闸坝前后底泥沉淀与再悬浮影响机制及分析方法研究.pdf

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1、126中国农村水利水电·2013年第5期文章编号：lOO72284(2Ol3)05一o126—03闸坝前后底泥沉淀与再悬浮影响机制及分析方法研究窦飞(深圳市水务规划设计院，广东深圳518000)摘要：河流底泥的沉淀与再悬浮运动在很大程度上影响了河流的水质，对于闸控河流有必要对闸坝引起河流内源污染的过程做深入研究。在综合当前国内外研究现状及前人研究成果基础上，分析了闸坝前后底泥污染物运动的可能影响因素。选择具有代表性的闸控河流作为典型研究区域，分析闸坝前后底泥沉淀与再悬浮对河流水质的影响，对各种底泥污染物水质模型进行综合比较和定性分析，并对闸坝前后底泥污染物水质模型及实验研究

2、方法进行了探讨，结果表明水质模型的建立需要考虑闸坝前后底泥沉淀再悬浮的影响。关键词：闸坝；底泥沉淀与再悬浮；影响机制；分析方法中图分类号：TV697．1文献标识码：ASWAT水文模型及相邻闸坝问的水量水质模型，以淮河支流沙0引言颍河为例，研究了闸坝联合调度对河流水质的影响[。前人所河流底泥是污染物的主要载体，分析河流水污染问题的原做的工作或者只研究了底泥沉淀再悬浮过程，或者只研究了通因，河流底泥的沉淀与再悬浮运动对于污染物迁移转化起着重过闸坝工程调控水污染的措施，缺乏对于闸坝影响河流水质作要作用。河流污染的原因不仅包括外源污染，而且还包括内源用机理的研究。污染，其中内源污染

3、主要是由于河流底泥中污染物的长期积累本文基于前人所作的研究成果，分析了闸坝调度实验研究造成的，内源污染会造成河流持续的受污染状态，故河流底泥时需要考虑的底泥沉淀再悬浮影响因素，比较了已有的底泥污污染物沉淀再悬浮运动会对河流水质的改善治理工作构成一染物水质模型，对闸坝作用下底泥污染物水质模型及实验研究种潜在的威胁。以重污染河流淮河流域的沙颍河为例，沙颍河方法进行了新的思考和探讨。在开闸后水流条件变化变化剧烈，一方面使得淮河流域的水质调控变得很复杂，但另一方面使得通过闸坝调度控制、改善淮1闸坝前后底泥沉淀与再悬浮影响机制分析河流域的水质具有一定的可行性。因此，有必要对闸坝引起河

4、河流底泥和水流共同构成污染物的主要载体，其中，底泥流内源污染的机理做深入研究。的环境作用，即底泥的沉淀再悬浮作用，对于污染物的迁移转广大科技工作者围绕底泥沉淀再悬浮过程及闸控河流的化过程有着重要的影响作用。污染物在水流缓慢的区域由于水污染问题展开了大量的研究工作。最早进行底泥沉淀再悬沉淀作用会沉积在河流底泥中，流速增大后水流的冲刷会造成浮过程研究的是Thomas，他在S-P模型的基础上，考虑了BOD污染物的释放，形成二次污染。水体中悬浮的泥沙对于水环境方程中悬浮物的沉淀及冲刷再悬浮的影响并引入沉浮系数的影响条件主要包括：污染物类型、泥沙特性、水环境和水力条k。l1]。褚君达

5、等结合环境水力学，泥沙运动学及水化学，从水件等l6一。闸控河流(如淮河)闸坝工程的建设改变了河流自然流中污染物的对流扩散方程进行理论推导，得到包括底泥冲刷地水循环状况，减少了河道径流，减缓了水流速度，削减了水体沉淀、底泥释放等因素影响的水质基本方程l2]。丁赞等从河流的自净能力，加剧了水污染，进行底泥沉淀再悬浮影响机制的底泥的动力学过程出发，推导了底泥中污染物的输移转化方分析有必要考虑闸坝的影响。程_3_。夏军等人通过分析水生态指标与同期水质指标之间的在闸坝作用范围内，水体受到闸坝挡水和泄水作用影响，关系，建立淮河水文一水质一生态耦合模型，提出了一种水利底泥污染物在沉淀态和

6、悬浮态之间相互转化，水环境化学条件闸坝工程对水生态影响的评价方法[4]。张永勇等人基于也发生变化，引起河流水质的改变。这里参考国内外学者选取收稿日期：2013-04—02实际河段作为研究对象进行动态模拟的研究思路，通过闸坝调作者简介：窦飞(1982一)，男，助理工程师，主要从事水利水电工程度实验及分析来揭示底泥污染物再悬浮影响河流水质的机理。设计。E—mail：66983586@qq．com。研究框架如图1所示。闸坝前后底泥沉淀与再悬浮影响机制及分析方法研究窦飞127将发生怎样的变化?是否为线性变化?(3)闸坝影响河流底泥沉淀再悬浮的作用随时间如何变化?(4)闸坝前后底泥沉

7、淀再悬浮还需考虑哪些其他的影响因素?要解决上述问题，需要考虑闸坝作用的影响，从底泥沉淀再悬浮水质模型角度出发，分析底泥沉淀再悬浮影响因素的计算方法。图1底泥沉淀与再悬浮影响机制研究框架1．1底泥沉淀再悬浮影响因素2底泥污染水质模型及实验研究方法探讨底泥沉淀再悬浮的影响因素主要有以下几个方面。2．1底泥污染水质模型1．1．1水力条件的影响Thomas最早在S—P模型的基础上，在B0D方程中考虑了随着水流速度，水深等水力条件发生变化，底泥的沉淀作悬浮物的沉淀及冲刷再悬浮的影响，引入沉浮系数尼。。随后的用也随之发生变化。