冲积河流重金属污染物迁移转化数值模拟控制方程及其物理意义  

作　　者：黄岁樑[1] 

机构地区：[1]南开大学水环境数值模拟研究室,天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室,南开大学环境污染过程与基准教育部重点实验室,南开大学环境科学与工程学院,天津300071

出　　处：《中国科学：技术科学》2010年第5期515-524,共10页Scientia Sinica(Technologica)

基　　金：天津市科学技术委员会项目(批准号:09ZCGYSF00400);国家水专项(批准号:2009ZX07209-001);水利部公益类项目(批准号:200801135);国家自然科学基金项目(批准号:50479034)资助

摘　　要：基于以前重金属污染物在冲积河流中迁移转化的研究,本文运用环境化学、水力学、泥沙运动力学的基本原理并考虑到有关研究的最新进展,推导建立重金属污染物在冲积河流中迁移转化的数学模型,并以平面二维模型为例给出详细的推导过程和三个简化的计算实例.该数学模型由水流控制方程、泥沙运动控制方程、重金属迁移转化控制方程和悬移质泥沙颗粒相、推移质泥沙颗粒相和床沙颗粒相重金属污染物吸附解吸型对流扩散方程组成.重金属污染物迁移转化方程是一个质量平衡方程,它表明冲积河流中泥沙运动是如何影响重金属污染物迁移转化的.作为以前工作的一个重要进展,悬移质颗粒相、推移质颗粒相和床沙颗粒相重金属污染物吸附解吸反应动力学(或反应动力学简化为"型")对流扩散方程是室内静态实验结果的延伸,它综合考虑物理输移,即对流、扩散和化学反应,这里主要是吸附解吸作用.应用本模型对三个简化的实例进行计算,即模拟计算重金属污染物在恒定、均匀挟沙水流中的迁移转化.所得计算结果合理,进一步阐明泥沙运动在重金属污染物迁移转化中的作用.理论分析和实例计算表明,重金属污染物在冲积河流挟沙水流中的迁移转化不仅具有一般污染物对流扩散的共性,而且具有因泥沙运动而带来的特性.

关 键 词：重金属 迁移转化 水、泥沙和污染物相互作用 冲积河流 数值模拟 

分 类 号：X52[环境科学与工程—环境工程]