底泥氟长期释放机制研究及实验结果与野外分析

一般而言，实验室模拟实验的结果和野外现场的实际情况并不完全相符，经常存在所谓的尺度效应。为此对针对洋沙泡水库大尺度、长时间的实验结果与野外洋沙泡水库水质分析结果进行讨论分析。

1.实验方案设计

在实验方案设计时，已经考虑尽量减小尺度效应的影响。尺度效应之所以产生，一方面是实验尺度较小，即使微小误差，在实际中也会被成倍地夸大，造成很大影响；另一方面实验时间较短，不能很好地反映氟的释放过程。

为减小尺度效应的影响，一方面进行小尺度实验，如混合稀释实验、天然状态底泥氟的释放实验，用以研究氟的释放机理，另一方面放大研究尺度，延长研究时间，以期能够真实地反应氟的释放过程，实验时间最长的有175天，认为能够真实地反应底泥中氟的释放过程及其随时间变化的特点。同时采用多种实验方案互相印证，互相补充完善，尽量减少误差对实验结果和计算结果的影响。

实验方法尽量采用模拟实验，尽量模拟洋沙泡的原生条件，采用洋沙泡的原水、原土进行实验，模拟实验完成后，进行还原计算，以求减小实验环境与野外实际环境的差别。

实验中充分考虑环境因素的影响，如蒸发、温度等条件的影响，实验历时春夏秋冬四季。

进行实验的同时，间断地选择比较有代表性的时期去洋沙泡实地取样，及时掌握洋沙泡水质的变化特征。不断地调整实验方案及其完成时间，使实验能够反映洋沙泡水库的实际变化特征。

水槽和模拟实验槽实验基本可以反映底泥释放的特征，尤其模拟实验槽的大小是2.0m×1.5m，底泥铺盖厚度已达5～6cm，据设计调查和钻探资料，洋沙泡底泥厚度约30～50cm，实验室底泥铺盖相当于洋沙泡底泥厚度的1/6～1/10左右，铺底泥时，尽量分层沉实，达到洋沙泡的天然状态。水槽实验底泥铺盖厚度2.0cm，相当于实际厚度的1/15～1/25，对于不用表现水流速度和流量的湖泊底泥释放实验来讲，尺度效应的影响已经较小。(www.xing528.com)

2.模拟实验结果与实际结果对比

将模拟实验的结果与洋沙泡野外几次实际取样测试分析结果相对比，了解本次实验与野外实际情况的符合程度及尺度效应。

根据实际取样时间和测试分析洋沙泡湖水中的氟浓度，再利用本次实验中和取样条件比较一致的底泥释放拟合曲线计算实际天数的氟的浓度进行对比，可进一步研究尺度效应的影响。本次实验中和洋沙泡目前条件极为接近的释放实验是水质混合模拟实验完成后的底泥释放试验。该实验的拟合曲线为y=1.763ln（x）-0.2371，因2007年1月22日取样到2007年4月取样期间由于受融冰的影响，实测浓度变化与实验条件不同，但2007年4月11日以后的实际条件与实验条件比较一致，可利用拟合曲线计算2007年4月11日以后每次取样时刻的氟浓度，将计算结果与实际取样浓度进行对比（表4.15）。由表4.15可以看出，底泥释放实验的计算结果与洋沙泡水库的实际取样测试结果比较接近，但计算结果略小于实测结果。因洋沙泡水库氟的浓度变化还要受蒸发浓缩的影响，并不完全是由于底泥释放氟造成的，所以计算结果比实测结果略小是正确的。计算结果说明本次设计实验尺度效应影响较小，实验结果符合实际情况，可以用于实际工程。

表4.15　实际取样测试分析氟与实验计算氟对比表

但是实验也不是尽善尽美的，首先野外的实际环境不能够完全模拟，如降雨径流对洋沙泡水库的影响、风力对洋沙泡水库紊动混合的影响等都很难在实验室具体体现。因此实验室的实验成果在具体应用中，尚需根据实际条件进行调整。