CN113200578A - 利用自然冷能去除寒旱区湖泊污染物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及湖泊水环境修复领域，具体涉及一种利用自然冷能去除寒旱区湖泊污染物的方法。该方法包括如下步骤：S1.在湖泊周边建立至少一个修复池；S2.待到冬季时，湖泊表面开始结冰，当冰层达到一定厚度时，将冰层下的湖水抽到修复池中；S3.修复池中的湖水开始结冰，当冰层下只剩余少量湖水时，将剩余湖水全部抽出修复池；S4.待到天气转暖后，修复池中的冰全部融化成水，再将水引回湖泊中。本发明的方法无需加入任何化学药剂，借助于大自然的冷能去除湖泊污染物，降低了能源消耗，节约了成本，对湖泊中所有的污染物均有良好的去除效果。

Description

利用自然冷能去除寒旱区湖泊污染物的方法

技术领域

本发明涉及湖泊水环境修复领域，具体涉及一种利用自然冷能去除寒旱区湖泊污染物的方法。

背景技术

湖泊是陆地表面封闭洼地中积水形成的比较宽阔的水域，是水资源和水力资源的重要储藏地，在调节地区气候、保持生态平衡、调蓄洪水、促淤造陆、降解污染物、美化环境等方面发挥着重要作用。因此合理利用与保护湖泊资源是社会经济发展的重大课题。近些年来，随着湖泊流域人口增长和经济发展，以及近年来湖泊流域种(养)殖业、旅游业、采矿业以及沿湖工业和城镇化的不断发展，湖泊生态环境保护压力日益加大。尤其是寒区湖泊，由于降雨量少、蒸发强烈、气候干旱、日照时间长，太阳辐射强，风沙活动较多，面临着水质退化、湖泊萎缩、富营养化趋势加重、湖泊盐化加重、威胁饮用水供给、损害公众健康等问题。特别是近些年来湖泊污染日益严重，不仅对湖泊生态环境造成危害，同时也极大地降低了湖泊的功能。目前，水环境污染已经成为寒旱区湖泊的共性问题，因此降低湖泊污染物浓度、修复湖泊环境是当前迫切需要解决的问题。

湖泊修复技术是指在保证性价比和生态安全的前提下，消除或最大程度地降低污染物对人类健康和生态环境的危害。现有湖泊修复技术主要基于物理、化学、生物及生态手段，实现自净能力增强、湖泊生物调控、生境条件改善的目标，具体实施方式取决于湖泊的地理环境、污染程度和类型、污染修复目标、成本等。目前，比较常见的的修复技术包括底泥疏浚技术、原位隐蔽治理技术、絮凝沉降技术、微生物修复技术、植物-微生物联合体系修复技术等。

底泥疏浚技术是指将受污染的湖泊沉积物移出，根据污染特征和周边场地情况，在异地选择相应技术进行修复处理，该方式可将大量污染物转移出湖泊，其水质和底质的TN、重金属和有毒有机物等污染物含量同处理前相比大幅减少，但该方法还要进一步处理污泥，否则会产生二次污染，且其成本相对较高。原位隐蔽治理技术是指采用一些自然材料，如砂砾石、膨润土或人造地材料等进行底泥的覆盖，以减少底泥中的污染物向水体释放，实际去污效果良好，二次污染小。但该治理技术工程量较大，也会加大底泥的体积，因此多适用于深水湖泊。絮凝沉降技术是指利用无机絮凝剂、黏土及改性黏土进行除藻，不但能很好地降低封闭湖泊水体中磷的浓度，而且对于湖泊突发的重金属污染有较好的防治效果，但絮凝沉降后藻类死亡可能会释放大量营养盐、有机物和藻毒素等，引发二次污染风险。微生物修复技术是指利用真菌、细菌等微生物的活动，使有毒有害物转化为无毒或低毒的无机化合物，使水体恢复自净。研究表明该方法能大幅去除湖泊中的COD_CR、氨氮以及总磷，可有效地抑制蓝藻的爆发，但该方法无法去除湖泊中重金属等不可降解污染物。植物-微生物联合体系修复技术是指是指利用植物和微生物构成的复合体系来共同降解污染物、清除污染物的治理技术，主要包括生态浮岛技术、复合人工湿地技术等，对湖泊去除TN、TP效果明显，总体修复效果良好。但缺点是占地面积比较大，易受病虫害影响，生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解，设计运行参数不精确，因此常由于设计不当使出水达不到设计要求或不能达标排放，有的人工湿地反而成了污染源。近些年来，前置库技术、湖滨带修复技术以及湖泊水体流场操控技术也被广泛用于修复湖泊污染，但是这些技术存在成本较高、易造成二次污染、污染物去除效果不佳等问题，尤其是对于寒区湖泊污染物种类多、污染程度较为严重、水量较少的现状，上述技术并不适用。因此，探究适合寒旱区湖泊水环境修复技术是当前迫切需要解决的问题。

