多泥沙河流水環(huán)境演變規(guī)律及仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著黃河流域社會經濟的快速發(fā)展，流域廢污水產生量與日俱增，使得黃河沿岸地區(qū)的工農業(yè)生產受到嚴重威脅。本文從黃河水沙特征及泥沙對黃河水質的影響等不同角度，進行系統(tǒng)的研究，探討了多沙河流泥沙對重金屬和典型有毒有機物的吸附、解吸、自凈、降解規(guī)律，以及小浪底水庫調水調沙條件下河流水體污染物與泥沙含量的響應關系，建立了適合多泥沙河流的水環(huán)境變遷模擬模型和仿真系統(tǒng)。論文選題對黃河及多泥沙河流的水環(huán)境變遷特征及質量保護提供了理論基礎、技術支持及管理模

2、式的借鑒。主要研究內容和取得研究成果如下： (1)泥沙與重金屬吸附機理研究的試驗表明，河流水體中泥沙濃度對其吸附重金屬的能力有顯著影響。并且當泥沙濃度達到一定高的程度時，大量泥沙會對重金屬起到一定吸附并凈化水質的作用，而單位重量泥沙吸附量的增加受到抑制。 (2)河流中泥沙粒徑與重金屬吸附特性的影響研究表明，不同的泥沙粒徑對河流水體中的重金屬吸附特性不同。河流中懸移質泥沙(d<0.01mm)對重金屬(如Cu)的吸附能力

3、遠高于d=0.01～0.025mm和d=0.025～0.05mm的泥沙。 (3)河流水體中的重金屬濃度也會影響泥沙對其的吸附效果。重金屬初始濃度越高，達到泥沙吸附平衡時的水體中重金屬濃度越高，達到吸附平衡所需的時間越短。 (4)泥沙吸附重金屬的解吸實驗表明，被泥沙吸附的銅、鋅、鉛在實驗條件下均可以被Ca<'2+>解吸，但解析速率比吸附反應緩慢得多；鈣、鎂、鈉離子對鉛、銅均有一定的解析能力，其解吸能力順序為Ca<'2+

4、>>Mg<'2+>>Na<'+>。 (5)泥沙對有毒有機物的吸附分配和表征參數(shù)試驗研究表明，對硝基氯苯在黃河泥沙一水中的吸附符合S型等溫線所表示的過程，而甲基對硫磷和1，2-二氯苯在黃河泥沙—水中的吸附符合C型吸附等溫線。 (6)研究了不同極性的有毒有機物泥沙—水分配系數(shù)，表明泥沙的有機質含量越高，1，2-二氯苯的泥沙-水分配系數(shù)K<,d>就越大，呈明顯的正相關關系。 (7)小浪底水庫調水調沙試驗中水質與泥

5、沙間的相應關系研究表明，河流中化學需氧量、總磷、氨氮、典型重金屬等因子隨河道水量、含沙量的變化而變化，呈一定的規(guī)律性，符合泥沙對污染物吸附與解析的研究結論。 (8)針對黃河多泥沙特征，考慮了河流泥沙對污染物吸附和解析的影響，對水體污染物綜合衰減系數(shù)進行研究，開發(fā)了適合多泥沙河流的水量水質模型，并通過黃河水量調度試驗，驗證了模型的可靠性。 (9)以組件技術、中間件技術、Web技術和框架理論為基礎建立了水質預測中間件框架