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随着黄河流域社会经济的快速发展，流域废污水产生量与日俱增，使得黄河沿岸地区的工农业生产受到严重威胁。本文从黄河水沙特征及泥沙对黄河水质的影响等不同角度，进行系统的研究，探讨了多沙河流泥沙对重金属和典型有毒有机物的吸附、解吸、自净、降解规律，以及小浪底水库调水调沙条件下河流水体污染物与泥沙含量的响应关系，建立了适合多泥沙河流的水环境变迁模拟模型和仿真系统。论文选题对黄河及多泥沙河流的水环境变迁特征及质量保护提供了理论基础、技术支持及管理模式的借鉴。主要研究内容和取得研究成果如下：
(1)泥沙与重金属吸附机理研究的试验表明，河流水体中泥沙浓度对其吸附重金属的能力有显著影响。并且当泥沙浓度达到一定高的程度时，大量泥沙会对重金属起到一定吸附并净化水质的作用，而单位重量泥沙吸附量的增加受到抑制。
(2)河流中泥沙粒径与重金属吸附特性的影响研究表明，不同的泥沙粒径对河流水体中的重金属吸附特性不同。河流中悬移质泥沙(d<0.01mm)对重金属(如Cu)的吸附能力远高于d=0.01～0.025mm和d=0.025～0.05mm的泥沙。
(3)河流水体中的重金属浓度也会影响泥沙对其的吸附效果。重金属初始浓度越高，达到泥沙吸附平衡时的水体中重金属浓度越高，达到吸附平衡所需的时间越短。
(4)泥沙吸附重金属的解吸实验表明，被泥沙吸附的铜、锌、铅在实验条件下均可以被Ca<2+>解吸，但解析速率比吸附反应缓慢得多；钙、镁、钠离子对铅、铜均有一定的解析能力，其解吸能力顺序为Ca<2+>>Mg<2+>>Na<+>。
(5)泥沙对有毒有机物的吸附分配和表征参数试验研究表明，对硝基氯苯在黄河泥沙一水中的吸附符合S型等温线所表示的过程，而甲基对硫磷和1，2-二氯苯在黄河泥沙—水中的吸附符合C型吸附等温线。
(6)研究了不同极性的有毒有机物泥沙—水分配系数，表明泥沙的有机质含量越高，1，2-二氯苯的泥沙-水分配系数K<,d>就越大，呈明显的正相关关系。
(7)小浪底水库调水调沙试验中水质与泥沙间的相应关系研究表明，河流中化学需氧量、总磷、氨氮、典型重金属等因子随河道水量、含沙量的变化而变化，呈一定的规律性，符合泥沙对污染物吸附与解析的研究结论。
(8)针对黄河多泥沙特征，考虑了河流泥沙对污染物吸附和解析的影响，对水体污染物综合衰减系数进行研究，开发了适合多泥沙河流的水量水质模型，并通过黄河水量调度试验，验证了模型的可靠性。
(9)以组件技术、中间件技术、Web技术和框架理论为基础建立了水质预测中间件框架，并作为水质预测应用系统对黄河小花区间进行了模拟。