寒区湖泊的典型特征即是冬夏分明，受西伯利亚寒冷空气的影响，我国北方地区每到冬季时开始大幅降温，当温度持续低于0℃时，地表水如湖泊、水库、河流开始结冰。湖泊表面受冷时，冷水下沉，暖水上浮，引起对流，这个过程在水温为4℃时自行停止，因为此时水的密度最大，继续降温，密度反而减小，表层水轻而底部水重，对流作用不能继续进行，此时水体表面开始结冰。湖面结冰时，湖水中会先形成一定量的可作为凝结核的细小晶核，湖水水面以这些凝结核为中心，快速形成针状或片状的冰晶。随着气温持续的下降，大量冰晶凝结、聚集形成似海绵状冰层，这一冰层开始冻结，从而形成粒状冰组成的冰盖。之后，冰晶体继续向下生长，形成柱状冰晶体。由于湖水在冻结过程中是从表层向下进行的，且冰的微观结构不同于水的微观结构，在结冰的过程中，污染物并不参与冰结构的构建，即杂质不可能进入冰晶的内部，会自动排到冰层下面，能够起到净化的作用。

发明内容

为解决寒旱区湖泊水环境修复的问题，本发明巧妙地利用了寒旱区冬季的自然冷能，基于“结冰过程中溶质向下腹水体迁移、汇集这一现象”，构建了一种可广泛去除寒旱区湖泊水体污染物的方法。该方法降低了能源消耗，节约了成本，且无需向湖泊中加入任何化学试剂，不会造成二次污染。

本发明提供一种利用自然冷能去除寒旱区湖泊污染物的方法，其特征在于，包括：

步骤S1.在湖泊周边建立至少一个修复池；

步骤S2.待到冬季时，湖泊表面开始结冰，当冰层达到一定厚度时，将冰层下的湖水抽到修复池中；

步骤S3.修复池中的湖水开始结冰，当冰层下只剩余少量湖水时，将剩余湖水全部抽出修复池；

步骤S4.待到天气转暖后，修复池中的冰全部融化成水，再将水引回湖泊中。

在一些实施例中，所述修复池是干涸的附湖、洼地或人造水池。

在一些实施例中，所述修复池的池深比冰层厚度高5-20cm；冰层厚度(米)＝0.027×(-日平均气温×天数)^1/2。

在一些实施例中，所述步骤S3还包括对抽出修复池的湖水进行污染物无害化处理。

在一些实施例中，所述污染物包括汞、砷、镉、铬、铅、锌、铜、总氮、总磷和/或总溶解固体。

在一些实施例中，所述方法还包括：

步骤S0.预估湖泊污染物的去除效果，或根据需要达到的污染物标准确定修复池的面积、湖泊结冰时长或修复池结冰时长。

在一些实施例中，所述步骤S0中，利用湖泊水深、湖泊面积、修复池水深、修复池水面积、湖泊结冰阶段的日平均温度、湖泊结冰天数、修复池结冰阶段的日平均温度、修复池结冰天数、湖泊中污染物的原始浓度和污染物在冰水间的分配系数计算湖泊污染物的削减量。

