天然河流中泥沙運動過程和吸附解吸作用對水體污染物輸移轉(zhuǎn)化產(chǎn)生重要影響，三峽庫區(qū)的泥沙運動和水質(zhì)變化是受到廣泛關(guān)注的兩個重要問題，將這兩方面結(jié)合起來開展泥沙對主要污染物作用研究有助于深入了解三峽庫區(qū)水環(huán)境的變化趨勢。
《三峽庫區(qū)泥沙對主要污染物作用研究》采用實驗、觀測和數(shù)學(xué)模型等方法，對三峽庫區(qū)泥沙運動和吸附解吸影響主要污染物的基本規(guī)律進行了系統(tǒng)研究。研究工作建立了反映泥沙含量影響的泥沙吸附解吸磷的熱力學(xué)方程和動力學(xué)方程，并且進行了天然觀測數(shù)據(jù)的驗證；基于實驗和觀測數(shù)據(jù)，對三峽庫區(qū)泥沙影響主要污染物的趨勢和成因進行了分析；根據(jù)天然河流中泥沙影響污染物輸移轉(zhuǎn)化過程的分析，建立了挾沙水流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型，并且把實驗和觀測成果應(yīng)用于數(shù)學(xué)模型；采用建立的數(shù)學(xué)模型，進行了泥沙對三峽庫區(qū)水質(zhì)影響的預(yù)測和分析，計算了庫區(qū)總體環(huán)境容量。研究采用的方法和取得的成果對于其他水域開展類似的研究也具有一定的應(yīng)用價值。
《三峽庫區(qū)泥沙對主要污染物作用研究》可供水利、環(huán)境、地理、農(nóng)業(yè)、水土保持等有關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員和研究生參考。
更多科學(xué)出版社服務(wù)，請掃碼獲取。
河流水環(huán)境系統(tǒng)中，泥沙與水流是污染物的主要載體。泥沙運動過程和吸附解吸過程作為主要的兩個方面，共同作用于污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化過程，從而最終影響著水體環(huán)境條件的變化。目前關(guān)于天然河流中泥沙對水體污染物作用過程及環(huán)境效應(yīng)的研究還不夠系統(tǒng)和深入，尤其在結(jié)合泥沙運動和吸附解吸作用分析河流泥沙對污染物影響方面還存在明顯不足。因此，針對天然河流中泥沙與主要污染物作用的特征和機制開展研究，對三峽庫區(qū)泥沙對水環(huán)境的影響進行分析和模擬，有助于豐富和完善河流泥沙對污染物作用的理論和方法，并且為三峽庫區(qū)水環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)。
本書在歸納和總結(jié)水環(huán)境中泥沙作用研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了天然河流中泥沙與污染物作用的基本特征，通過實驗研究了三峽庫區(qū)泥沙吸附和解吸主要污染物的規(guī)律，建立了挾沙水流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型，對泥沙與污染物作用進行了模擬，進行了三峽水庫泥沙淤積對水質(zhì)影響的預(yù)測以及庫區(qū)總體水環(huán)境容量的計算，比較系統(tǒng)地探討了泥沙運動和吸附解吸作用影響污染物的過程。本研究主要針對三峽庫區(qū)進行，但是研究基本思路和方法、研究發(fā)現(xiàn)的泥沙對污染物作用規(guī)律、挾沙水流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型等內(nèi)容和成果對于一般性河流也具有一定的適用性和借鑒意義。
