203
Rapp. Comm. int. Mer Médit., 36,2001
Introduction
The movement of radionuclides throughout water body (streams,
lake, sea, estuary, etc) is a hydrodynamic transport process depending,
additionally, on many, interaction between the radionuclides and phys-
ical, chemical and biological components of environmental system.
These interactions cause the retention of certain quantities of radionu-
clides into the system and decrease the fraction transported by ?ow.
The intensity and time duration of the radionuclides retention depend
on many features of the environment. A large fraction from the
detained radioactivity is then gradually restituted to the ?owing water
and is transported hydrodynamically downstream. It is obvious that a
mathematical model governing such processes may be developed
making use of mass-transfer Equations [1, 2] .
The governing equations 
Assuming that there is only one radionuclide specie which joins the
system, but there are more types of sorbants into the natural stream.
Then, the mathematical model for general transport and retention of
radionuclides could be the following: 
(1)
whereC - the radionuclide concentration in water expressed as
radioactivity (dis.s
-1
.L
-1
);
?
- the radioactivity decay constant; 
S
n
- the rate exchange of the radionuclid between the sorbant n;
N - the total number of sorbant interacting with the radionu
clides
Taking into account that the bed of the Danube river after Turnu
Severin Power Dam till Cervavoda is made of silty clay, the following
interaction  between the bed river and the water may be written:
(2)
where B - the water width at water free surface
?
s
b
/
?
t  - the exchange rate upon the unit area of bottom . 
But, the term 
?
s
b
/
?
t = k
b
F
b
where kb is the mass-transfer coefficient
between water and bottom sediment; F
b
must have the dimension of
the radioactivity (disintegrations per unit time unit) 
Then, S
b
= Bk
b
(R
b
- K
b
C)                                        (3)
K
b
- the equilibrium distribution coefficient of the radionuclide.
This, can be explained by the following equation : 
(4)
The radionuclides uptaked by the animals and plants are calculated
by analogy with bed load sediments.
For the radionuclide interaction with the aquatic plants attached of
the bed river, if one accepts that these belong to only one species and
therefore react in a similar manner with the radionuclides, it seems
acceptable to assume that the intensity of such reaction is proportion-
al with the weight of plants. Denoting as Mp and Sp the weight of
plants and the corresponding bottom, relatively, then from Eq. (1),
there:
S
p
= B M
p
R
p
F
p
(5)
Substituting the relationships for S
b
and S
p
into Eq. (1) is obtained
the mathematical model governing the radionuclides transport and
transfer.The equations systems are composed by three simultaneous
equations with the unknown C, K
b
and C
p
.Any of these systems can
be solved using a finite scheme designed for one efficient time step
(based on the splitting technique mode) on a compound vector .
Results and discussion 
The model has been tested for the simulation of the radionuclides
transfer and transport along the Danube river (Romanian sector) to the
Black Sea. [3].
It must be outlined, that a similar mathematical model has been
applied even to the entry of the Danube river in Romania, till the Turnu
Severin Iron Gates dam, in different cases of the ?ow water [1]. The
hydrodinamic parameters are taken for the cross-sections of Danube
river at Bechet, Turnu Magurele, Giurgiu, Ceatal Izmail. Into these
sections the cross-section ?ow discharge Q[mc/s] and the top width at
water-surface B[m] are 4440 mc/s
÷
6220 mc/s and 427 m 
÷
757 m [3].
The ?ow parameters of the Danube from the entrance in Romania,
at Bazias, till the beginning of the Danube delta at Ceatal-Izmail for
years 1996-1997, are discussed .
The mass-transfer k
b
and distribution K
b
were selected by experi-
mental data for bottom sediments for natural stream (30 % clay, 40%
quartz , 22% calcite) for the specified radionuclides (
85
Sr,
90
Sr,
137
Cs,
144
Ce,
65
Zn ).
References
[1] Oprica H.M. and Georgescu I.I., 1997. Sur un modèle mathématique
concernant le transport et transfert des radionucléides par le Danube vers
La Mer Noire. Sci. and Techn. of Environnental Protection,4: 51 - 57.
[2] Nihoul J.C.J. , Beckers J.M. and Djenidi S., 1990. Application of the
GHER 30 k - e Model, Rapp. Comm. int. Mer Médit, 32, 1: 178.
[3] Pantelica A.I., Georgescu I.I., Oprica M.H.I. and Borcia C.M., 1999.
INNA and Chemical analyzis of water and sedimentes sampled in 1996
from the Romanian Sector of the Danube River,Czehoslovak Journal of
Physics, 49 (1999), Suppl. S1 : 331-337. 
ON A  MATHEMATICAL MODEL TRANSPORTAND TRANSFER OF THE RADIONUCLIDES IN 
DANUBE RIVER, ROMANIAN SECTOR
M.H.I. Oprica
1
*, I.I.Georgescu
1
, C.M. Borcia
2
1
University “Politehnica “, Faculty of Industrial Chemistry, Bucharest, Romania
2
Institute of Meteorology and Hydrology, Bucharest, Romania
Abstract
The attention has been focused on those radionuclide species which are the most frequently encountered into the radioactive polluted
waters or laboratory and many results about their behaviour are reported.
Key words : Danube river, mathematical model, radionuclides transport in river , Black Sea.
d(
AC
)d
(
AE
d
C
)+
d(
QC
)
N
(
AE
d
C
) + =?
CA
+
S
S
n
d
t
d
x
d
x
d
x
n = 1
B
d
s
b
S
b
=B
d
s
b
B
d
t
d
R
b
=k
b
(K
b
C -R
b
) - 
?
R
b
d
t