在一些实施例中，所述湖泊污染物的削减量的计算方法如下：

湖泊总水体积＝湖泊水深×湖泊面积；

湖泊总污染物含量(M0)＝湖泊中污染物的原始浓度(C0)×湖泊总水体积；

湖泊冰层厚度(米)＝0.027×(-湖泊结冰阶段的日平均温度×湖泊结冰天数)^1/2；

湖泊冰体体积＝湖泊冰层厚度×湖泊面积；

湖泊冰体中污染物浓度(C1)＝C0×污染物在冰水间的分配系数；

湖泊冰体中污染物总量(M1)＝C1×湖泊冰体体积；

湖泊冰下水体的体积＝湖泊总水体积－湖泊冰体体积；

湖泊冰下水体的污染物总量(M2)＝M0－M1；

湖泊冰下水体的污染物浓度(C2)＝M2/湖泊冰下水体的体积；

修复池总水体积＝修复池水深×修复池水面积；

修复池总污染物含量(M3)＝C2×修复池总水体积；

修复池冰层厚度(米)＝0.027×(-修复池结冰阶段的日平均温度×修复池结冰天数)^1/2；

修复池冰体体积＝修复池冰层厚度×修复池水面积；

修复池冰体中污染物浓度(C3)＝C2×污染物在冰水间的分配系数；

修复池冰体中污染物总量(M4)＝C3×修复池冰体体积；

修复池冰下水体的污染物总量(M5)＝M3－M4；

所述M5即为湖泊污染物的削减量。

在一些实施例中，基于所述计算方法构建计算机模拟模型，通过向所述模型中输入已确定的参数值计算所需的参数值。

在一些实施例中，所述计算机模拟模型为可视化模型。

水体在结冰过程中，冰体将大部分污染物排斥在冰下水体中,使得冰体中污染物的含量明显低于冰下水体中污染物的含量，即污染物被浓缩到冰下水体中。通过分离冰体和水体，并融化冰晶，即可得到相对洁净的冰体。因此，我们将结冰过程中污染物迁移机理应用到湖泊污染物处理中。尤其寒旱区湖泊“冷能”资源丰富，对使用本发明的方法有着得天独厚的优势。

在本发明的实施过程中，冰水比例越大，污染物的去除效果越好。首先，污染物是在结冰时向下腹水体迁移的，所以冰的体积越大，污染物去除得就越多。但受气候等多种因素影响，我国寒区湖泊冰厚一般在0.3-1米左右，最多可达湖泊水深的1/2-1/3。由于冰体体积所占比例较低，所以污染物的去除效果不明显。此外，由于结冰后下腹水体(冰层下的水体)污染物浓度升高，所以需要抽出下腹水体，但是一般湖泊面积、体积较大，下腹水体的体积也大，所以将下腹水体抽出后直接进行污染物无害化处理会耗费大量财力物力，而且也会造成水资源的浪费，同时在抽取下腹水的过程中可能会扰动湖泊底部沉积物，导致污染加重。因此，本发明的方法采用修复池对抽出的湖泊下腹水体进行冰冻，使污染物进一步浓缩。修复池的深度可根据当地冬季气温状况设计，一般池深应稍大于冰厚(冰层厚度)。待修复池冷冻完成后，冰水比例高，污染物的去除效果良好。而且修复池剩余的下腹水量少，抽出后进行无害化处理更加容易。根据湖泊实际情况，可以建立一个或一个以上的修复池。

本发明的方法不需要向湖泊中加入任何化学药剂，所需要的能源均源于大自然的冷能，避免了常规净水工艺大量耗费能源而间接带来污染的弊端。此外，该方法对污染物的去除没有选择性，对湖泊中的所有污染物均有良好的去除效果。更为重要的是，当修复池构建好后，无需再耗费大量人力、物力、财力进行维修和完善，可“一劳永逸”地不断用于去除污染物。该方法的实施不仅能改善寒旱区湖泊污染现状，而且对解决寒旱区水库、河流的污染问题有一定的参考作用。

