湖泊内源污染治理中的环保疏浚浅析

根据污染物的来源,湖泊污染可划分为外源污染和内源污染.环保疏浚是消除内源污染的最实用的方法,尤其对于浅水湖泊.环保疏浚的目的是通过底泥的疏挖去除底泥中所含的污染物,清除污染水体的内源,减少底泥污染物向水体的释放.论述了环保疏浚的方案、特点、在国内外的发展情况,同时也分析了有些湖泊底泥疏浚效果不佳的原因及应采取的措施,最后提出了几点关于我国疏浚发展的建议.     

环保疏浚与环保疏浚设备探析

论述了环保疏浚的技术要求和特点,以安徽巢湖环保疏浚工程实例,介绍了环保疏浚的方法及应用。通过分析国内外环保疏浚设备的研究方向和进展,提出绞吸式挖泥船环保功能改造及挖泥机具可互换的连接方式,以及环保绞刀设计的基本要求。     

盐龙湖表面流人工湿地底泥氧化层对污染物释放的影响

为了解盐城市盐龙湖表面流人工湿地底泥氧化层理化性质,探讨其对底泥氮、磷及有机物释放过程的影响,在测定底泥理化性质的基础上进行了室内静态柱状试验。结果表明:盐龙湖表面流人工湿地长期运行后在底泥表层形成了厚度为1 cm、呈棕黄色、无明显臭味、含水率低、TP含量高、TOC和TN含量低的氧化层;氧化层对于底泥中污染物的释放特征影响显著(P0.05),对内源污染的控制具有一定的正面作用;无氧化层试验组上覆水中TN、NH_3-N和COD的平均质量浓度分别比有氧化层试验组高9.5%、30.8%和3.5%;在湿地的实际管理中,不宜对湿地进行疏浚,如疏浚则疏浚深度应达到健康层。     

苏州河底泥污染物控制指标的研究与应用

本文根据苏州河底泥污染特性、土壤环境质量标准、苏州河生物毒性指标、土壤背景值,参考国内外疏浚工程实践,大胆创新,提出底泥污染物控制指标,确定了期望疏浚深度与疏浚规模;本文以苏州河底泥疏浚为工程实例,初步探讨了河湖底泥污染物控制标准,其方法具有一定的科学性,值得同类工程推广应用。     

受污染底泥陶粒化回填技术及其底泥修复效果

针对受污染底泥原位或异位修复技术存在需引入外来材料或长期占用土地和易产生二次污染等问题,提出了将疏浚底泥脱水干化及无害化处理后,烧结成陶粒并回填至原疏浚区域的受污染底泥陶粒化回填技术,并从增强床面稳定性、清晰泥水界面、改变底泥中溶解氧垂向分布和减少底泥污染物释放通量等方面,探讨了该技术修复底泥的潜力。底泥疏浚可直接去除大部分表层污染物,而陶粒制备过程中的高温烧结会降低疏浚底泥的污染程度;陶粒回填后,床面稳定性增加,相同水动力条件下颗粒不易再悬浮,底泥释放通量明显减小,床面溶解氧渗透深度增加。     

重污染河道疏浚程度对底泥中总氮释放的影响

采集正在进行疏浚的河道表层、中层、下层底泥于室内静态条件下进行TN释放试验,研究疏浚程度对具有明显分层现象的河道底泥中的TN释放影响。结果表明:重污染河道底泥的TN释放共分为3个阶段:快速释放阶段,过渡阶段,释放平衡阶段;重污染河道底泥疏浚程度越高,疏浚后底泥TN质量浓度越低,越有利于减少底泥中TN的释放。重污染河道采用水力疏浚仅能去除表层淤泥,底泥TN负荷仍较高。     

河道底泥污染物释放控制试验研究

采用自主研制的环形水槽试验装置，研究了水动力条件下河道底泥的污染物释放特性，开展了原位覆盖和原位固化对底泥污染物释放控制效果的研究。试验结果表明:河道水流速度直接影响底泥污染物的释放特性；底泥随流速逐渐增大分别呈现“未起动”、“少量动”和“普遍动”三种状态。流速小于起动流速时，底泥未起动，上覆水中污染物释放量、浊度与静水条件接近。流速大于起动流速时，底泥大幅起动，上覆水中污染物释放量大幅增加。原位覆盖和原位固化均能有效控制底泥污染物的释放。与未处理相比，原位覆盖后的污染物控制率能达到60％ ～90％，砂层的压重作用避免底泥大规模起动，进而导致上覆水中的污染物含量大幅降低。原位固化后的污染物控制率为97％，但固化会导致上覆水ｐＨ升高使水体呈碱性。     

