淤塞--中文百科全书

基本信息

【汉字】：淤塞 yūsè

淤塞的河道

【英文】： [silt up] 沉积的泥沙使水流不畅

【解释】：谓水道阻塞不畅通。

出处

【出处】：宋·苏轼《申三省起请开湖六条状》：“父老皆云，若运河淤塞，远则五年，近则三年，率常一开。”《明史·河渠志四》：“且江潮涌沙，淤塞难免。”《二十年目睹之怪现状》第九三回：“往常职道晋省，看见南京城里的河道也淤塞的了不得。”

【出处】：田汉《洪水》：“河床高，淤塞起来，自然就容易决口。”

滤床淤塞方式

( 1) 滤床表面的局部淤塞。由于水动力条件减弱,滤膜局部出现增厚、压实，导致渗滤面积相对减小，影响出水量。

( 2) 砂砾石层的淤塞。过滤过程主要是悬浮颗粒与滤料颗粒之间粘附作用的结果。河水中的悬浮物质被带入滤层中，水与岩(土)体发生各种物理、化学及微生物等水岩相互作用，产生沉积填充于滤床空隙中引起滤床性质发生变化，滤床颗粒胶结，渗透性减小。这种淤塞的发生与水质、岩(土)体的性质密切相关。

( 3) 集水管及其附近砂砾石层淤塞：集水管附近水流发生较大变化时容易发生淤塞。引起集水管淤塞的原因主要是化学和微生物的腐蚀与结垢。化学腐蚀包括直接化学腐蚀和电化学腐蚀，而结垢则包括腐蚀胶结物的堵塞结垢和溶解物沉澱的填塞结垢。

淤塞机理

天然河床渗滤取水的净水过程涉及一系列物理、化学和生物作用,其淤塞机理较为複杂，研究结合取水特点及工程实践分析，提出淤塞机理包括以下三方面:

( 1) 物理淤塞

① 悬浮物机械沉澱淤塞。过滤是以某种多孔物质为介质，在外力的作用下，使带有悬浮物的液体通过介质孔道，固体颗粒被劫留在渗流介质表面，从而实现固液分离。通过模拟试验能够清晰观察到水流携带悬浮物向滤床深部运移，较粗颗粒在砂砾石表层附近的粒间沉澱，形成“架桥”。滤床表面逐渐形成褐色泥质薄膜以拦截更小的杂质。滤膜在过滤初期增长很快，进入稳定发展阶段后，增长速度减缓。在实际的工程中则表现出: 投入生产的前一段时间可取水量变化大,衰减快,随着污染物截留量的增大，滤膜逐渐增厚压实并在一定水流条件下达到动态平衡后，水量则稳定下来。

② 吸附淤塞。渗滤过程中,悬浮物随水流深入到滤床区的曲折孔道中，与颗粒发生吸附、离子交换作用，被吸附在砂砾石的表面，滤床一定深度範围内将形成一个淤填层，引起渗透性减小。淤填层的发育深度受滤料颗粒、滤速的影响，滤料颗粒越大，均匀性越好，滤速越快，淤填层发育深度越大。有研究发现,在地下水人工补给的渗水池中，当有效粒径d10= 0. 85 mm时，主要淤填层发育深度为3 cm；当d10= 0. 25 mm时，主要淤填层发育深度为l cm。图2滤床中发育的淤填层示意图。

图2　滤床中发育的淤填层示意图

③ 滤床水动力条件改变引起淤塞。滤膜对拦截地表水中的悬浮物和细菌起了关键作用，延缓了地表水中悬浮物和泥沙进入到砂卵砾石层中造成的滤床淤塞老化。然而，滤膜净水过程中逐渐增厚可引发上部地表水给水不畅，滤床中水流状态由三维饱和流过渡到一维非饱和垂向流，在截留杂质较多上层滤料中地表水和地下水脱开，形成负压区。此时，取水量很大程度上是靠滤床内地下水的疏乾提供。因此，河流的入渗量减少消耗地下水储存量将造成系统淤塞。

④ 不合理降深引发淤塞。降深过大会加大水力坡度，加快地下潜流流速，水流由层流状态变成紊流，受水力驱动影响，地层内颗粒呈现无序组合影响地下水补给的速度,使产水量衰减。

( 2) 化学淤塞

地表水渗入河床以及辐射集水管的存在都会引发化学作用，由此造成的淤塞发生在砂砾石层中，主要是集水管及砂砾石被沉澱堵塞。

① 砂砾石层淤塞。亚铁离子广泛存在于地层中，二价铁的氧化物在地壳表层的含量约为2. 7%。若在取水过程进行曝气处理，

被氧化形成高价铁的氢氧化物,逐渐附着在滤膜和滤层中，并且铁质滤膜具有接触催化作用, 可吸附新的

生成新的滤膜:4

= 4

+ 4OH-滤床中越来越多的三价铁絮凝体胶结鬆散砂砾及悬浮物将减小砂层孔隙率，增大过水阻力，降低渗透係数。在滤膜更新缓慢的枯水季节或是长时间曝气均可引起氢氧化铁沉澱大量进入砂层中，堵塞滤床。

② 集水管淤塞。集水管常发生腐蚀和结垢现象。铁细菌和硫酸盐细菌等微生物引起井管斑状腐蚀。有关研究表明,当河床渗透水的pH值< 7. 0，溶解氧含量> 2ppm、二氧化碳含量> 50ppm都会引起辐射管的腐蚀。主要化学反应有: 2Fe+

= 2FeO; 4FeO+

= 2

;

+ 3

= 2Fe

。结垢现象则是由于潜流水进人通道时，压力降低,水中气体(

分离出来,与水中的

、

离子结合生成沉积物在通道孔眼处沉澱下来,堵塞进水通道。有关研究表明,当河床渗透水的pH值> 7. 5、碳酸盐含量> 300 ppm、铁离子含量> 2ppm、镁含量>1ppm钙、镁及铁盐不断从水中析出并在辐射管孔眼处与邻近含水层孔隙中沉澱造成的堵塞。化学堵塞且使水产生腥味呈黄褐色，是影响出水量和水质的原因之一。

( 3) 生物作用造成淤塞

微生物作用在水质净化中不容忽视，不仅滤膜和砂层中存在多种生物，浅水地段和岸边普遍发育有水生植物及藻类。渗透过程中通过微生物作用，有机物、氨氮、细菌和酚指标均大幅降低，说明生物作用是获得良好水质的关键。但同时，适宜的营养物质、水温和光照使微生物的大量繁殖，这将导致含水层有效空隙减少，引起水量减小造成系统淤塞失效。