揚(yáng)州市城區(qū)典型水體溶解氧分布特性及充氧技術(shù)研究.pdf

1、揚(yáng)州地處江蘇中部，境內(nèi)河湖廣布，水系發(fā)達(dá)，襟江枕淮，隨著城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加速發(fā)展，揚(yáng)州的河流、湖泊受到不同程度的污染，尤其是流經(jīng)中心城區(qū)的20多條河道水體污染嚴(yán)重，需要從長遠(yuǎn)角度來進(jìn)行水環(huán)境保護(hù)和水環(huán)境生態(tài)安全維護(hù)。
　　 本課題基于對揚(yáng)州市城區(qū)各種典型水體的溶解氧分布規(guī)律、氧轉(zhuǎn)移機(jī)制及其與水質(zhì)的關(guān)聯(lián)性的深入調(diào)查研究，利用多賓斯-坎普(Dobbins-Camp)BOD-DO水質(zhì)模型，以CODMn代替BOD。進(jìn)行河道的溶解氧平衡計(jì)算

2、以及維持末端溶解氧的補(bǔ)水流量，從而有效的優(yōu)化揚(yáng)州市城區(qū)水系的補(bǔ)水調(diào)控技術(shù)，節(jié)省資源。并且開發(fā)了泥水界面充氧裝置，進(jìn)而改善水體底部低溶解氧的狀況。
　　 本文選擇揚(yáng)州市城區(qū)典型水體研究溶解氧的季節(jié)變化、日變化、豎向變化規(guī)律。選取的大型河道為古運(yùn)河；小型河道為二道河；淺水湖泊為瘦西湖和荷花池。溶解氧季變化；冬季含量最高，平均飽和度為87.64％；夏季次之，平均飽和度為79.07％，春秋季含量最小，平均飽和度為54.78％。溶解氧日變

3、化情況是表層溶解氧在日出后逐漸上升，至下午16:00達(dá)最高值，此后逐漸下降。夏季和春、秋季表層溶解氧的日變化幅度很大，水體中層和底層溶解氧的日變化幅度較小，而冬季的表底層的溶解氧日變化幅度都不大。在空間上，主要存在垂直方向即不同深度的變化，溶解氧含量隨深度的增加，逐漸降低。如2米深的荷花池夏季2010年7月29日，表層和底層溶解氧的飽和度差164.28％。但冬季溶解氧的垂直變化幅度不大，如荷花池冬季2011年1月7日的表底層的溶解氧飽和

4、度差值為2.93％。顯而易見，冬季水體溶解氧含量高，日變化和空間變化幅度都很小。以二道河大虹橋斷面和荷花池為例分析揚(yáng)州市河道水質(zhì)變化情況發(fā)現(xiàn)水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，二道河的總氮含量范圍為1.02～4.12mg/L，均值為2.28mg/L。達(dá)到富營養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)的5.1～20.6倍。荷花池總氮含量范圍為3.76～4.68mg/L，均值為4.30mg/L，達(dá)到富營養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)的18.8～23.4倍。二道河總磷含量范圍為0.12～0.45mg/L，均值為0.

5、21mg/L，達(dá)到富營養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)的6～22.5倍；荷花池總磷含量范圍為0.26～0.51mg/L，均值為0.34mg/L，達(dá)到富營養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)的13～25.5倍。
　　 通過實(shí)驗(yàn)室模擬測定，底泥耗氧速率p1(mg/m2.h)與溫度T(℃)呈線性關(guān)系：p1=aT+b，a，b為與河道底泥特征有關(guān)的參數(shù)。古運(yùn)河7個斷面a=1.835～3.0104，b=-11.038～6.7189。城區(qū)11條主要內(nèi)河a=2.3925～6.8412，b=-28

6、.454～-11.069，瘦西湖a=2.3925，b=-11.069，荷花池a=1.5566，b=8.7493。
　　 揚(yáng)州市內(nèi)河夏季單位濃度葉綠素(μg/L)光合作用產(chǎn)氧量為0.0421mgO2/(μgChl.d)，秋季為0.0299mgO2/(μgChl.d)，冬季忽略不計(jì)。揚(yáng)州市內(nèi)河夏季藻類生長速率為25.758μg/L.d，秋季藻類生長速率為16.206μg/L.d。冬季藻類生長極其緩慢，生長速率可視為0，這就是夏季水體

7、溶解氧日變化幅度大，夏季溶解氧高于春秋季的原因。根據(jù)揚(yáng)州市城市水體水深范圍，經(jīng)比較，本文采用丘吉爾公式法計(jì)算流動水體表面復(fù)氧速率。
　　 自創(chuàng)了原位測定法測定河道承受的總污染負(fù)荷R。通過實(shí)驗(yàn)室模擬測定研究底泥污染釋放特性，隨著溫度升高CODMn、TP、NH4+-N、TN釋放速率加快，但各監(jiān)測斷面增加的幅度不同。溫度從10℃增加到30℃時，釋放速率都增加了幾倍。
　　 計(jì)算靜止河道在一天內(nèi)的需氧量時，二道河需補(bǔ)充氧量夏季、

8、秋季、冬季分別為116.13kg/d、7.29kg/d、39.8kg/d。試算出夏季、秋季、冬季保障河道末端DO≥2mg/L(Ⅴ類)需要的最小補(bǔ)水流速分別為8.7×10-3m/s，1.02×10-3m/s，3.72×10-3m/s。再根據(jù)河道橫斷面積計(jì)算需要的最小補(bǔ)水流量為0.2349m3/s、0.02754m3/s、0.10044m3/s。
　　 開發(fā)了泥水界充氧裝置，進(jìn)行了小試和現(xiàn)場中試研究。界面充氧小試裝置在300L/h的