平原河流水沙運動對污染物輸運作用機理及環境調控

《平原河流水沙運動對污染物輸運作用機理及環境調控》是依託河海大學，由唐洪武擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：平原河流水沙運動對污染物輸運作用機理及環境調控
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：唐洪武
• 依託單位：河海大學

項目摘要

平原河流地區經濟發達，人口眾多，水環境問題突出；水資源時空分布不均，河網密布，以過境水為主，水沙運動複雜；地勢低洼，水動力條件不足，水體自淨能力弱；泥沙顆粒細，對污染物的親和力強，污染物的輸運複雜。這些特點給河流水環境的治理和保護帶來了極大的困難。因此，平原河流水沙運動對污染物的輸運作用機理是治理和保護水環境亟待解決的關鍵科學問題。此外，平原河流閘壩泵站眾多，為水環境調控提供了條件。本項目擬選用淮河為研究對象，採用野外調查、現場觀測、室內實驗和理論分析相結合的方法，開展泥沙顆粒與污染物微界面動力學問題，水沙運動對污染物的輸運作用機理，植被、沙波等不同邊界條件對污染物遷移影響，及平原河流水沙過程對污染物作用規律與環境效應研究，建立水沙與污染物動態耦合模型，提出聯合利用閘、壩、泵的水沙-污染物環境調控對策和措施。成果將豐富和完善河流泥沙對污染物輸運作用的理論，為平原河流水環境管理提供科學依據。

結題摘要

平原河流的特點是以過境水為主，河網密布，水動力條件不足，水體自淨能力較弱，同時平原河流泥沙顆粒較細，對污染物的親和能力強，污染物的輸運規律複雜。平原河流的這些特點給河流水環境的治理和保護帶來了極大的困難。因此，平原河流水沙運動對污染物的作用機理是治理和保護平原河流水環境亟待解決的關鍵科學問題。同時，平原河流閘壩泵站眾多，為水環境調控提供了條件。 本項目選用淮河為研究對象，採用野外調查、現場觀測、室內實驗和理論分析相結合的方法，取得了以下重要成果：①揭示了泥沙的環境效應。採用現場原樣採集技術，對淮河幹流典型斷面以及交匯口水體和底泥的環境指標開展了採集和檢測，研究了淮河典型河段中重點污染物的泥沙環境效應。②發展了水沙運動與污染物的作用機理。研發了微觀尺度的水沙-污染物耦合數值模型，建立了基於微觀過程的污染物吸附/解吸附模型；考慮泥沙運動形式及過程的變化和污染物在水沙界面的輸運過程，分析了泥沙運動對污染物吸附/解吸附的主要影響規律。③研究不同河床邊界對泥沙和污染物在河流中運移特徵的影響。研究了沙波存在的條件下，泥沙和污染物在河流中遷移過程，泥沙輸運對污染物在水沙界面交換量影響；植物存在的條件下，泥沙運動規律的變化，引起污染物的變化，以及植物對床沙和河床污染物遷移轉換的影響；河道交匯口區域，水沙和污染物輸運特徵及規律；複式河道條件下，水動力過程及水沙污染物輸運特徵，以及側岸潛流交換過程。④開展了淮河流域工程體系多目標協同調控。針對典型天然平原河流（淮河蚌埠段）建立了大尺度水沙-污染物耦合模型，展開了污染物輸運特性研究，揭示並分析了閘壩調控方式對污染物輸運的規律及機理，提出了處理水污染事故的閘壩調度策略。 本項目的成果豐富和完善了河流泥沙對污染物作用的理論，為平原河流水污染治理的核心問題——平原河流水沙運動對污染物輸運的作用機理提供了理論和方法基礎，為平原河流水環境管理提供科學依據。