感潮河段污染底泥疏浚扰动对水质影响研究.pdf

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1、第44卷第2l期人民长江Vo1．44．No．2l2013年11月YangtzeRiverNOV．，2013文章编号：1001—4179(2013)21—0108—04感潮河段污染底泥疏浚扰动对水质影响研究朱红伟。，尚晓，赵天彪(1．中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海200120；2．中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司航道疏浚技术交通行业重点实验室，上海201208)摘要：通过实验室水槽实验，研究了感潮河段疏浚时机械作用对污染底泥释放污染物的影响，并与底泥污染物静态释放过程进行了对比分析。研究结果表明，底泥表

2、面被破坏并产生再悬浮时，底泥中的耗氧性污染物释放到水体中，产生的化学需氧量比静态扩散时大得多。根据实验结果，分别针对静态水流和动态水流条件，利用菲克第一定律和第二定律，推导了反映底泥污染物释放的公式。关键词：感潮河流；底泥污染物；静态释放；再悬浮；化学需氧量；苏州河；上海市中图法分类号：TVl31．2文献标志码：A城市河流湖泊因流速小，污染面源广，往往面临比的风险，以及相近水域的治理和保护具有十分重要的较严重的富营养化问题。尤其是在河口感潮河段，现实意义。由于受到具有独特水力特征的潮汐作用影响，一方面1材料和方法涨落潮

3、往复水流使受污染河道表层底泥反复扬起悬浮；另一方面，受污染的河水在潮汐作用下于河道及下1．1试验装置游区来回荡漾，使污染物不断累积I3。采用机械疏本实验是在长为7．5m，宽为0．25m，高为0．45浚方式清除污染底泥是解决城市河流内源污染的主要m的环境循环玻璃水槽中进行的，如图l中所示。实方式之一。。随着人们对环境标准的要求日益提验时，先将底泥样品均匀平铺在水槽主体段长为4．5高，防止和减少疏浚活动对水域及陆域的污染已成为m的水平凹槽中，并使水流下部与底泥上部基本齐平，疏浚工程所必须考虑的一个重要问题，如何在保证疏减少

4、不必要的冲刷损失和误差。实验开始时，通过变浚E程效果的情况下，防止因疏浚扰动水体造成二次频水泵将储水箱中的水缓慢抽取到玻璃水槽中。水槽污染问题成为近年来相关研究的重要内容之～。入口处有4道整流格栅，流经玻璃槽后水由尾门排出，上海市苏州河全长125km，西起太湖瓜泾口，经经回水管流回水箱，通过调节水泵流量和尾门开度，使江苏省苏州市后曲折东流，横贯上海市8个区，在外自水槽中水力条件达到工况要求。实验中最大控制流速渡桥附近与黄浦江交汇。由于河道比降小、弯道多，致为0．20m／s，最大控制水深0．15m。水箱容量为1．5使水流

5、不畅、流速缓慢，最大流速仅0．58m／s，由北新m，能够满足循环水流的稳定运行要求。泾排人苏州河的污水约需5～6d才能最终泄入黄浦江。苏州河综合整治一期工程建成后，市区段水质仍1．2试验设计劣于国家地面水V类(无用脏水)。污染底泥中积累实验原理为，通过改变底泥上覆水体的水动力条了大量的无机和有机污染物，对上覆水体影响严件，研究在不同水动力作用下底泥污染物内源释放对重。因此，研究疏浚扰动等作用下底泥污染物的水质的影响。用化学需氧量(COD)指标来间接反映释放特征，对防范苏州河感潮河段潜在富营养化发生底泥好氧性污染物污染程

6、度。考虑不同流速和水深条收稿日期：2013—09—13基金项目：上海市科技攻关项目(11231200300)作者简介：朱红伟，男，工程师，主要从事环境水利学和环保疏浚设计研究工作。E—mail：june0829@163．corn第21期朱红伟，等：感潮河段污染底泥疏浚扰动对水质影响研究109件下，上覆水体中化学耗氧量(COD)的变化情况(工pH计测定，浊度采用LP2000型浊度仪测定。在处理况如表1所示)。实验中上覆水体采用自来水，为消数据时，要扣除自来水COD浓度对上覆水体中除自来水中微生物等生物化学作用和化学净化中

7、的吸COD浓度的影响。。附和凝聚作用对COD的影响，设计了无底泥空白实2实验结果和讨论验。I6ⅢI2．1空白试验和水体自净作用由于实验用水为自来水，为了测定自来水COD对上覆水体中COD的影响，设计了3组无底泥的空白实验。图2为水深10cm，流速分别为0．05m／s和0．10m／s时，水体中COD随时间变化的关系。图1环境循环水檀装置示意表1实验工况图2空白实验水体COD含量随时间变化的曲线从图2可以看出，水体中有机物生化降解量与有机物量成正比，属于化学一级反应，可以用一维水体水质模型来简化水体自净过程。一维水体水质模

8、型表达1．3试验方法式为采用抓泥斗在苏州河重点污染地区采集7个点位=一s，}f=u=So，即S(t)=Soe(1)表层20cm的底泥沉积物，运回实验室冷置备用。采Ub集点的底泥样品特征如表2所示。根据对野外柱状采式中，为水体COD含量；S。为初始时刻水体COD样剖面的观察，苏州河底泥具有明显的层序结构，一般含量；k为消耗系数；t为