泥沙颗粒和孔隙水在底泥再悬浮污染物释放中的作用

在环境水动力学中,河流底泥污染物释放是人们研究的主要问题之一。污染物进入到水体中后会有一部分聚集在水体底泥中,并在底泥的上层形成一条污染底泥层。底泥再悬浮时,污染物会通过再悬浮颗粒以及孔隙水重新释放到上覆水体中。此文中分别以氯化钠和磷代表典型非吸附性污染物和吸附性污染物,研究底泥污染物释放中底泥颗粒相和水相在不同的水力条件下所起到的作用。研究表明,在底泥静止状态和瞬间悬浮条件下,底泥污染物的释放主要来自于水相孔隙水,非吸附性污染物的释放主要集中在这两个状态下;而在连续悬浮条件下,再悬浮颗粒的解吸释放起着主要的作用,吸附性污染物的释放大部分发生在此阶段。另外,此文还研究了两种类型的泥沙即粘性细颗粒泥沙和非粘性粗颗粒泥沙在底泥连续悬浮时的释放量和释放时间的异同。研究表明,再悬浮粗颗粒泥沙的污染释放量要比再悬浮细颗粒小,但前者释放持续的时间要比后者长。     

水体内源污染及环保疏浚措施研究

简述水体内源污染的形成机制、影响因素和研究技术.环保疏浚是应用广泛的水体内源污染控制措施.概述环保疏浚的作用、相关技术和评估手段.环保疏浚可对水体指标及水生动植物产生负面作用.选择合适的疏浚厚度、频率和季节可提高环保疏浚效果.综合考虑水体环境并改进水动力学模型、泥沙输移模型和污染物质量平衡模型可揭示底泥污染的释放机制,以制定有效的疏浚策略.     

钝化剂对河道底泥钝化作用的试验研究

由于湖泊水库泥沙流动率较低,容易形成底泥淤积,由此造成污染物与淤泥并存。目前,一般采用航道疏浚技术对河道淤积进行处理,但是航道疏浚技术对河道底部淤泥扰动较大,导致河底淤积悬浮,污染物重新回到水底。基于国内外研究现状,分析了钝化剂对污染物的作用机理,讨论了添加钝化剂对底泥COD污染物释放量、TN释放量和TP释放量的影响,最后对钝化剂用量选择进行了分析。     

生态清淤及淤泥处置技术在水库整治中的应用

为研究生态清淤及淤泥处置技术在深水水库中的应用及效果,以通济桥水库生态清淤工程为例,通过对环保绞吸式挖泥船清淤点附近和水库取水口水质的跟踪监测,分析清淤施工对水库底泥污染物扩散的影响,并对板框压滤处理后的干化土含水率和余水指标进行了检测和分析。结果表明:清淤施工仅对距离挖泥船绞刀头20 m范围内的水体产生一定的扰动影响,且持续时间较短,对水库取水口水质基本无影响;清淤得到的高含水率淤泥经板框压滤处理后,土的含水率可降低至40%~60%,满足运输和资源化利用要求;处理后的余水指标符合达标排放要求。     

基于施工循环的绞吸挖泥船疏浚作业平稳度分析

绞吸挖泥船是水利工程疏浚施工领域广泛使用的一类工程船舶,安装在船上的工况监测系统能够实时记录船体的疏浚作业状态,但是所获得的实时监测数据并不能直接提供船体疏浚作业平稳度的关键信息。提出一种基于施工循环的绞吸挖泥船疏浚作业平稳度分析评价方法,通过选择合适的施工监测参数作为绞吸挖泥船疏浚作业平稳度分析指标,然后在预定义的施工循环内对平稳度指标进行计算分析,得到挖泥船在整个施工期间的疏浚作业平稳度变化情况,以及每个施工循环内的疏浚作业平稳度值。据所得的疏浚作业平稳度,能够判断挖泥船操作人员的疏浚作业平稳度优劣,并直观评价其相应的疏浚产量,为绞吸挖泥船的疏浚作业提供有效指导。同时,通过与传统的疏浚作业平稳度分析方法进行比较可见,所提出的方法能够定量地反映绞吸挖泥船在整个施工期间和每个施工循环中的平稳度变化情况,弥补了传统方法的不足,具有更强的实用性和优越性。     

