地表水-远场混合教案分析.ppt

四、湖泊和水库 相对封闭水域，分为大湖和小湖（水库）两类。标准IAEA（比较粗）就是水表面积400平方公里。 HJ/T 2.3环境影响评价技术导则-地面水环境 当平均水深≥10m时： 大湖（库）：≥25km2； 中湖（库）：2.5~25km2； 小湖（库）：2.5km2。 当平均水深10m时： 大湖（库）：≥50km2； 中湖（库）：5~50km2； 小湖（库）：5km2。 四、湖泊和水库 1、小湖和水库 天然或人工贮水池代表了有限平流运输的情况可以认为放射性核素在整个水池中分布均匀。 三、湖泊和水库 三、湖泊和水库 当 达到平衡 四、湖泊和水库 2、大湖 大湖除了水的滞留时间较长外受风的影响有周期性往返的沿岸流，其典型速度是0.1~0.2，它在几天内朝一个方向持续流动，然后随着风向的改变，沿岸流很快倒转并在相反方向上持续流几天，改变方向的滞留时间很少超过几小时。而每次转向都伴有离岸流（朝湖中央方向旋转），这时污染物羽柱破裂并向湖中央流去。 简单模型可以使用海湾模型。 五、海洋 污染物在海洋中的弥散的主要特征是范围不受限制，这意味着海洋中湍涡尺度谱相当宽。不断扩散的物质团会遇到越来越大的湍涡。各种尺度的湍涡是由风、潮汐、海洋流等形成的。这就导致扩散系数愈来愈大（而河流等有界水体的涡动扩散率是常数），遵守Richardson提出的“4/3方定律”。 五、海洋 第三节沉淀效应 一、逸散机制 污染物还可以处于易挥发的液态或溶解的气态。气相污染物可经由气—水界面逸散到大气中。如果污染物在整个水层H中均匀混合，则逸散机制可表示为： 水中放射性核素气体浓度 饱和浓度 K是深度平均逸散系数，由公式 K=KL/H与实际表面传递系数KL 相联系。 Tsioglin从氧交换的实验获得的 KL估计值为： 对于海洋，实验工作给出的 值介于1-4米/天之间 流速（m/s） 坡度 二、水中的沉积效应 水中的悬浮物、底泥和岸边吸附污染物使水中的浓度降低，同时悬浮物等又会解析使污染物重新进入水中，使水中的浓度增加，也就是说其延迟了水中污染物的输运。 1、线性（平衡）吸附解析模式 吸附和解吸机制包括：离子交换、生成沉淀矿物质、络合与水解、氧化与还原、组成胶体与聚合物。放射性核素被吸附的程度通常用其平衡分配系数 来表示 Kd值与很多参数有关，包括放射性核素状态及浓度、沉积物类型和浓度、地表接受水体的流场特征、水质以及接触时间等 水底或岸边污染物浓度一般认为是悬浮物的1/10，则有： 通过淤泥表层厚度和密度转换成为单位面积沉积污染物量。 2、非线性吸附模式 （1）指数或称费洛因德利希（Freundlich）吸附模式 解 费洛因德利希吸附模式是在试验的基础上得出的经验模式，它可用于液相浓度中等的情况。 （2）渐近线或称朗缪尔（Langmuir）吸附模式 解 达到平衡时 三、沉积物输运的混合槽模式 用于河流，Onishi等人（1981）提出。 模式假设：。 1、河段分成节（水槽），每一节沉积物和放射性核素都是完全混合； 2、点源和非点源的放射性核素和沉积物贡献当成是侧向注入流，对每一节而言，该注入流沿河段均匀分布； 3、溶解的和颗粒的放射性核素按分配系数线性相关； 4、溶解的和颗粒的放射性核素在所选时间内达到平衡状态； 5、颗粒状的放射性核素不向河底沉降也不再悬浮。 粒子浓度（g/l） 体积（l） 粒子流入率（g/s） 水中浓度（Bq/l） 流量（l/s） 水携带汇入率（Bq/s） 粒子携带汇入率（Bq/s） 粒子上的浓度（Bq/g） 四、二层湖泊模式 用于湖泊，美国核管会模式（USNRC，NUREG-0040）。 放射性物质注入率（Bq/y） 淡水流量（m3/y） 沉积流速（m/y） 直接传递系数（m/y） 模式假设：。 （1）水注入和流出为恒定； （2）沉积速率是常数； （3）沉积物层厚度保持不变；（如果发生沉积，则假定原来底层受影响的部分不再起作用，从分析中除去。）； （4）溶解的和颗粒的放射性核素处于平衡； （5）溶解的和颗粒的放射性核素均发生衰变。 沉积物层中放射性物质浓度（Bq/kg） 沉积物层密度（kg/m3） 水中悬浮物的浓度（kg/m3） 第三章放射性核素在地表水中的输运与弥散 污染物经初始近场混合之后，进一步的命运由周围远场中的输送和扩散过程决定。由于此过程缓慢，需考虑相当长的距离和时间间隔，因而需考虑衰变及其它物理化学转换过程，还要考虑接受水体的大小及其净平流输送。 表面水类型： 河流 河口 近海（海湾或者海边沿岸水） 小胡 大湖 模式： 数值模式：在流场控制方程的帮助下使用数值求解水质方程，比如有限差分、有限体积或有限元等。常被用于事故情况下，在这里不做介绍了。 库式（箱式）模式：将整个水体或水体的截面看