Распространение загрязнений в донных отложениях. 1. Теоретическое решение

Abstract

Сформулирована математическая задача диффузионно-конвективного переноса загрязняющих веществ в однородном слое донных отложений с учетом его очищения в результате трансформации и выноса загрязнителя в нижележащий грунт, а также обменных процессов. Методом интегральных преобразований получено строгое аналитическое решение. Рассмотрены две характерные стадии распостранения загрязняющих веществ. На первой высокая загрязненность водоисточника способствует интенсивному насыщению донных отложений загрязнителем, на второй, вследствие резкого снижения уровня загрязненности воды, отложения постепенно очищаются.

Cформульована математична задача дифузiйно-конвективного переносу забруднюючих речовин в однорiдному шарi донних вiдкладень з врахуванням його очищення внаслiдок трансформацiї та виносу забруднення, а також обмiнних процесiв. З використанням методу iнтегральних перетворень отриманий точний аналiтичний розв'язок. Розглянутi двi характернi стадiї розповсюдження забруднюючих речовин. На першiй значне забруднення поверхневого джерела води сприяє iнтенсивному насиченню донних вiдкладень забруднювача, на другiй, внаслiдок рiзкого зниження рiвня забрудненностi води, вiкладення поступово очищаються.

The mathematical problem was stated for advection-diffusion transport of contaminant in a uniform sediment layer taking into account its purification due to contaminant transformation, discharge and exchange processes. An exact analytical solution to this problem was obtained by the integral transform method. Two characteristic stages were considered of contaminant transport and distribution within the sediment layer. At the first stage considerable contamination of a surface water source causes saturation of the sediment layer with contaminant, at the second stage this layer is gradually purified owing to essential decrease in contamination level.