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卵石边界对溢油吸附作用的试验研究
| 论文题名： | 卵石边界对溢油吸附作用的试验研究 |
| 关键词： | 内河;溢油污染;卵石吸附;吸附机理;吸附公式 |
| 摘要： | 我国河流年径流量高达2700亿m3，其中流域面积超过1000km2的河流高达1500多条，仅次于巴西、俄罗斯位居全球第三。我国内河由于数量众多、水量充沛，具有较好的发展前景。内河航运具有运输成本低、运输能力较大、可持续发展等特点，在我国航运经济中所占地位逐渐升高。近年来，随着国家西部振兴计划的实施，大力发展西部地区航运经济是民之所望，政之所向，内河经济带发展平稳、结构紧密，人民生活水平显著提升。内河航运的繁荣市场也带来一定环境危机，如船舶碰撞、化工油品的泄漏等安全事件频繁发生。为贯彻习近平总书记生态环保理念，建立综合治理新体系。全方面综合考虑水环境、水生态、水资源、水安全、水文化和岸线等多方面的紧密联系，建立健全水灾害监测预警、灾害防治、应急救援体系等有力措施。因此加强内河溢油污染的研究极其重要，但至今针对河流卵石边界溢油的研究较少，本文基于卵石边界对溢油吸附展开研究。 本文采用概化卵石边界溢油吸附试验，首先率定了油膜灰度—厚度关系，通过搭建均匀粒径及非均匀粒径组卵石边界，开展了一系列不同工况试验。分析了溢油试验扩展阶段、吸附阶段时油膜面积、灰度、厚度、吸附量等随时间的变化情况及机理。最后通过吸附阶段各数据，拟合出卵石边界累计吸附量随时间的表达式和吸附量衰减随时间的表达式。主要研究内容如下： （1）设计了概化卵石边界溢油吸附试验，进行对试验场地的布置达到了避光、避风等密闭试验条件；对试验场地光源和摄像系统进行改进，保证了试验光源的稳定性和一致性；最后通过大量的预实验，选取了符合本次试验条件的运动粘度接近为100mm2/s、密度为0.8g/cm3的液压油和油溶性苯胺黑作为染色剂。 （2）通过对油膜灰度—厚度关系的率定，得到灰度-厚度关系式。该关系式经过反复验证，误差在合理范围区间，证明其拟合较好。 （3）开展预实验，探究了本次试验卵石边界合理铺设厚度为15cm。并进行了均匀粒径和非均匀卵石边界的溢油试验，通过分析各工况下面积、灰度、厚度随时间的变化情况，得出了扩展阶段各油膜参数的变化与边界情况无关，仅和溢油量有关；吸附阶段中，灰度、厚度的变化速率与溢油量呈正比，与卵石的等效大小同样成正比。 （4）分析了卵石溢油吸附的机理，并设计了卵石边界吸附量的计算方法。通过在吸附阶段中，吸附量以及吸附率随时间的变化情况，得出了吸附量、吸附率与溢油量成正比，与等效粒径成正比。最后通过对各粒径组吸附阶段参数数据的拟合，得出了卵石边界累计吸附量随时间的表达式和卵石边界吸附量衰减随时间的表达式。 |
| 作者： | 冉韬 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 童思陈 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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