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城市小型浅水湖泊内源污染及环保清淤深度研究

龚春生  
【摘要】: 湖泊底泥氮、磷释放影响因素很多,本文通过玄武湖底泥柱状芯样室内模拟实验,研究了pH、溶解氧、温度、扰动、藻类、底栖生物对玄武湖底泥营养物氮、磷释放的影响规律以及影响机制。把底泥氮、磷释放重要影响因子——pH、溶解氧、温度作为传质系数的自变量引入到泥-水界面的交换通量的计算公式中,拟合了氮、磷传质速率系数与pH、溶解氧、温度的非线性关系,修正了传统泥-水界面的氮、磷交换通量计算公式。 底泥氮、磷的吸附-解吸是与内源污染密切相关的过程,本文同时研究了温度、pH、底泥颗粒粒径、扰动强度对底泥氨氮、磷酸盐的吸附-解吸的影响规律以及底泥对氨氮、磷酸盐吸附-解吸动力学机制,并对底泥磷的三种随机吸附模式(Henry型、Freundlich型、Langmuir型)进行了有益的探索,研究了Henry型、Freundlich型、Langmuir型吸附动力学模式下底泥对磷相对吸附量的概率密度分布函数。 由于水动力学特性是湖泊内源污染的一个重要影响因素,本文研究了玄武湖18万吨/日情况下的吞吐流,东、西、南、北、东南、西北、东北、西南八种不同风向的风生流以及两者结合的混合流。根据玄武湖水动力学特性,建立、开发与研制了包含内源污染的垂向平均平面二维水流-水质耦合模型,并将其用于玄武湖18万吨/日引水调控方案比选,所得方案已被南京市公用事业局采纳。 本文通过不同疏浚深度新生表层泥.水界面氨氮、总磷长期室内释放实验确定玄武湖东南湖湖岸环保疏浚深度为25cm,湖心环保疏浚深度为15cm。根据不同疏浚深度底泥释放前后磷形态的变化提出以磷为目标的底泥环保疏浚深度的评判依据和确定方法。按底泥磷形态确定的湖岸环保疏浚深度为25cm,湖心环保疏浚深度为12.5cm,与室内释磷长期实验得出的底泥环保疏浚深度结论较吻合,从而为底泥环保疏浚深度的确定提供了一种崭新范式。


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