山地城市次級(jí)河流自然復(fù)氧技術(shù)試驗(yàn)研究.pdf

1、重慶市地處長(zhǎng)江上游，其所轄大部分地區(qū)位于三峽庫(kù)區(qū)，市域內(nèi)有眾多次級(jí)河流匯入長(zhǎng)江。因此，改善并保持重慶市次級(jí)河流的水環(huán)境對(duì)于三峽庫(kù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境十分重要。目前，重慶市次級(jí)河流水環(huán)境的治理取得了重大成效，如何保持次級(jí)河流的水環(huán)境成為人們關(guān)心的問(wèn)題。伏牛溪位于重慶市大渡口區(qū)，為長(zhǎng)江的次級(jí)河流，具有典型的山地城市河流特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)前期的綜合整治，伏牛溪水環(huán)境質(zhì)量有了很大的提升，但部分滯留區(qū)仍存在富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，水體溶解氧含量整體偏低。水體溶解氧含量對(duì)于

2、維持河道自凈能力十分重要，結(jié)合山地城市坡降大的特征，采取經(jīng)濟(jì)、高效的措施為河流復(fù)氧具有十分重要的意義。
　　對(duì)伏牛溪現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了勘查，調(diào)查分析了污染現(xiàn)狀，提出利用伏牛溪原有水壩的局部摻氣特性為河道復(fù)氧。在伏牛溪鐵路橋構(gòu)建了試驗(yàn)裝置，對(duì)影響溢流壩復(fù)氧能力的關(guān)鍵因素進(jìn)行了試驗(yàn)研究，研究得到了示范工程建設(shè)所需的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，在伏牛溪構(gòu)建了自然復(fù)氧示范工程，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，對(duì)其復(fù)氧效果及污染物去除效果進(jìn)行了研究分析。主要研究?jī)?nèi)容

3、和結(jié)論如下：
　　開展了伏牛溪污染現(xiàn)狀的調(diào)查分析，調(diào)查結(jié)果表明：伏牛溪主要有兩個(gè)排污口，均為合流制。降雨期間，雨污水溢流進(jìn)入河道，對(duì)河流形成了一定的污染。據(jù)長(zhǎng)期觀測(cè)，1＃排污口的平均流量為0.135m3/s，最大流量值為0.974m3/s，NH4+-N、TN、BOD5、TP排放均值分別為8.5mg/L、12.5mg/L、23.5mg/L、0.98mg/L。2#排污口的平均流量為0.1m3/s，最大流量值為0.894m3/s，NH4

4、+-N、TN、BOD5、TP排放均值分別為3.85mg/L、12.5mg/L、12.8mg/L、0.68mg/L。經(jīng)過(guò)前期的綜合治理，流域水環(huán)境質(zhì)量有很大提升，對(duì)伏牛溪典型彎道滯留區(qū)B01和典型壩前滯留區(qū)B02監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，相對(duì)于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）》中的Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，各采樣點(diǎn)NH4+-N、CODMn達(dá)標(biāo)率較高，TP達(dá)標(biāo)率一般，而TN達(dá)標(biāo)率非常低，此外，B02點(diǎn)較B01點(diǎn)污染物濃度更高。
　　開展了溢流壩中

5、試試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明：①階梯型溢流面較光滑型溢流面復(fù)氧效率更高，在流量Q=6L/min，坡度θ=60°的情況下，光滑型溢流面（n=0）復(fù)氧效率均值為0.05，而階梯型溢流面復(fù)氧效率均值分別為0.06(n=5)、0.14(n=10)、0.19(n=15)，各階梯數(shù)的階梯溢流面復(fù)氧效率均高于光滑型溢流面。②壩高、流量、坡度為定值的情況下，復(fù)氧效率E隨階梯數(shù)n的增加而升高。在流量Q=6L/min，坡角θ=75°的情況下，復(fù)氧效率分別為0.

6、08(n=5)、0.23(n=10)、0.28(n=15)。③壩高、流量為定值的情況下，溢流壩復(fù)氧效率隨坡度θ的增加呈先增后降的趨勢(shì)，峰值出現(xiàn)在坡角為75°左右，水流自由垂直跌落(θ=90°)復(fù)氧效果最差。在流量Q=12L/min的情況下，復(fù)氧效率先從0.12(θ=45°)升高到0.16(θ=75°)，然后又降至0.05(θ=90°)。
　　開展了自然復(fù)氧示范工程復(fù)氧效果及水質(zhì)凈化效果的試驗(yàn)研究，示范工程由3座溢流壩串聯(lián)而成。其中

7、，壩1坡度、階梯數(shù)分別為：65°、28階，壩2坡度、階梯數(shù)分別為：70°、24階，壩3坡度、階梯數(shù)分別為：65°、13階。試驗(yàn)結(jié)果表明：水壩的復(fù)氧效果受季節(jié)的影響而表現(xiàn)出不同的特征。夏季陰雨天或冬季枯水期，壩頂DO含量均值為6.27mg/L，水流過(guò)壩后，水體DO含量升高，水壩復(fù)氧效果顯著。而夏季晴天，壩頂DO含量均值為13.13mg/L，水流過(guò)壩后，水體DO含量降低，水壩未能復(fù)氧反而釋氧。自然復(fù)氧系統(tǒng)對(duì)水體中的NH4+-N、CODMn、

8、葉綠素a有一定的去除效果，進(jìn)、出水NH4+-N濃度分別為0.52mg/L、0.38mg/L，進(jìn)、出水CODMn濃度分別為7.56mg/L、5.66mg/L，進(jìn)、出水葉綠素a濃度分別為0.062mg/L、0.042mg/L。系統(tǒng)對(duì)TN、TP沒有去除效果。
　　示范工程良好的運(yùn)行效果表明，充分利用河道水工構(gòu)筑物的局部摻氣特性為河流復(fù)氧，從而降低水體污染物濃度是可行的。總之，結(jié)合山地城市河流坡降大的特點(diǎn)，采用自然復(fù)氧技術(shù)改善河流水環(huán)境是