为预估湖泊污染物的去除效果，优化污染物处理参数，本发明构建了一种计算机模拟模型。用户通过向模型中输入基本尺寸参数、阶段温度与时长、污染物属性就可以直接计算出每年的湖泊污染物削减量，从而量化污染物去除效果。如图2所示，基本尺寸参数包括：湖泊水深、湖泊面积、修复池水深、修复池水面积。阶段温度与时长包括：第一阶段时长(湖泊结冰天数)、第一阶段日平均温度(湖泊结冰阶段的日平均温度)、第二阶段时长(修复池结冰天数)、第二阶段日平均温度(修复池结冰阶段的日平均温度)。污染物属性包括：污染物浓度和污染物在冰水间分配系数。用户亦可根据需要达到的污染物标准，通过模型推算修复池的标准、湖泊结冰天数或修复池结冰天数。

附图说明

图1.本发明的一些实施例中使用的试验冷库及单向结冰模拟器；A为试验冷库实物图；B为单向结冰模拟器实物图，其显示多个单向结冰模拟器；C为单向结冰模拟器的纵剖面结构示意图。

图2.本发明典型实施例中的利用自然冷能去除寒旱区湖泊污染物的流程图。

图3.本发明典型实施例中的利用自然冷能去除寒旱区湖泊污染物的可视化模型。

图4.采用本发明构建的可视化模型模拟寒旱区湖泊污染物去除的结果。

具体实施方式

下面结合实施例进一步描述本发明，需要理解的是，下述实施例仅作为对本发明的解释和说明，不以任何方式限制本发明的范围。

若未特别说明，以下实施例中使用的试剂均为本领域常规试剂，可商购获得或按照本领域常规方法配制而得，规格为实验室纯级即可。若未特别说明，以下实施例中使用的实验方法和实验条件均为本领域常规的实验方法和实验条件。除非另有定义，本文使用的所有科学技术用语的含义与本发明所属领域普通技术人员通常理解的含义相同。

实施例1.污染物在冰-水间分配系数的测定

明确污染物在结冰过程中冰-水间的迁移量或者分配系数是实施本发明的基础和关键。研究选取湖泊常见的污染物：重金属汞(Hg)、砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)，总氮(TN)、总磷(TP)，总溶解固体(TDS)开展冷冻试验。试验器具可采用任何合适的单向结冰模拟器，例如专利号为ZL201420687278.6，发明名称为“一种冻融作用下溶质迁移模拟器”的专利公开的模拟器。本试验采用的单向结冰模拟器如图1所示，由大小两个圆柱体嵌套组成，两个圆柱体均为空心，其中小柱体敞口，用来盛放试验水样，敞口面积为78.5cm²。所述单向结冰模拟器高60cm，底部直径为15cm，上表面直径为20cm。小柱体的口部直径为10cm，上下直径一致，深度为53cm。为模拟湖泊在实际情况下从表面向下结冰的过程，大小两个柱体的侧壁之间和底部之间利用保温材料填充，形成保温层，从而确保低温只能从小柱体的上部敞口处向下传递。为方便试验后取出冰柱和清洗仪器，小柱体底部可活动，并且可以独立取出。活动的底部还可用来释放结冰过程中由于体积膨胀而产生的压力，这样不仅有利于对试验模拟器的保护，还能使试验更接近自然状态下水体环境的压力条件。模拟冰生长过程的试验在可调温的低温冷库中进行，整个试验装置运行良好。

受多种因素影响，天然湖泊中各类污染物浓度差别较大，因此本技术参考《地表水环境质量标准》中规定的Ⅰ—Ⅴ级标准，配制各类污染物不同浓度的溶液或采用湖水进行实验。溶液配制如表1所示。