走马塘拓浚工程的生态效应

根据走马塘拓浚工程实施前后的地形变化,建立拓浚河道平面二维水动力数学模型,模拟河道拓浚前后走马塘典型河段的水动力变化情况,并分析拓浚工程对河道水动力特征的影响和拓浚工程的水生态效应。结果表明,拓浚工程的实施使得区域流速及断面横向流速分布变得均匀,对水环境改善有一定的正效应;河道拓浚工程的实施,短期内有利于浮游植物生长,但对浮游动物的生长有一定抑制作用,而从长期影响结果趋势来看,拓浚工程有利于水生生境系统的恢复与重建;河道拓浚工程的实施有利于底泥质量的改善,减少底泥污染物的含量,减少河道内源释放,对水质改善有正面效应;拓浚工程对底栖生物生境具有严重影响,但是随着时间的推移,底栖生境将会重建。     

黄河下游窄河段挖河固堤启动工程减淤效果模型试验研究

通过河工模型试验，研究了黄河下游朱家屋子－西河口河段挖河固堤启动工程的减淤效果。分析表明，挖河后在一定时段内和试验水沙条件下，有一定的减淤效果，挖沙减淤比为0．76左右；开挖段的回淤量对挖河减淤效果影响很大。由于黄河水沙特性和河床演变的复杂性，还有不少关键技术问题需要进一步研究。     

环保型防扩散剂在绞吸过程中的防扩散性能研究

针对疏浚工程中底泥扩散问题,设计了一套绞吸试验装置,通过CFD模型预测出底泥的扩散分布,在绞吸过程中投加环保型防扩散剂CPAM、PSF及复配CPAM/PSF,通过对底泥的沉降速率、上覆水体浊度及COD、粒径以及SEM形貌变化等来探究防扩散剂在绞吸过程中的防扩散效果。结果表明:在投加的防扩散剂中CPAM对底泥的防扩散效果最佳,当CPAM的投加量为15mg/L时,相对最终的底泥沉降率来说,95%泥样基本是在瞬间沉降,且沉降1h后上覆水体浊度达到最低值10.23NTU,COD达到最低值12.0mg/L,相对未添加防扩散剂的上覆水体浊度、COD下降率分别为83.6%、89.1%,从其沉降泥样SEM图片中也可以看出其底泥颗粒粒径增大最为明显,中值粒径达到19.250μm,相对未添加防扩散剂的底泥颗粒粒径增长率为117%,在底泥的防扩散上表现出良好效果。     

正、偏楔形盘形滚刀破岩作业载荷对比研究

盘形滚刀是全断面岩石掘进机(TBM)上的关键核心部件,其与岩石的相互作用直接影响TBM的掘进效率和工程成本。研究发现盘形滚刀外形对其与岩石的相互作用有较大影响。论文首先建立了正楔形盘形滚刀作业对象岩石的Drucker-Prager弹塑性模型和正楔形盘形滚刀与其相互作用模型,并用罗科斯巴勒盘形滚刀破岩力预测理论对所建模型进行了验证;以此为基础,论文还建立了偏楔形盘形滚刀与其作业对象岩石的相互作用模型,并分别模拟研究了正楔形盘形滚刀和偏楔形盘形滚刀与岩石的相互作用,从而发现正楔形盘形滚刀在不同安装半径和切深条件下的垂直力、侧向力和滚动力都大于偏楔形盘形滚刀,且偏楔形盘形滚刀在小安装半径和大切深条件下,其破岩载荷较正楔形盘形滚刀减小量较大。论文研究结论为偏楔形盘形滚刀设计理论的工程应用提供了重要参考。     

太湖底泥的生态疏浚工程

指出:①太湖底泥是湖体水生态系统的基本要素,也是重要的内污染源.②在湖泊外源污染得到一定控制后,以减少内源污染负荷为目的的生态疏浚是控制内源污染效果较为明显的工程措施.③太湖底泥疏浚属水生态整治工程,以最大可能取走污染物、改善水生态环境为控制目标,生态疏浚是局部的薄层精确疏浚.经采用生态调查方法,查明太湖底泥总蓄积量为19亿m3.主要疏浚范围是底泥厚且污染重的重点功能湖区,如梅梁湖、贡湖等.依据太湖底泥的污染特性,疏浚深度以40～50cm为宜,并应为后续生物修复技术介入创造必要的生态环境条件.密闭无扰动抽吸式头部掘进是关键,冬初至春末为最佳施工期.排泥场防渗、尾水处理达标后排放、淤泥安全处置和资源化利用是生态疏浚的环保要求.     

