生物作用下排水管道沉積物起動規(guī)律研究.pdf

1、本文通過歸納排水管道因淤積產(chǎn)生的危害，整理前人關于管道沉積物自身物理特性、內(nèi)部生化反應以及在各水力條件下沉積、輸移的研究，針對研究中存在的一些不足，考慮管道沉積物所存在的不均勻性、含有大量有機質(zhì)等特點，本文采用微觀觀測和宏觀沖刷試驗相結(jié)合的方式，從以下幾個方面對排水管道沉積物起動規(guī)律展開研究:
　　(1)選取真實管道沉積物，分析排水管道沉積物的堆積密度、顆粒級配、有機質(zhì)含量等物理特性，探尋不同水流強度下試樣起動情況，并嘗試提出用特

2、征粒徑作為泥沙起動判斷標準的方法。結(jié)果顯示沉積物具有非均勻性，在分級水流強度下分組起動。當達到臨界起動的剪切應力時，起動組分的推移質(zhì)中值粒徑約在試樣整體中處于d54～d63的范圍?？捎迷嚇诱w的d60作為臨界起動的判別粒徑。
　　(2)選取沉積現(xiàn)象不明顯的無機石英沙作為研究材料，通過配制營養(yǎng)液、引入微生物，并創(chuàng)造良好的溫度、溶解氧環(huán)境，觀察在外源有機物培養(yǎng)下生物活動對試樣產(chǎn)生的影響，包括采用掃描電子顯微鏡(Scanning Ele

3、ctron Microscopy，SEM)和激光共聚焦顯微鏡(Laser Scanning Confocal Microscope，LSCM)從微觀角度觀察無機沙表面形貌的變化以及通過明渠直流水槽的沖刷試驗從宏觀角度研究試樣沖蝕起動規(guī)律的變化。結(jié)果表明，生物活動在沙床表面和顆粒間生成生物膜，減小了表面粗糙度，增強了顆粒間的聯(lián)結(jié)，使整體抗侵蝕能力提高，臨界剪切應力增強;但在后期會因生物膜老化而減弱。定量分析生物膜的增強效果，并對希爾茲公式

4、和起動概率做出修正。
　　(3)選取真實管道沉積物作為研究材料，通過濕篩重構(gòu)其顆粒間關系，觀察在適宜的溫度、溶氧環(huán)境下，沉積物內(nèi)部生物活動對試樣產(chǎn)生的影響，包括通過SEM、LSCM從微觀角度觀察試樣表面形貌的變化、通過X射線計算斷層掃描(X-ray Computed Tomograpgy，XCT)觀察試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變以及通過明渠直流水槽的沖刷試驗從宏觀角度研究試樣沖蝕起動規(guī)律的變化。結(jié)果表明，有別于無機沙營養(yǎng)液培養(yǎng)，沉積物中的生