重金属随泥沙迁移过程的数学模型

高级搜索

全国中文核心期刊
中国科技核心期刊
美国工程索引（EI）收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

重金属随泥沙迁移过程的数学模型

王靖宇, 方红卫, 黄磊, 陈益山, 何国建

文章导航 > 水科学进展 > 2014 > 25(2): 225-232

王靖宇, 方红卫, 黄磊, 陈益山, 何国建. 重金属随泥沙迁移过程的数学模型[J]. 水科学进展, 2014, 25(2): 225-232.

引用本文:

王靖宇, 方红卫, 黄磊, 陈益山, 何国建. 重金属随泥沙迁移过程的数学模型[J]. 水科学进展, 2014, 25(2): 225-232.

WANG Jingyu, FANG Hongwei, HUANG Lei, CHEN Yishan, HE Guojian. A transport model for heavy metals in sediments[J]. Advances in Water Science, 2014, 25(2): 225-232.

Citation:

WANG Jingyu, FANG Hongwei, HUANG Lei, CHEN Yishan, HE Guojian. A transport model for heavy metals in sediments[J]. Advances in Water Science, 2014, 25(2): 225-232.

重金属随泥沙迁移过程的数学模型

清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京 100084

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51139003）

作者简介:
王靖宇（1987—），男，江苏太仓人，博士研究生，主要从事环境泥沙及水沙数值模拟方面研究。 E-mail：wangjingyu09@mails.tsinghua.edu.cn

中图分类号: P333.4;TV131.2;X143

A transport model for heavy metals in sediments

State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No 51139003).

摘要: 为更加准确地模拟重金属随泥沙迁移的过程，避免传统模型在描述重金属的吸附解吸时只能片面地考虑简单物理过程的不足，在水沙输移模拟的基础上，同时考虑了重金属随泥沙迁移的物理和化学过程，建立了完整的水动力-泥沙-重金属迁移数学模型。模型利用泥沙颗粒表面复杂形貌与电荷的关系来修正表面络合模型并以此分析了水体中的重金属与泥沙颗粒表面基团间的化学成键作用，同时根据化学反应的不同条件，并结合床面冲淤，将床面泥沙分为有氧层和无氧层分别考虑重金属的沉积与再释放。模型模拟了水槽试验中重金属Ni随泥沙迁移的情况，计算结果与实测数据的对比表明了建立的模型可以合理地反映重金属随泥沙的迁移过程。
- 数学模型 /
- 水沙输移 /
- 重金属 /
- 表面络合模型 /
- 泥沙表面特性
Abstract: In this study, we develop an integrated model of hydrodynamic-sediment-heavy metal transport, which includes physical and chemical dynamics during the process of heavy metal adsorption in sediments. For this model, the traditional surface complexation model is modified to include sediment surface discharge, and then applied to represent the chemical bonding activities between heavy metals and sediment surface groups. In addition, according to the conditions of chemical reactions, two layers (aerobic layer and anaerobic layer) are included to considering topography evolution. The model is finally calibrated by simulating the transport of Ni, a trace metal, in a flume experiment. A comparison between observed data and the simulated results indicates that the integrated model is rational and can properly describe the complex process of heavy metal transport in sediments.
- numerical modelling /
- sediment transport /
- heavy metal /
- surface complexation model /
- sediment surface characteristics