表1各种污染物配置浓度

注：溶液配置方法参照《地表水环境质量标准》，该标准中单项指标不同级别的限定值有重复，如Cu的Ⅱ-Ⅴ级标准都是1.0mg/L，所以只配置两种浓度的溶液进行实验。其中Cu、Zn、As、Hg、Cd、Cr、Pb参照《地表水环境质量标准》基本项目标准限值，Fe、Mn参照集中式生活饮用水境质量标准。试验的溶液采用标准溶液进行配置，以Cu为例，配置方法如下：抽取1ml浓度为1mg/ml的标准铜溶液放入1L量筒当中，然后定容到1L，则得到浓度为1.0mg/L的溶液，所有溶液配置方法均一致。TDS、TN、TP利用典型寒区湖泊乌梁素海湖水进行试验。

北方冬季平均气温在-10℃～-20℃之间，因此本试验在-15℃的温度下进行冷冻试验。试验前，在小柱体中装满20％(v/v)硝酸，浸泡24小时后倒掉硝酸，用蒸馏水清洗小柱体内部并控干水分。试验方法：(1)先将已知浓度的各种溶液或者湖水倒入试验器具当中，共2L，然后放入冷库，在-15℃温度下进行预冷，使每次试验前水样初温一致。当溶液温度接近0℃，预冷结束。(2)将预冷后的各种溶液或者湖水置于-15℃温度下进行冷冻试验，冷冻约36小时，当冰相体积达到总体积的二分之一后，分别检测冰相和水相中各种污染物的浓度，检测方法、仪器如表2所示。

表2测试指标及所用仪器

经检测，各溶液的冰相和水相中的污染物浓度及污染物在水-冰间的平均分配系数如表3所示。

表3各溶液的冰相和水相中的污染物浓度及污染物在水-冰间的平均分配系数

实施例2.利用自然冷能分级去除寒旱区湖泊污染物的方法

基于自然冷能和“结冰过程中溶质向下腹水体迁移、汇集这一现象”，我们建立了一种分级去除寒旱区湖泊污染物的方法，流程如图2所示。首先，在湖泊周边建立至少一个修复池，修复池的大小根据实际需要决定。修复池可以是人造水池，也可以选择干涸的附湖或者洼地作为修复池，从而降低成本。等到冬季时，寒旱区湖泊的气温降至冰点以下，分两个阶段去除湖泊污染物。第一阶段为湖泊结冰阶段。如前文介绍，冬季时寒旱区湖泊会从表面开始向下结冰，在结冰过程中，各种污染物向下腹水体迁移汇集。当湖泊中的冰层达到一定厚度时，将下腹(冰层下)污染物浓度升高的湖水抽入到修复池当中。第二阶段为修复池结冰阶段。湖水在修复池中冷冻一段时间之后，当修复池中只剩余少量污水时，将剩余污水全部抽出。最后，待天气转暖之后，修复池中的冰全部融化为水，将融化的水引入湖泊中，从而达到净化湖泊水体的效果。该方法可每年冬天都进行实施，直至湖泊水体达到相关标准。在实施过程中，应结合寒旱区湖泊往年冬季平均温度来确定修复池池深，修复池的池深应比冰厚高5-20cm，冰厚可利用日平均气温和结冰天数按照下列公式1来估算。

公式1：冰厚(m)＝0.027×(-日平均气温×天数)^1/2。

为明确本发明的方法对寒旱区湖泊污染物的去除效果，我们对一个假设的湖泊进行模拟计算，量化出效果。假设某个寒旱区湖泊的水深为3米，面积为10平方公里，冰生长期为100天。该寒旱区湖泊冬季的日平均气温为-15℃，根据冰厚模型(公式1)计算，50天后湖泊冰厚为73.9cm。修复池面积为5平方公里，池深为0.8米。湖泊中某污染物A的浓度为1mg/m³，水体结冰后污染物A在冰/水间的分配系数为1/10。采用本发明的方法，按照图2所示的流程去除该寒旱区湖泊的污染物，利用湖泊、修复池和污染物的基本数据进行计算，便可得出处理后湖泊中污染物A的最终浓度，污染物A的削减量以及削减比例。计算方法如下：

