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原文传递河道仿生植物溢油吸附试验研究

论文题名：	河道仿生植物溢油吸附试验研究
关键词：	河道边界;仿生植物;溢油吸附;试验研究
摘要：	随着经济社会的发展和转型，我国对内河航运的需求逐年上升。内河航道提档升级，船舶货运繁忙，而内河河宽较小、船舶尺寸较大，导致溢油事故时有发生。溢油事故的发生将危害水体的生态环境、人类的身体素质和健康。以往重大溢油事故主要发生在海上，且溢油研究也多数集中于海洋，针对内河航道的溢油研究较少。植物是内河边界的主要类型，在河流生态系统中占据着至关重要的地位，是陆地区域与水体区域的生态边界，因此亟需开展植物溢油吸附试验研究。本文通过概化河道植物溢油吸附试验，塑造多种仿生植物来开展封闭水域的静水试验，分析溢油吸附的全过程，研究仿生植物溢油吸附的机理和规律。本文研究内容如下：　　①建立了仿生植物溢油模型试验，对试验场地采取隔绝自然光源的措施，并布置了试验场地的光源和采集系统；开展了溢油油膜的灰度厚度率定试验，明确并建立了溢油油膜的灰度厚度关系。　　②选取仿宽叶草、仿米兰草、仿秧苗、仿绿萝、仿栀子叶和仿尤加利六种不同的仿植物类型，分别进行100g、120g、140g、160g、180g等五种不同溢油量工况的溢油吸附试验。对采集的溢油吸附试验全过程视频进行图像处理，获取油膜面积和油膜灰度，通过油膜灰度厚度关系计算相对应的油膜厚度。利用已知的溢油量、油膜面积和油膜厚度计算累计吸附量和吸附率，分析仿生植物溢油吸附的机理和规律，研究油膜面积、油膜灰度、油膜厚度、累计吸附量和吸附率的变化关系。　　③引入触油湿周和触油湿周比的概念，统计了试验采用的仿生植物的触油湿周比。通过已知的溢油量、油膜厚度、仿生植物的水力湿周和宽度计算各仿生植物的吸附能力系数，确定了吸附能力系数与触油湿周比的变化规律和关系式，明确了仿生植物溢油吸附量的计算公式。　　④通过对约50种河道水生植物的调查，水生植物可分为挺水植物、浮叶植物和沉水植物。借鉴本文仿生植物溢油吸附试验，分析了挺水植物、浮叶植物、沉水植物的触油湿周比和吸附能力系数，发现挺水植物的吸附能力系数范围为3.71~5.80，浮叶植物为6.50~8.30，沉水植物为9.64~11.87，结果表明沉水植物的吸附能力最大，浮叶植物次之，挺水植物最小。最后，给出了单一植物、分区植物、交叉型植物溢油吸附量的计算举例。
作者：	唐美芳
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