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河流水质数学模型专题 国内外河流水质模型研究发展简介 2污染物在河流中的迁移过程 3河流水质模型方程介绍 4如何选择河流水质模型  1国内外河流水质模型研究简介 国外关于水质数学模型的研究发展的比较早, 自1925年斯特里特一费尔普( Streeter- Phelps 第一次建立水质模型以来,国际上对水质模型的 研究快速发展。而自从上世纪90年代以来,研 究的进一步深入,逐渐成熟。 国内对水质模拟模型研究工作起步较晚,并 且主要在确定性模型方面进行了比较深入的研究 和应用。近年来,国内有关单位先后在长江、松 花江、图门江、苏州河、浑河抚顺段、小青河洛 南段、汾河太原段等江河建立或应用了水质数学 模型,取得了大量成果。  2污染物在河流中的迁移过程 污染物质进入环境中的流体介质以后,可以 进行三个方面的运动:随流体的推流平移运动; 本身的分散运动;自身或在环境中其它物质作 用下引起的衰减运动。 污染物在河流中的迁移是一种物理的、化学 的和生物学的联合过程。这些过程既与污染物 本身的特性有关,也与外界的许多条件密切联 系  (1)一般污染物在河流中的迁移 (2)有机物在河流中的衰减变化 (3)水体的好氧与复氧过程  (1)一般污染物在河流中的迁移 就污染物在河流中的物理迁移过程而言,它 可以包括:污染物随河水的推移,污染物与河 水的混合,与泥沙悬浮颗粒的吸附和解析、沉 淀和再悬浮,污染物的传热与蒸发以及底泥中 污染物以泥沙为载体的输送等。 对于一般污染物的溶解状态或胶体状颗粒来 说,它们与河水的混合程度是十分重要的过程。 因为废水排入河道后,废水中的污染物在水体 中与河水相混的同时,污染物本身得到了分散 和稀释,也就是“自净作用”。混合作用主要 由河水的推移、湍流扩散或紊流扩散和弥散或 离散所决定的。  (2)有机物在河流中的衰减变化 有机物在河流中迁移的同时发生衰减变化,是·种 很有重要意义的过程。有机物的衰减变化根据外部条件 的不同,有两种过程:一是在河流溶解氧充足的条件下 发生好氧分解;二是在河流溶解氧缺乏的时发生缺氧或 厌氧分解。 根据有关文献的实验和实际观测的数据证明,污染 物在水体中的衰减过程符合一级反应动力学规律: k·c△t 式中:△q污染物在水体中浓度的衰减量,[mg/; C污染物在水体中的浓度,[mg/L]; A污染物在水体中的反应时间,图;2 k反应速率系数,s1]  (3)水体的好氧与复氧过程 废水进入水体后,随着污染物在水体中的迁移 过程,由于以下几种原因,使河水中的溶解氧被 消耗掉: ①河水中含碳化合物被氧化而引起好氧。 ②河水中含氮化合物被氧化而引起好氧。 ③河床底泥中的有机物在缺氧条件下,发生厌 气分解,产生有机酸和甲烷、二氧化碳和氨等还 原性气体,当这些物质释放到水体中时,消耗水 中的氧 ④晚间光合作用停止时,由于水生植物(如藻 类)的呼吸作用而好氧 ⑤废水中其它还原性物质引起水体的好氧  河水溶解氧供应的来源有: ①上游河水或有潮汐河段海水所带来的溶解氧 ②排入河水中的废水所带来的溶解氧 ③河水流动时,由大气中的氧向水中扩散、溶解。 ④水体中繁殖的光合自养型水生植物(如藻类), 白天通过光合作用放出氧气,溶于水中  3河流水质模型方程介绍 ①河流水质模拟方法 如果将天然河流按流向分成有限段单元(一维), 或者按流向和横向分成有限个区域单元(二维),使 得在每一个单元内能够基本满足水文、河床等条件的 均匀,这样就可以对每一单元内部应用基本模型或常 用模型,而对相邻单元之间建立质量平衡方程,这样 就可以建立整个体系的反应方程。这种方法称为河流 水质模拟方法。  河流模拟方法对所有的参数都没有空间均匀性的要求, 而只有时间稳定性的要求,即所有水力学参数、污染物 降解有关的参数、污染源参数均可以随空间变化,但不 随时间变化。在较为成熟的应用中,只考虑稳态的模拟 计算,即各种参数都不随时间变化(污染源也要稳定排 放),最后计算结果为平衡状态的浓度分布。