仿沉水植物填料对水体悬浮泥沙的截留作用

水资源

仿沉水植物填料对水体悬浮泥沙的截留作用葛绪广1,王国祥1,郭长城2,冯冰冰1,刘 玉1,毛志刚1,郑海洋1,周 崴1

(1.南京师范大学地理科学学院,江苏南京210046;2.南京水利科学研究院江苏南京210029)

摘 要:对仿沉水植物填料对挟沙水体悬浮泥沙的截留作用进行了试验研究,结果表明:仿沉水植物填料对水体泥沙的截留率随水体泥沙含量的增加而提高,水体含沙为120m g/L时截留率达31.15;仿沉水植物填料的密度越大,截留率越大。

关 键 词:仿沉水植物填料;悬浮泥沙;截留

中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1000-1379(2007)10-0055-01

水体中的泥沙对水质的影响一直是水生态环境研究的重要课题[1],已有大量的相关文献问世[2~6]。

人工填料是污水净化的常用材料,具有较好的水质改善效果。其中,仿沉水植物填料与沉水植物具有相似的形态结构,且比表面积大,一方面通过改变水流动力条件,促使较多的泥沙颗粒物发生沉积,起到改善水质、提高水体透明度的积极作用;另一方面通过附着于填料的微生物降解水体中的氮磷有机污染物,改善水体营养状况。笔者结合生态修复示范工程研究了仿沉水植物填料对悬浮泥沙的截留作用。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验地点:南京师范大学水环境生态修复中试平台。

试验布置:仿沉水植物填料为表面粗燥的塑料纤维,直径0.8mm,呈轮状固定在中心轴线上,轮盘直径15c m,层状排列,间距为2mm。此种填料耐腐、耐温、耐老化、孔隙可变性大、不堵塞、寿命长、不粘连结团、表面积大。辅助单元采用长2.0m、宽1.0m的铁丝网,沉入水底,仿沉水植物填料像沉水植物一样浮在水中。

悬浮泥沙水体的配制与输入:淤泥质泥沙主要是水体悬浮泥沙沉淀的成分,悬浮特性好,容易获得试验所需的悬浮泥沙条件。采用镇江内江淤泥(示范研究区外围),通过混沙池配制不同悬浮泥沙含量的内江模拟水体,泥沙过200目(孔径77 m,主要为悬浮态粒径级配)绢网再加入混沙池,然后通过均匀管道输入试验水道,并实时监测试验水道进、出口悬浮泥沙颗粒物的含量,保证试验条件基本稳定。

1.2 监测与分析

在试验水道的3个不同断面取样,泥沙含量取3个断面的平均值。同时设置对照水道,试验条件保持一致。国内外相关研究表明,当输入泥沙条件一致时,水体泥沙含量与其浊度成二次曲线关系,且相关性较强,因此通过测定水体浊度可快速得到泥沙含量(试验中采用的关系曲线为y=-0.0017x2 +1.8305x,R2=0.982)。

2 结果与分析

2.1 仿沉水植物填料对泥沙的截留效果

仿沉水植物填料对水流中泥沙的截流效果见表1。对照水道水体泥沙含量的降低主要是泥沙在自身重力的作用下自然沉降造成的,而具有仿沉水植物填料的水道泥沙的沉降除自然沉降外还受到填料的截留作用。对照水道的平均泥沙截留率为16.31%,而填料水道的平均截留率达22.15%,提高了5.84个百分点,且随泥沙含量的增加,截留率有提高的趋势。

表1 仿沉水植物填料对挟沙水流泥沙的截留效果

项 目

第一组

填料对照

第二组

填料对照

第三组

填料对照

进水泥沙含量/

(m g L-1)80.0080.00100.00100.00120.00120.00出水泥沙含量/

(m g L-1)71.2072.8475.6982.5682.6292.95截留率/%11.008.9624.3117.4431.1522.54 注:填料单元规格为1.5m 1.0m 2.0m

