城市河道溢流堰对水体复氧及水质的影响

摘要

为研究城市河道溢流堰最佳的形态、坡度及材料状况，通过对光滑型溢流堰以及不同基质、粗糙度，形态、坡度的溢流堰坝体前后水流形态的观测，对主要水质指标进行长期跟踪监测和研究，结果表明： (1)光滑型溢流堰和阶梯型溢流堰均通过短时间改变河道水流特征，增加水气接触面积，使更多的氧气进入水体成为溶解氧，降低水体有机污染，达到提高水体自净能力的目的；两种类型的溢流堰在提高水体自净能力方面，以机械曝气复氧所起的作用为主，生物膜所起的生物化学作用为辅。 (2)通过对光滑型和阶梯型两种溢流堰对比，水体经光滑型溢流堰时，水流较快，水气接触面积较小，水体复氧程度较低，污染物去除效果不理想；经阶梯型溢流堰后，水流速度减缓，水气接触面积增大，水体复氧程度明显提高，水体中污染物去除效果较好。 (3)对30°、45°、60°倾斜度的阶梯型溢流堰进行研究，水体经三个坝体后，在流经相同的距离条件下，水气接触面积以45°最大，水体复氧程度，污染物去除均以45°倾斜角度为最佳。 (4)溢流堰基质和粗糙度对水体复氧和污染物去除的影响主要体现在坝体着生生物膜作用情况。坝体基质和粗糙度均可影响生物膜的着生与脱落，在实际运行中，坝面粗糙度过大，坝面着生的生物膜过厚，影响生物膜的通透性，生物膜净化水体的功能不能很好发挥，且衰老的生物膜不易脱落，易分解释放污染物，再次污染水体；过于光滑的坝体，生物膜难以着生，无生物膜作用，仅依靠水体机械复氧过净化水体，效率较低。故坝体基质和粗糙程度选择方面，在坝面粗糙度尽可能大的情况下，应选择新生物膜易附着，衰老的生物膜易脱落的基质材料为最佳，坝体才能更有效地增加水体的自净能力。 故在城市污染河道中修筑溢流堰时，坝面形态以阶梯型为宜，在相同的距离条件下，倾斜角度以45°为最佳，基质材料以新生物膜易着生，衰老生物膜易脱落为宜。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1研究背景

1.1.1我国城市河道现状

1.1.2城市河道生态特征

1.1.3城市河道的水流特性

1.1.4不同DO状态下城市河道水体的特征及生态学意义

1.1.5向城市河道水体充氧的常用措施

1.2溢流堰研究概况

1.2.1溢流堰基本特征

1.2.2溢流堰水流特征及复氧研究

1.3研究的目的和内容

1.4技术路线

第二章研究方法

2.1试验区概况

2.2试验设计与模拟溢流堰的构建

2.2.1试验材料

2.2.2各种溢流堰构建方法及取样点设计

2.3监测指标及频率

第三章光滑型溢流堰对水体复氧及水质的影响

3.1光滑型溢流堰坝面水流特征

3.2光滑型溢流堰对水体复氧的影响

3.3水体复氧后对污染物的去除情况

3.4溢流堰影响下水体DO、NH3-N及IMn相关关系分析

3.5 小结

第四章溢流堰基质和粗糙度对水体复氧及水质的影响

4.1溢流堰基质对水体复氧及水质的影响

4.1.1水体经不同基质溢流堰时水动力特征

4.1.2不同基质坝体对水体复氧的影响

4.1.3水体复氧后对污染物的去除影响

4.1.4坝面生物膜对水体水质的影响

4.1.5两种基质条件下水体复氧模型

4.1.6小结

4.2不同糙度条件下着生生物膜对水体复氧及水质的影响

4.2.1生物膜对污染水体作用机制

4.2.2生物膜对水体复氧的影响

4.2.3水体复氧后对污染物的去除效果

4.2.4衰老的生物膜对水体二次污染情况分析

4.2.4不同生物膜情况下溢流堰水体复氧模型

4.2.5小结

第五章溢流堰形态和坡度对水体复氧及水质的影响

5.1溢流堰形态对水体复氧及水质的影响

5.1.1水流经光滑型、阶梯型溢流堰时水动力学特征

5.1.2两种形态的溢流堰对水体复氧的影响

5.1.3两种形态的溢流堰对水体污染物的去除效果

5.1.4两种形态的溢流堰坝面生物膜对水体的影响

5.1.5小结

5.2溢流堰坡度对水体复氧及水质的影响

5.2.1水体经不同坡度的阶梯型溢流堰时水动力特征

5.2.2阶梯型溢流堰坡度对水体复氧的影响

5.2.3水体复氧后对污染物的去除效果

5.2.4生物膜在三种坡度的阶梯型溢流堰运行中的作用

5.2.5阶梯型溢流堰单位距离净化率分析

5.2.6阶梯型溢流堰水体复氧模型

5.2.7小结

第六章45°阶梯型溢流堰对其他水体指标的影响

6.1对pH值的影响

6.2对水温的影响

6.3对Eh的影响

6.4对藻类生长的影响

6.5小结

第七章结论与展望

参考文献

附录

致谢