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水动力作用对污染物在河流水沙两相中分配的影响研究进展
  • ISSN号:1000-1980
  • 期刊名称:《河海大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:X522[环境科学与工程—环境工程] G353.11[文化科学—情报学]
  • 作者机构:[1]河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098, [2]河海大学水利水电学院,江苏南京210098
  • 相关基金:国家自然科学基金(51179055,51239003); 江苏高校优势学科建设工程项目(SYS1401); 中央高校基本科研业务费专项(2013/B14020362)
中文摘要:

通过总结近年来有关水动力作用对河流中泥沙吸附/释放重金属、磷等污染物影响研究成果,分析了水流紊动强度和流速对污染物在河流水沙两相中分配的影响规律。当水流紊动强度较低时,泥沙主要以床沙形式存在,泥沙对污染物的吸附/释放速率和强度较低;随着紊动强度增大,水沙界面切应力随之增大并促使泥沙悬浮,污染物与悬浮泥沙颗粒接触面积增大,使得泥沙对污染物的吸附/释放速率和强度显著增加。流速对污染物在水沙两相间分配的影响较为复杂。泥沙静止时,流速的增大会减小边界层厚度,增大水体溶解氧含量、氧化还原电位等参数,并使污染物在水体里的扩散由分子扩散转变为以紊动扩散为主,增强污染物在水-沙界面的交换通量,对污染物在水沙两相间的分配产生影响;随着流速进一步增大,床沙逐渐起动、悬浮,此时除上述因素外,泥沙运动状态、悬浮颗粒间碰撞强度、悬浮物的絮凝等均会对泥沙吸附/释放污染物产生影响,由于影响因素较多,作用机制复杂,目前关于泥沙运动对污染物在水沙两相间分配的影响所得结论仍存在分歧。相应的机理研究及数学模型的建立均做了较大简化。综观当前的研究成果,水沙运动及其化学生物过程等对污染物在河流水沙两相中的分配作用机理和耗氧有机物、有毒有机物等污染物与泥沙的作用机理是这一领域的未来研究重点。

英文摘要:

Through a review of recent investigations into the effects of hydrodynamic action on the adsorption/ release of pollutants ( heavy metals, phosphorus, etc.) by sediments, the influence of water turbulence intensity and velocity on the distribution of pollutants in water and sediment in rivers was analyzed. The results show that, when the turbulence intensity is low, sediments occur in a form close to bed sediment, and the rate and extent of adsorption/release of pollutants by sediments are low. As the turbulence intensity increases, the shear stress at the water-sediment interface increases, sediment suspension is promoted, and the contact area between pollutants and suspended sediment particles increases, leading to a significant increase in the rate and extent of adsorption/release of pollutants by sediments. The effect of the water velocity on the distribution of pollutants in water and sediment is complex. When the sediment is stationary, with the increase of the velocity, the boundary layer thickness decreases, the dissolved oxygen content in water and redox potential increase, the diffusion of pollutants in the water body changes from molecular diffusion to turbulent diffusion, and the pollutant exchange flux at the watersediment interface increases. With further increase of the velocity, the bed sediment gradually moves and is suspended. At this moment, the state of sediment movement, intensity of collision between suspended matters, and flocculation of sediments also have effects on the adsorption/release of pollutants by sediments. Because of the extensive factors and the complexity of the functional mechanism, there is a disagreement between results regarding the influence of sediment movement on the adsorption/release of pollutants by sediments reported by different researchers, and simplification is carried out through mechanism studies and establishment of mathematical models. It is pointed out that future studies should focus on the mechanism of the influence of the water and sediment movement a

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期刊信息
  • 《河海大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:河海大学
  • 主编:唐洪武
  • 地址:南京市西康路1号
  • 邮编:210098
  • 邮箱:xb@hhu.edu.cn
  • 电话:025-83786343
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1980
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1117/TV
  • 邮发代号:28-63
  • 获奖情况:
  • 全国优秀高校自然科学学报二等奖,全国水利系统优秀期刊,江苏省优秀期刊,中国期刊方阵“双效期刊”,中国高校精品科技期刊,2012年第四届中国高校优秀科技期刊奖,2013年首届江苏省新闻出版政府奖提名奖,2014年第五届中国高校优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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