本書共分7章：第1章為緒論，主要就泥沙對污染物作用研究的現(xiàn)狀、問題和發(fā)展趨勢進行了歸納和分析，提出了研究的目標、意義和技術(shù)路線；第2章介紹了三峽庫區(qū)水沙水質(zhì)監(jiān)測的方法和內(nèi)容，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)分析了三峽庫區(qū)泥沙對主要污染物的影響趨勢；第3章介紹了泥沙吸附解吸污染物實驗的方法和內(nèi)容，基于實驗數(shù)據(jù)分析了泥沙吸附解吸主要污染物的規(guī)律，并且建立了數(shù)學(xué)表達式；第4章建立了一維挾沙水流的水質(zhì)數(shù)學(xué)模型，并且基于觀測和實驗數(shù)據(jù)，進行了模型參數(shù)的率定和模型驗證；第5章采用一維挾沙水流數(shù)學(xué)模型，考慮泥沙影響作用，對三峽水庫蓄水前后水質(zhì)的變化趨勢和程度進行了模擬和分析；第6章采用一維挾沙水流數(shù)學(xué)模型，考慮泥沙影響作用和水庫運用方式，對三峽水庫主要污染物的總體環(huán)境容量進行了計算和分析；第7章總結(jié)了本書的研究內(nèi)容和成果，提出了進一步開展研究的方向。
前言
第1章 緒論
1.1 研究背景、目的和意義
1.1.1 泥沙對水環(huán)境的影響
1.1.2 三峽庫區(qū)水環(huán)境基本特征
1.1.3 研究目標和意義
1.2 國內(nèi)外研究進展及分析
1.2.1 泥沙對主要污染物污染行為的影響
1.2.2 含沙水體污染物形態(tài)及遷移轉(zhuǎn)化
1.2.3 泥沙吸附污染物模式及影響因素
1.2.4 泥沙解吸污染物模式及影響因素
1.2.5 挾沙水流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型
1.2.6 三峽水庫水環(huán)境問題研究
1.2.7 現(xiàn)有研究存在問題及發(fā)展趨勢
1.3 研究內(nèi)容及范圍
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 研究范圍
1.3.3 基準年和水平年
1.4 研究技術(shù)路線
第2章 三峽庫區(qū)水沙水質(zhì)監(jiān)測及分析
2.1 監(jiān)測目的
2.2 監(jiān)測內(nèi)容
2.2.1 常規(guī)斷面水沙水質(zhì)監(jiān)測
2.2.2 封閉河段水沙水質(zhì)監(jiān)測
2.3 蓄水前后三峽庫區(qū)水沙過程變化
2.3.1 庫區(qū)江段水文情勢分析
2.3.2 含沙量和級配組成分析
2.4 蓄水前后三峽庫區(qū)水質(zhì)變化
2.4.1 蓄水前后主要污染物濃度的對比
2.4.2 蓄水前后主要污染物空間分布特征變化
2.5 泥沙對庫區(qū)水質(zhì)影響分析
2.5.1 主要污染物清水樣與渾水樣濃度比較和分析
2.5.2 含沙量與污染物濃度的相關(guān)分析
2.5.3 不同級配泥沙對污染物吸附特性分析
2.5.4 泥沙對庫區(qū)蓄水水質(zhì)變化的作用
2.5.5 泥沙淤積對營養(yǎng)物質(zhì)的截留作用
2.6 不同水樣處理方法測定結(jié)果與泥沙含量的關(guān)系
2.6.1 泥沙對不同水樣處理方法測定結(jié)果的影響
2.6.2 不同水樣處理方法測定結(jié)果之間的轉(zhuǎn)換
2.7 小結(jié)
第3章 泥沙吸附解吸污染物實驗研究
3.1 實驗?zāi)康暮蛢?nèi)容
3.2 實驗樣品采集和處理
3.2.1 實驗用沙
3.2.2 實驗用水
3.3 泥沙吸附熱力學(xué)實驗
3.3.1 實驗方法
3.3.2 泥沙吸附磷的等溫式分析
3.3.3 吸附作用影響因素分析
3.4 泥沙吸附動力學(xué)實驗
3.4.1 實驗方法
3.4.2 吸附動力學(xué)過程和吸附平衡時間
3.4.3 吸附動力學(xué)方程及影響因素分析
3.5 泥沙解吸動力學(xué)實驗
3.5.1 實驗方法
3.5.2 解吸動力學(xué)過程和解吸平衡時間
3.5.3 解吸動力學(xué)方程及影響因素分析
3.6 泥沙沖淤對水質(zhì)影響分析
3.6.1 泥沙淤積對水質(zhì)影響分析
3.6.2 泥沙沖刷對水質(zhì)影響分析
3.7 小結(jié)
第4章 一維挾沙水流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型
