污水管道沉积物分层冲刷的起动规律及其污染贡献特性

来源：中国环境科学杂志2023年第10期北京时间：

作者：韩剑霜, 石烜, 张建锋, 惠依莲, 金鹏康

单位：1. 西安建筑科技大学环境与市政工程学院, 陕西 西安 710055;2. 西安交通大学人居环境与建筑工程学院, 陕西 西安 710049

摘要：为探明管道沉积物的断面污染物分布特征，揭示梯度冲刷强度下沉积物的分层冲刷起动规律及其污染贡献特性，通过建立一套污水管道沉积物冲刷模拟装置，基于管道沉积物分层分布理论，揭示了沉积物不同断面颗粒粒径以及碳、氮、磷等污染物的含量变化规律.此外，根据无黏性沉积物初始运动的临界剪应力公式进行计算，结果表明，随粒径的增大，不同分层颗粒下理论临界剪切应力从0.038N/m2增加0.261N/m2；随设计水流剪切力从0.1N/m2增加到0.3N/m2时，沉积物对污水的TCOD贡献率从6.4%增加到46.3%，TN贡献率从25.3%增加到40.6%，而TP从42.9%降低到25.1%，且在各类污染物的附着含量对比下，随水流强度增大，冲刷起动的悬浮物为有机类污染物的占比最高.据此可知，粒径大小对污染物的污染负荷分布具有较大影响，且污染负荷分布对水流冲刷的溢流污染物浓度变化具有相关性.因此，明确管道沉积物分层冲刷水流强度及溢流污染物浓度变化有助于有效控制水体污染情况.

关键词：溢流污染物,污水管道,沉积物,降雨强度,冲刷运移

基金资助：国家自然科学基金资助项目（52200117）；中国博士后科学基金面上项目（2022M722527）；中央高校基本科研业务费项目（xzy012022079）