供水管道作为重要的输水生命线,一直是保障饮水安全的主要战场。而管网管垢中的重金属积累则在交错的“水动脉”中埋下了健康隐患,随着管网内水质与水力条件的变化,管垢中固存的重金属可能突然释放,致使饮用水“病发”。本研究以供水管道钢管管垢的特性分析为基础,选取管垢中含量较多的铬、钒两种高危害重金属,探究其在管垢中的静态释放规律,并进行动力学拟合;随后利用分层管垢粉末详细分析水质因素对管垢铬、钒释放的影响机制;最后耦合管道空间位置的影响,探究复杂流动体系下给水管道铬、钒的释放行为,解析其迁移释放机理并为管网实际运行提供优化建议。研究主要结论如下:（1）钢管管垢各层吸附性能由强至弱为表层、疏松多孔层、硬壳层。铬、钒与管垢间多发生特异性吸附,主要以铁锰氧化物结合态及有机结合态存在,其中六价铬会与管垢发生氧化还原反应,以Fe Cr2O4的形式与之结合。而易于释放的可交换态、碳酸盐结合态重金属含量极少。（2）管垢中铬的释放符合Elovich动力学方程、双常数动力学方程。管垢中钒的释放第一阶段符合Elovich动力学方程、双常数动力学方程,释放第二阶段符合Webber-Morris颗粒内扩散动力学方程。拟合表明较高浓度钒污染下,溶液中钒存在形式与较低浓度时有较大差异,导致较高浓度钒污染的管垢表面吸附位点与钒的亲和力也发生变化。（3）不同水质因素下,管垢烧杯实验与管段动态实验中铬、钒的释放过程变化规律相似。铬、钒释放浓度均随p H降低、温度或硫酸根浓度的升高而增加。而高浓度铬或钒溶液均可置换管垢中原有的钒或铬,从而促进相应重金属的释放量。（4）对于管道的空间位置,由于管垢背水面流速低、压强大的特殊流态及重力的双重作用,管道下方间隙水中铬、钒的释放浓度一直较主体水中更高。同时,管垢结节与外界物质交换困难,内部水重金属释放量较低,但管垢内部的高硫酸根、高氯离子、低p H的恶性水环境也是威胁管网水质安全的隐患。（5）管垢内铬、钒释放机理:铬、钒释放过程综合了多种复杂反应机制。释放前期主要为可交换态重金属的释放,溶液中硫酸根或其他酸根形式的重金属离子会因竞争吸附作用促进可交换态铬、钒的解吸,动态水环境的水力扰动也加剧了此阶段管垢中铬、钒向水相迁移。释放后期由于管垢疏松多孔层导致其周围溶液迅速酸化,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态重金属随着碳酸盐和铁腐蚀物的部分溶解而释出,p H即为此阶段的主要影响因素,溶液温度也可通过影响碳酸盐与金属沉淀的溶解度改变重金属释放过程。此外,溶液中钒在不同浓度及水质下的不同存在形态,也易对其释放过程造成复杂影响。（6）综上,在实际管网中,应尽量控制给水管网水处于低温、微碱性、低硫盐浓度状态下。当管网水力条件发生较大变化时,应对老旧管道中自来水重金属浓度进行重点监测,及时防控管垢的重金属再释放问题。