第一阶段(湖泊结冰阶段，0-50天)

湖泊总水体积：3m(湖泊水深)×1×10⁷m²(湖泊面积)＝3×10⁷m³，

湖泊中污染物A的浓度：1mg/m³，

则湖泊总污染物含量＝污染物A的浓度×湖泊总水体积＝1mg/m³×3×10⁷m³＝3×10⁷mg＝30kg。

结冰50天后，湖泊冰层厚度为0.739米。冰层厚度与湖泊的日平均气温和结冰时间相关，按照下述公式1进行计算。这里日平均气温为-15摄氏度，天数为50天。

公式1：冰厚(m)＝0.027×(-日平均气温×天数)^1/2。

湖泊冰体总体积＝0.739×1×10⁷m²＝0.739×10⁷m³，则湖泊剩余水体积为2.261×10⁷m³。

由于污染物A在冰水间的分配系数为1/10，所以湖泊冰体中污染物A的浓度＝1.0mg/m³×1/10＝0.1mg/m³，

则湖泊冰体中污染物总量＝0.739×10⁷m³×0.1mg/m³＝0.0739×10⁷mg＝0.739kg。

此时冰下水体中污染物A的总量为冻前污染物A的总量-冰体中污染物A的总量＝30-0.739＝29.261kg。

所以，在第一阶段结束时湖泊冰下水体中污染物A的浓度为29.261kg/(2.261×10⁷m³)＝1.294mg/m³。

第二阶段(修复池结冰阶段，51-100天)

将湖泊冰下水体抽入修复池，水量与修复池容积相等。

修复池总水体积：0.8m(修复池水深)×5×10⁶m²(修复池水面积)＝4×10⁶m³，此时污染物A的浓度为1.294mg/m³，修复池总污染物含量＝污染物A的浓度×修复池总水体积＝1.294mg/m³×4.0×10⁶m³＝5.176kg。

结冰50天后，修复池冰层厚度为0.739米，冰总体积＝0.739×5×10⁶m²＝3.695×10⁶m³，则修复池冰下剩余水体积＝4×10⁶m³-3.695×10⁶m³＝0.305×10⁶m³。

由于污染物A在冰水间的分配系数为1/10，所以修复池冰体中污染物A的浓度为＝1.294mg/m³×1/10＝0.1294mg/m³，则修复池冰体中污染物总量＝3.695×10⁶m³×0.1294mg/m³＝0.477kg，此时修复池冰下水体中污染物A的总量＝冻前污染物A的总量-冰体中污染物A的总量＝5.176-0.477＝4.699kg，则修复池冰下水体中污染物A的浓度为4.699kg/(0.305×10⁶m³)＝15.4mg/m³。

最后总削减量即为4.699kg，当修复池融冰全部返回湖泊，湖泊中污染物A的最终浓度＝(30-4.699)/(3×10⁷m³-0.305×10⁶m³)＝25.301/29.685＝0.852mg/m³，削减百分比＝14.8％。

实施例3.利用自然冷能分级去除寒旱区湖泊污染物的可视化模型构建

为简化计算流程，同时使污染物去除结果直观可视，本发明基于VBA(VisualBasic for Applications)以及实施例2中的计算方法构建计算机模拟模型。如图3所示，本发明构建的模型只需输入湖泊水深、湖泊面积、修复池水深、修复池水面积、第一阶段时长(湖泊结冰天数)、第一阶段日平均温度(湖泊结冰阶段的日平均温度)、第二阶段时长(修复池结冰天数)、第二阶段日平均温度(修复池结冰阶段的日平均温度)、污染物浓度、污染物在冰水间的分配系数这些数据，就可得出经过本发明的方法处理后的污染物削减量、湖泊中污染物的最终浓度以及污染物的削减百分比。使用本发明的方法可达到最佳修复效果，同时尽量减少水资源的消耗。