2.2 填料密度对泥沙截留效果的影响

填料密度是影响泥沙截留效果的重要因素之一。在同样厚度(1.5m)的仿沉水植物填料条件下,36根/m2和24根/m2两种填料密度的水流泥沙截留率分别为29.79%和21.48%,表明适当的填料密度可明显增强其对水流中泥沙的截留效果。

2.3 仿沉水植物填料对污染物的间接截留作用

仿沉水植物填料在截留泥沙颗粒物的同(下转第58页) 收稿日期:2007-03-29

基金项目:国家 863 计划项目(2003AA601100-2)。

作者简介:葛绪广(1976 ),男,山东临沂人,博士研究生,主要从事水污染治理与生态修复研究工作。

第29卷第10期 人 民 黄 河 Vol.29,No.10 2007年10月 Y ELLOW R I VER O ct.,2007

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(2)根据用户输入的对象特征值进行查询。用户输入需要查找的对象特征值,然后查找图形对象中相应的关键字,再通过空间数据居中定位在主窗口界面上。该方法适用于用户已知查询对象的属性数据来查询其在地图窗口中的具体空间信息。通过属性数据来查询其空间数据,要先把各个图层的数据分别进行数据绑定,再根据不同的要求进行分类处理。用户只需输入查询内容就能在M apX地图上清楚显示相应的空间数据信息。具体实现过程如下:

F i nd O b j=w_ne w_m a i n.o le_1.ob j ec t.L ayers(tr i m(ddlb_1. T ex t)).F i nd

F i nd O b.j F i ndD atase t=w_m a i n.o le_1.object.Da taSets+

&+(tr i m(dd l b_1.T ex t)+ da taset )

F i nd O b.j F i ndF ie l d=F i ndOb.j F i nd D ataset.F i e l ds(tr i m (ddlb_2.T ex t))//以上代码功能是从需要搜索的图层中得到查找对象,并设置需要查找的数据集与字段

FoundFeature=fi ndob.j Search(tr i m(sle_1.T ex t))//执行查找操作

w_m a i n.o le_yers.C lea rSelecti on//取消选择此图层中的所有图元

w_m a i n.o le_1.object.centerx=foundfeature.centerx//改变Cen ter X触发重画操作

w_m a i n.o le_1.object.centery=foundfeat u re.centery//改变Cen ter Y触发重画操作

w_m a i n.o le_yers(tr i m(ddl b_1.T ex t)).Se l ec-ti on.R eplace(F ound fea t ure)//为了明确显示查找结果,将结果加入到选择集合中,以红色高亮度居中显示

参考文献:

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[6] 杨桄,张柏,边红枫,等.基于M ap X面向对象的专题地图

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(3).

责任编辑 翟戌亮

(上接第55页)时还可以间接截留一定的氮磷污染物。由表1知,当输入1m3含沙量为120m g/L的水时,填料水道的泥沙可减少37.38g,而对照组水道减少27.05g,因此填料对挟沙水体的泥沙截留量为10.33g,根据笔者关于泥沙对磷的吸附试验的研究结果,其最大吸附能力为38.51mg/g,可计算得到填料通过截流泥沙间接截留的磷为387.81m g。另外,随着时间的延长,填料可以附着大量的降解菌类以及其他微生物,从而可以更加有效地降解水体污染物。

3 结 论

仿沉水植物填料对水体泥沙颗粒物具有较好的截留效果:

(1)水体含沙量为120mg/L时,仿沉水植物填料的截留率可达31.15%,较对照提高8.61个百分点,随水体泥沙含量的增加,截留率有提高的趋势。

(2)进水相同的条件下,密度为36根/m2和24根/m2的仿沉水植物填料的截留率分别为29.79%和21.48%,表明随填料密度的增大,截留率有提高的趋势。

(3)仿沉水植物填料对挟沙水体具有除磷作用,且随截留泥沙量的增加而增大。参考文献:

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见习编辑 乔韵青

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