适用于人工湖泊的生态型防渗技术研究

发布时间：2020-06-04 14:57

【摘要】：为营造城市景观体系,建设了大大小小的人工湖泊。其生态系统一般自我调控能力差,需进行专门的生态环境设计,其中防渗处理设计是其重点。常规的防渗处理包括帷幕、混凝土墙、硬质混凝土、铺盖和土工膜等结构型式,但在生态要求上却均存在不足。因此,本文提出了一种适用于人工湖泊的生态型防渗技术。以巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii,SPP)为代表的微生物,通过代谢可以沉积大量碳酸钙,堵塞孔隙,减少渗漏。微生物本身来源于自然界,微生物灌浆相比于传统的防渗技术更加环保。微生物代谢沉积碳酸钙(MICP)作为生态型的岩土防渗手段已经取得了长足发展。通过比选,选择了适宜于实验室培养的SPP菌种,并在实验室成功培养并保存,通过菌种培养实验得出培养SPP的最优条件是:扩大倍数为10倍、恒温30℃并保持培养基pH为6.2。将培养出的菌种和培养液通过注浆泵灌注50ml砂柱进行小比例尺砂柱实验,随着菌液浓度的增加,菌液的活性有明显的提高。菌液浓度为5~10,Ca2+源浓度为lmol/L,尿素浓度为2mol/L时,砂柱抗压强度最大值为22.06MPa,渗透系数最小值为2.12×10-5cm/s。灌注2次以上的砂柱能胶结成完整的砂柱,饱和度为0时固化效果较好,常温或浸泡养护的试样比烘干养护的试样,其抗压强度和抗渗透能力较低,抗压强度最大值为2.87MPa,渗透系数最小值为1.54×10-4cm/s。分别选取不同性质的土样进行微生物浆液的一维、二维扩散模拟实验,在0.2MPa的最大灌浆压力作用下,砂土的扩散距离为1.8m以上,黄土的扩散距离最小为60cm,灌后土样的渗透系数均小于1.0× 10-5cm/s。以团城湖二期工程为例,进行了以微生物灌浆为核心的生态防渗设计,并进行了三维渗流分析。结果表明,采用生态型防渗后,团城湖总渗漏量降低到了处理前的1%,最大水力坡降小于3,满足防渗的要求。同时,每日渗漏量可达1439m3,可满足周围生态环境的生态蓄水量要求。通过模糊层次分析法建立水生态环境影响评价体系,评估生态防渗体系水生态环境影响。结合各指标权重计算得到不同防渗方式对水生态环境影响的综合评价得分,复合土工膜、混凝土防渗、黏土防渗及生态型防渗得分分别为58.0、57.5、65.8及72.7,生态防渗体系对水生态环境的影响小于其他防渗方式。通过以上研究验证了以微生物灌浆为主的生态型防渗技术可用于人工湖泊的湖底岸坡防渗是可行的,在满足防渗要求的基础上,尽可能减少防渗措施对生态环境的影响,达到防渗和生态保护的平衡。
【图文】：

－ＥＨ邋了邋Ｈ：Ｋａ逦．．逡逑图２－２尤尼柯２０００分光光度计逡逑以上两个指标都是溶液内的总量指标。只要测试时保持溶液体积不变，，那么不同逡逑批次的实验指标就具有可比性。可以将二者作商，用微生物浓度来单位化脲酶活性，逡逑１１逡逑

单位为邋ｍｓ／ｃｍ／ｍｉｎ0逡逑ｍｉ逡逑Ｗ邋Ｍ逡逑图２－１电导率仪测量酶活性逡逑测量了脲酶活性，还需要了解相应的生物酶的数量。微生物的浓度恰恰与可能生成逡逑的生物酶的数量成正比。借助于微生物培养方面的知识，本文采用尤尼柯２０００分光光逡逑度计，测量菌液在６００ｎｍ波长的光源照射下吸收的光能。被吸收掉的光能（ＯＤ６００）逡逑与菌液浓度成正比，因此可以用ＯＤ６００表示菌液中微牛物的浓度，无量纲。逡逑＾邋Ｉ逡逑？邋ｃ？＊Ｋ＿ｕｎａａ逡逑－ＥＨ邋了邋Ｈ：Ｋａ逦．．逡逑图２－２尤尼柯２０００分光光度计逡逑以上两个指标都是溶液内的总量指标。只要测试时保持溶液体积不变，那么不同逡逑批次的实验指标就具有可比性。可以将二者作商，用微生物浓度来单位化脲酶活性，逡逑１１逡逑
【学位授予单位】：中国水利水电科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV543

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本文编号：2696550