沙沉降一懸浮進(jìn)行描述 J稱為分吸在，相模型。另一類(lèi)則是建立水體中溶解態(tài)污染物輸移轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)方程，沙沖淤、附和解吸作用在方程泥吸中進(jìn)行統(tǒng)一描述，為整體模型。對(duì)于泥沙運(yùn)動(dòng)過(guò)程的影響，稱一些研究者采用概化的方法，污染物輸在移轉(zhuǎn)化方程中以沉降系數(shù)的形式對(duì)泥沙運(yùn)動(dòng)的環(huán)境影響進(jìn)行表達(dá)；一部分研究者則引入河流動(dòng)力學(xué)中床沙懸沙交換的理論，合泥沙吸附污染物的狀態(tài)建立數(shù)學(xué)模式結(jié)。 本文在分析泥沙環(huán)境作用主要過(guò)程的基礎(chǔ)上，建立了溶解態(tài)、附態(tài)污染物輸移轉(zhuǎn)化的基本方程，吸

重點(diǎn)討論了泥沙沖淤、吸附解吸對(duì)水體環(huán)境影響的描述方法，建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，對(duì)并對(duì)河流 泥沙環(huán)境作用模擬研究中存在的主要問(wèn)題進(jìn)行了討論。

1泥沙環(huán)境作用主要過(guò)程分析 如圖 1所示，然河流中的泥沙環(huán)境作用主要包括 3個(gè)過(guò)程： 1伴隨泥沙沖淤，染物在底泥 (天 ()污床沙)和水體之間的交換，水體中污染物的賦存量發(fā)生動(dòng)態(tài)變化；2通過(guò)吸附解吸過(guò)程，染物在水沙兩 ()污

收稿日期：050—8 20.50基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目(0 3 B 124; 20 C 4 50 )三峽建設(shè)委員會(huì)三峽水庫(kù)水污染控制研究專題

作者簡(jiǎn)介：禹雪中(9 1。河南開(kāi)封人， 17一)男，博士生，，高級(jí)工程師。主要從事水環(huán)境模擬研究。Em i x u w (T - a: v@i . i lz h￣l O ~

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