4.1 數(shù)學(xué)模型的建立
4.1.1 泥沙對污染物作用主要過程
4.1.2 一維挾沙水流水質(zhì)模型方程
4.1.3 二維挾沙水流水質(zhì)模型方程
4.1.4 吸附解吸數(shù)學(xué)模式
4.2 一維模型數(shù)值方法
4.2.1 離散方法
4.2.2 邊界條件
4.2.3 初始條件
4.3 參數(shù)率定和模型驗證
4.3.1 三峽庫區(qū)計算范圍及河段劃分
4.3.2 參數(shù)率定
4.3.3 模型驗證
4.4 情景模擬及分析
4.4.1 穩(wěn)定吸附作用的模擬
4.4.2 泥沙淤積的環(huán)境影響
4.4.3 泥沙沖刷的環(huán)境影響
4.4.4 不同沖刷位置的環(huán)境影響
4.5 小結(jié)
第5章 泥沙對三峽庫區(qū)水質(zhì)影響預(yù)測及分析
5.1 三峽庫區(qū)水沙特征概述
5.1.1 庫區(qū)河道概況
5.1.2 庫區(qū)來水來沙特性
5.2 庫區(qū)污染負荷概況
5.2.1 庫區(qū)污染負荷主要特征
5.2.2 庫區(qū)污染負荷預(yù)測
5.3 庫區(qū)泥沙淤積對水質(zhì)影響模擬及分析
5.3.1 三峽水庫水質(zhì)模擬及預(yù)測研究概述
5.3.2 計算方案設(shè)計
5.3.3 水流變化模擬及分析
5.3.4 泥沙變化模擬及分析
5.3.5 水質(zhì)變化模擬及分析
5.3.6 淤積泥沙對水質(zhì)影響分析
5.4 小結(jié)
第6章 庫區(qū)總體環(huán)境容量計算及泥沙影響分析
6.1 水環(huán)境容量動態(tài)特征及設(shè)計水文條件
6.2 泥沙對水環(huán)境容量影響及水環(huán)境保護目標
6.2.1 泥沙對水環(huán)境容量影響分析
6.2.2 水環(huán)境保護目標
6.3 計算方案及步驟
6.3.1 計算方案
6.3.2 計算步驟
6.4 總體水環(huán)境容量計算及分析
6.4.1 庫區(qū)TP總體環(huán)境容量及分布
6.4.2 庫區(qū)CODcr總體環(huán)境容量及分布
6.4.3 水樣處理方法對總體環(huán)境容量的影響
6.5 小結(jié)
第7章 結(jié)論與建議
7.1 主要結(jié)論
7.1.1 三峽庫區(qū)泥沙與主要污染物作用特征
7.1.2 泥沙對主要污染物作用實驗規(guī)律
7.1.3 挾沙水流水質(zhì)數(shù)學(xué)模型
7.1.4 泥沙對主要污染物作用預(yù)測及模擬
7.2 建議與展望
參考文獻
三峽水庫建成以后，隨著庫區(qū)水流流速的迅速減小，上游大量人庫泥沙將淤積在庫區(qū)，進而必然極大地改變庫區(qū)污染物質(zhì)的賦存形態(tài)和時空分布。由于泥沙的影響，水體中的污染物以三種形態(tài)存在，即溶解態(tài)、懸浮泥沙吸附態(tài)和沉積物吸附態(tài)，三種形態(tài)又因水流運動、泥沙沉浮、泥沙對污染物質(zhì)的吸附與釋放等因素的影響而不斷交互影響、動態(tài)變化。不同賦存形態(tài)的污染物質(zhì)對水環(huán)境產(chǎn)生危害的方式、程度和影響時間也有所不同。受到水庫蓄水以及運行調(diào)度的作用，庫區(qū)泥沙運動過程發(fā)生明顯的時空變化，同時對污染物演變過程產(chǎn)生重要影響，并且影響到水庫下游河道水環(huán)境的演變過程。
以往對三峽庫區(qū)泥沙和水質(zhì)的研究基本上是相互獨立地進行的，研究泥沙時單純從水動力學(xué)和泥沙動力學(xué)角度探索其自身運動規(guī)律，而研究污染物質(zhì)時通常只著重考慮清水條件下的水質(zhì)狀況，忽略了泥沙對水質(zhì)的影響（中國水利水電科學(xué)研究院水環(huán)境所，2001）。為了深入了解三峽水庫未來水質(zhì)狀況及其對水環(huán)境的影響，有必要對三峽庫區(qū)不同形態(tài)污染物的時空分布特征進行系統(tǒng)的研究，從而為三峽水庫的水環(huán)境管理提供技術(shù)支撐。
書單推薦