山东黄河挖河试验河段冲淤演变分析

本文分析了山东黄河挖河启动工程实施一年来的河道冲淤演变，在水沙条件接近90年代平均的情况下，挖河河段年回淤量占挖沙总量的54.8%，挖沙减淤比为1∶0.7左右。对其以上河段也有减淤作用。另外挖槽有吸引流势的作用，但没有改变洪水河势。从年内冲淤变化分析，挖河河段仍遵循弯曲性河道中过渡段河道洪淤枯冲的冲淤演变规律，但挖河使通水初期淤积发展加快，相对于不挖河时挖河河段淤积量增多。随着挖河河段回淤及出口以下河段的冲刷，挖河河段由淤积平衡转向冲刷，非汛期挖河河槽冲刷量较非挖河河段多。根据国内外挖槽回淤率分析，优化挖槽深度，减少挖槽与水流方向交角可以减少挖槽回淤率。     

Polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides concentration patterns and trends in top predator fish of Laurentian Great Lakes from 1999 to 2014

Concentration patterns and temporal trends of legacy persistent, bioaccumulative and toxic (PBT) contaminants were determined using the Great Lake Fish Monitoring and Surveillance Program (GLFMSP) top predator fish data from 1999 to 2014 and applying Kendall-Theil robust regression after cluster-based age normalization. For most Great Lakes sites, significant decreasing concentration trends ranging from ?4.1% to ?21.6% per year (with the only exception being mirex in Lake Erie walleye) were found for PBTs including polychlorinated biphenyls (PCBs), dichloro-diphenyl-trichlorethane (DDTs), dieldrin, endrin, chlordane, oxychlordane, nonachlor, mirex, and hexachlorobenzene (HCB) reflecting the successful historical and ongoing reduction of fugitive releases and remediation efforts in the U.S. and Canada including physical removal (dredging) coupled with sediment sequestration. Generally, lower concentrations and faster decreasing trends are observed in western/northern sampling sites compared to eastern/southern sites as the former sites are generally more remote from population centers and industrial activities. PCBs, which can be released from ongoing sources, have the highest concentration, the second slowest decreasing trend, and increasing mass fractions of the contaminants studied suggesting that they will continue to be the legacy contaminant of greatest concern into the future.     

官厅水库流域水沙优化配置与综合治理措施研究Ⅱ--流域水沙优化配置与水库挖泥疏浚方案

通过现场调研、实体模型、数学模型和资料分析等手段，对官厅水库上游流域水土流失现状与治理效果、水沙配置与利用、水库挖泥疏浚治理措施与效果等问题进行了系统的研究。流域水沙配置的内容主要包括水土保持拦沙、水库拦沙、引水用沙和河道淤积等，在基本摸清了流域泥沙配置现状及其对官厅水库减淤效果的基础上，指出改善和提高流域引水用沙、滩地滞沙和水土保持拦沙等方面的泥沙配置能力是减轻官厅水库泥沙淤积的重要目标；论证了挖泥疏浚是解决官厅水库泥沙淤积(包括拦门沙淤堵和坝前淤积)的重要措施，小底宽挖泥槽疏浚方案(15m方案)可作为枯水年连通两库的应急供水工程措施，宽挖槽疏浚方案(宽300m或500m)和防淤堤方案为近期拦门沙整治方案，其中S型防淤堤方案具有局部导沙入妫的作用，挖泥疏浚可以有效地缓解坝前泥沙淤积严重所造成的危险局面；清淤应急供水工程方案实施后的连通渠回淤监测成果表明，连通渠回淤少，不存在淤堵问题，与实体模型试验成果一致，起到了连通永库和妫库的作用。