我们将实施例2中的湖泊水深(3米)、湖泊面积(10平方公里)、第一阶段时长(50天)、第一阶段日平均温度(-15℃)、修复池水深(0.8米)、修复池面积(5平方公里)、第二阶段时长(50天)、第二阶段日平均温度(-15℃)、污染物A的浓度(1mg/m³)、污染物A在冰水间的分配系数(1/10)带入模型进行计算，模拟结果如图4所示，污染物A在采用本发明的方法进行处理后的削减量、削减后浓度以及削减百分比与实施例2中的计算结果一致，说明本发明构建的可视化模型计算结果可靠、有效。该模型操作简单，计算结果准确并且直观。使用者可根据实际情况将实测数据以及对应污染物在冰-水间的分配系数输入模型，即可直接得出污染物的实际削减效果，亦可根据此模型优化处理参数，例如，确定修复池的面积，或推算每个结冰阶段为多长时对污染物的去除效果最好。

Claims (10)

1.利用自然冷能去除寒旱区湖泊污染物的方法，其特征在于，包括：

步骤S1.在湖泊周边建立至少一个修复池；

步骤S2.待到冬季时，湖泊表面开始结冰，当冰层达到一定厚度时，将冰层下的湖水抽到修复池中；

步骤S3.修复池中的湖水开始结冰，当冰层下只剩余少量湖水时，将剩余湖水全部抽出修复池；

步骤S4.待到天气转暖后，修复池中的冰全部融化成水，再将水引回湖泊中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述修复池是干涸的附湖、洼地或人造水池。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述修复池的池深比冰层厚度高5-20cm；冰层厚度(米)＝0.027×(-日平均气温×天数)^1/2。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括对抽出修复池的湖水进行污染物无害化处理。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污染物包括汞、砷、镉、铬、铅、锌、铜、总氮、总磷和/或总溶解固体。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤S0.预估湖泊污染物的去除效果，或根据需要达到的污染物标准确定修复池的面积、湖泊结冰时长或修复池结冰时长。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S0中，利用湖泊水深、湖泊面积、修复池水深、修复池水面积、湖泊结冰阶段的日平均温度、湖泊结冰天数、修复池结冰阶段的日平均温度、修复池结冰天数、湖泊中污染物的原始浓度和污染物在冰水间的分配系数计算湖泊污染物的削减量。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述湖泊污染物的削减量的计算方法如下：

湖泊总水体积＝湖泊水深×湖泊面积；

湖泊总污染物含量(M0)＝湖泊中污染物的原始浓度(C0)×湖泊总水体积；

湖泊冰层厚度(米)＝0.027×(-湖泊结冰阶段的日平均温度×湖泊结冰天数)^1/2；

湖泊冰体体积＝湖泊冰层厚度×湖泊面积；

湖泊冰体中污染物浓度(C1)＝C0×污染物在冰水间的分配系数；

湖泊冰体中污染物总量(M1)＝C1×湖泊冰体体积；

湖泊冰下水体的体积＝湖泊总水体积－湖泊冰体体积；

湖泊冰下水体的污染物总量(M2)＝M0－M1；

湖泊冰下水体的污染物浓度(C2)＝M2/湖泊冰下水体的体积；

修复池总水体积＝修复池水深×修复池水面积；

修复池总污染物含量(M3)＝C2×修复池总水体积；

修复池冰层厚度(米)＝0.027×(-修复池结冰阶段的日平均温度×修复池结冰天数)^1/2；

修复池冰体体积＝修复池冰层厚度×修复池水面积；

修复池冰体中污染物浓度(C3)＝C2×污染物在冰水间的分配系数；

修复池冰体中污染物总量(M4)＝C3×修复池冰体体积；

修复池冰下水体的污染物总量(M5)＝M3－M4；

所述M5即为湖泊污染物的削减量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，基于所述计算方法构建计算机模拟模型，通过向所述模型中输入已确定的参数值计算所需的参数值。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述计算机模拟模型为可视化模型。

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