矿区特征污染物在河流中的迁移转化数学模型研究

摘要

近年来，由于采矿、金属加工、电子等行业的快速发展，随之而来的重金属污染也日趋严重，矿石开采因为其工艺特点更是使周边环境成为重金属污染最为严重区域，近些年频发的矿山地区重金属污染事件也说明了这个问题。为了从整体上了解矿山地区重金属污染物的污染特征，分析当地河流中重金属的污染状况，有必要建立矿区非点源污染负荷模型和水体重金属迁移转化模型，利用现有的监测数据模拟污染物在整个矿区的负荷输出及河流中重金属的变化情况。
　　本文系统地分析了近些年来国内外关于农业非点源污染负荷模型的研究成果，在这些模型中选取了输出系数法作为改进模型，将矿区土壤类型的分类应用到模型中，并引入重金属溶出率这一参数，建立了矿区重金属非点源污染负荷模型。同时为了了解水体中重金属污染物的变化过程，分析了重金属在河流中的迁移转化规律，讨论了吸附与解析、沉降与再悬浮、扩散作用对水体中重金属的影响，应用现有模型建立了大伙房库区重金属迁移转化模型，模拟了在浑河大伙房上游发生尾矿库溃坝情况下河流中重金属的变化情况，并对模拟结果进行了分析。

目录

文摘

英文文摘

致谢

插图清单

插表清单

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 非点源污染负荷模型研究概况

1.2.1 非点源特点

1.2.2 非点源预测模型

I.3 重金属迁移转化概况

1.3.1 重金属在水体中迁移转化形式

1.3.2 重金属迁移转化模型的研究

1.4 研究主要内容和技术路线

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究技术路线

第二章 研究区域概况及水质现状

2.1 流域概况

2.1.1 自然地理

2.1.2 资源概况

2.2 流域河流水质和尾矿库概况

2.2.1 水库流域河流水质概况

2.2.2 尾矿库概况

第三章 矿区重金属非点源污染负荷模型

3.1 模型改进

3.2 模型的应用

3.3 结果与讨论

第四章 天然河道非恒定流水动力学模型

4.1 圣维南方程组

4.2 方程组的离散

4.3 方程组的求解

4.4 定解条件

4.4.1 边界条件

4.4.2 初始条件

4.5 参数的选取

4.5.1 河段的划分和断面的处理

4.5.2 糙率的选取

4.5.3 时间步长和权系数的确定

4.5.4 水动力学学模型验证

第五章 重金属迁移转化模型

5.1 重金属在河流中的迁移转化过程

5.1.1 重金属在河流中的迁移过程

5.1.2 重金属在河流中的转化过程

5.2 重金属迁移转化模型

5.2.1 模型的建立

5.2.2 模型的求解

5.3 参数的确定

5.3.1 纵向扩散系数

5.3.2 其它参数的确定

5.4.模型的验证

5.4.1 重金属指标的选择

5.4.2 模型的验证

5.4.3 模型的迁移转化

5.5 模型的预测

5.5.1 点源污染负荷

5.5.2 非点源污染负荷

5.5.3 模型预测

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文