随着经济的快速发展,我国对矿产资源的开采程度急剧增加,在矿业活动中会产生大量的残留重金属污染物进入到周边雨水管(沟)沉积物环境中,在降雨形成的地表水流冲刷下,重金属最终会迁移至受纳水体乐安河造成二次污染,致使水体中重金属污染难以彻底治理。为探究雨水管(沟)沉积物中重金属的迁移规律,全文以德兴铜矿地区雨水管(沟)沉积物中重金属为研究对象,对样品进行采样、试验和进一步对不同时期降雨强度下重金属总量实测数据进行迁移变化分析。同时依据沉积物环境中重金属的迁移机理,建立了雨水管(沟)沉积物中重金属迁移的一维数学模型。应用了Fluent18.0软件,采用了有限体积法数值求解,建立了三个不同时期雨水管(沟)沉积物中重金属的迁移计算模型,用实测值验证了计算机模拟结果,得到了矿区雨水管(沟)沉积物中重金属迁移规律。研究成果可为水体中重金属污染彻底治理提供科学指导,也可为矿区重金属污染治理提供理论依据。全文主要成果如下:(1)在综合矿区调查与分析的基础上,查阅了大量文献,将沉积物视为含有孔隙的多孔介质,流体流动与污染物传质均在孔隙中进行。依据污染物的迁移转化机理,建立了重金属迁移的一维数学模型和给出了数学模型的定解条件,选择有限体积法对控制微分方程进行数值求解。(2)应用Fluent18.0建立了不同时期径流方向雨水管(沟)沉积物中重金属迁移计算模型,通过在速度入口处定义不同时期的水流速度和重金属各个组分的初始浓度,待模型收敛后监测出口处重金属各个组分的浓度。将模拟结果与不同时期重金属实测值进行比较,模型计算值与实测值基本吻合,说明建立的数学模型是基本可靠的。(3)从模型计算枯水期、平水期和丰水期迁移模拟的结果来看,在速度入口处水流作用下,当模型达到收敛时,污染物各个组分均匀分布在模型通道中,其浓度不发生改变。模型在计算机最优模拟条件下,在出口处监测到的污染物组分浓度接近实测值。三个时期迁移模拟结果都表明:在水流连续冲刷下,污染物在雨水管(沟)沉积物迁移过程中,在通道比较理想的情况下,污染物各个组分浓度基本上不随时间的延长和水流的长度发生变化。随着时间的推移,雨水管(沟)沉积物中重金属会不断随着水流移动发生迁移,若不采取任何措施,污染物则很有可能最终迁移至受纳水体造成二次重金属污染,这为水体中重金属污染彻底治理提供了科学指导。