城市小型河流水动力弥散和潜流交换过程

为研究城市小型河流中污染物的物理迁移过程规律,分析基流条件下流动水体与暂态存储区之间的滞留交互作用,采用溴化锂（Li Br）作为保守性示踪剂进行野外现场示踪试验,结合一维溶质运移存储模型（One-dimensional Transport with Inflow and Storage model,OTIS）定量解析潜流交换特性,估算纵向弥散系数（D）、潜流交换面积（As）、主河道断面面积（A）和潜流交换系数（α）。模型度量指标Da I值和均方根误差值结果表征参数模拟结果可靠性高,拟合效果理想。由泵入点O至下游1 300 m设置的A、B、C、D 4处监测点的模拟结果表明,水文参数D、As、A和α均随水文条件而变,OB河段（0-600 m）潜流交换能力较弱,主要以对流弥散过程为主;BD河段（600-1 300 m）具有较强的暂态存储能力,对溶质的滞留时间长;BC（600-1 000 m）和CD（1 000-1 300 m）河段交换系数分别为（3.42×10^-6±0.65×10^-6）s-1和（2.87×10^-6±0.81×10^-6）s-1;河段BC存在2.2×10-5m3/（s·m）的侧向补给流量。4个河段对比发现,城市河流渠道化、河床沉积物贫瘠等特征导致潜流交换能力弱化。