[1]	蒋昌波, 陈杰, 程永舟, 邓斌, 隆院男. 海啸波作用下泥沙运动——Ⅲ. 数学模型的建立与验证 . 水科学进展, 2013, 24(1): 88-94.
[2]	张大伟, 程晓陶, 黄金池, 何晓燕. 基于Godunov格式的溃坝水流数学模型 . 水科学进展, 2010, 21(2): 167-172.
[3]	常静, 刘敏, 李先华, 余婕, 林啸, 王丽丽, 高磊. 城市路面径流重金属固液分配系数及其影响因素 . 水科学进展, 2009, 20(5): 714-720.
[4]	俞云利, 赖锡军. 二维平面非恒定流数学模型的遥感水位数据同化 . 水科学进展, 2008, 19(2): 224-231.
[5]	郑金海, Hajime Mase. 波流共存场中多向随机波浪传播变形数学模型 . 水科学进展, 2008, 19(1): 78-83.
[6]	董壮, 龚政, 韩青. 改进σ坐标下的三维水流传质数学模型 . 水科学进展, 2007, 18(5): 717-723.
[7]	解以扬, 李大鸣, 李培彦, 沈树勤, 殷剑敏, 韩素芹, 曾明剑, 辜晓青. 城市暴雨内涝数学模型的研究与应用 . 水科学进展, 2005, 16(3): 384-390.
[8]	程金平, 刘彩娥, 王文华. 汞等重金属元素在黄浦江中迁移富集研究 . 水科学进展, 2005, 16(6): 767-772.
[9]	陈前海, 方红卫, 王光谦. 三门峡库区一维非恒定非均匀泥沙输移数学模型 . 水科学进展, 2004, 15(2): 160-164.
[10]	何用, 李义天. 重金属迁移转化模型研究 . 水科学进展, 2004, 15(5): 576-583.
[11]	张红武, 黄远东, 赵连军, 江恩惠. 黄河下游非恒定输沙数学模型——Ⅰ模型方程与数值方法 . 水科学进展, 2002, 13(3): 265-270.
[12]	刘学, 王兴奎, 王光谦. 基于GIS与数学模型集成的泥沙过程可视化分析系统 . 水科学进展, 2000, 11(3): 235-240.
[13]	陈俊合, 陈小红. 水库三维Fe、Mn迁移模型——阿哈水库实例研究 . 水科学进展, 1999, 10(1): 14-19.
[14]	王士强. 黄河泥沙冲淤数学模型研究 . 水科学进展, 1996, 7(3): 193-199.
[15]	陈界仁, 陈国祥. 黄河河口段一维水流泥沙数学模型 . 水科学进展, 1995, 6(4): 297-303.
[16]	何青, 万兆惠. 黄河下游限制弯曲段河道冲淤数学模型 . 水科学进展, 1994, 5(2): 119-125.
[17]	黄岁樑, 万兆惠, 王兰香. 泥沙吸附重金属污染物室内静态试验研究 . 水科学进展, 1994, 5(4): 271-279.
[18]	胡春宏, 韩其为. 孟加拉国布河河道泥沙数学模型计算中几个问题的探讨 . 水科学进展, 1993, 4(3): 229-236.
[19]	申献辰. 官厅水库水和沉积物中的重金属 . 水科学进展, 1992, 3(4): 288-294.
[20]	薛禹群, 谢春红, 吴吉春. 含水层中海水入侵的数学模型 . 水科学进展, 1992, 3(2): 81-88.

WeChat

点击查看大图

计量

文章访问数: 10
HTML全文浏览量: 5
PDF下载量: 649
被引次数: 0

重金属随泥沙迁移过程的数学模型

清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京 100084

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51139003）

作者简介:
王靖宇（1987—），男，江苏太仓人，博士研究生，主要从事环境泥沙及水沙数值模拟方面研究。 E-mail：wangjingyu09@mails.tsinghua.edu.cn

收稿日期: 2013-07-24
刊出日期: 2014-03-25

中图分类号: P333.4;TV131.2;X143

关键词:

表面络合模型 /

泥沙表面特性

摘要: 为更加准确地模拟重金属随泥沙迁移的过程，避免传统模型在描述重金属的吸附解吸时只能片面地考虑简单物理过程的不足，在水沙输移模拟的基础上，同时考虑了重金属随泥沙迁移的物理和化学过程，建立了完整的水动力-泥沙-重金属迁移数学模型。模型利用泥沙颗粒表面复杂形貌与电荷的关系来修正表面络合模型并以此分析了水体中的重金属与泥沙颗粒表面基团间的化学成键作用，同时根据化学反应的不同条件，并结合床面冲淤，将床面泥沙分为有氧层和无氧层分别考虑重金属的沉积与再释放。模型模拟了水槽试验中重金属Ni随泥沙迁移的情况，计算结果与实测数据的对比表明了建立的模型可以合理地反映重金属随泥沙的迁移过程。

English Abstract

王靖宇, 方红卫, 黄磊, 陈益山, 何国建. 重金属随泥沙迁移过程的数学模型[J]. 水科学进展, 2014, 25(2): 225-232.

引用本文:

王靖宇, 方红卫, 黄磊, 陈益山, 何国建. 重金属随泥沙迁移过程的数学模型[J]. 水科学进展, 2014, 25(2): 225-232.

WANG Jingyu, FANG Hongwei, HUANG Lei, CHEN Yishan, HE Guojian. A transport model for heavy metals in sediments[J]. Advances in Water Science, 2014, 25(2): 225-232.

Citation:

WANG Jingyu, FANG Hongwei, HUANG Lei, CHEN Yishan, HE Guojian. A transport model for heavy metals in sediments[J]. Advances in Water Science, 2014, 25(2): 225-232.

全文HTML

/

下载: 全尺寸图片幻灯片

分享

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

返回