滇池草海水动力特性及牛栏江补水规模适宜性研究

滇池草海具有浅水型湖泊的水流特点,风是湖泊水流运动的主驱动力,出入湖水流运动影响相对较弱。为加快草海水体循环与交换,促进草海水质的持续性改善,在研究草海水动力特性的基础上,分析了牛栏江—草海补水的适宜规模。结果表明,牛栏江来水量与湖区水质具有显著的线性关系,当前湖区TP浓度主要受牛栏江来水的影响与控制,TN浓度受入湖水质影响明显。从草海水质改善需求和牛栏江—滇池补水工程综合效益发挥的角度,推荐牛栏江—草海补水工程的适宜规模为3.0m3/s。     

草海丰水期chl-a空间分布与环境因子相关关系

水体富营养化是我国湖泊面临的主要问题,分析叶绿素a含量的变化特征及其影响因素,能为湖泊水质评价提供可靠基础。以2017年7月草海丰水期水质数据为参考,对各监测点叶绿素a与环境因子(TN,TP,NH_3-N,COD_(Mn),DO,WT)进行相关性分析并预测叶绿素a的变化趋势。结果表明:草海丰水期叶绿素a的均值为8.07μg/L,处于中营养化状态;叶绿素a与TN,TP,NH_3-N,COD_(Mn)呈显著正相关,而与其他环境因子相关性不显著,表明营养盐对浮游植物影响程度最大;将spearman秩相关系数及多元线性回归方程计算的叶绿素a预测值与实测值进行相关性拟合,得到较好的相关性(R~2=0.85,P0.01),表明该方法的预测结果能为预测草海叶绿素a变化趋势提供参考。草海上游及人类活动较大区域污染程度高,TP是草海藻类生长的限制因子,因此控制TP含量的输入是改善水质的关键。     

真空垃圾收集系统在草海北片区的规划研究

对草海北片区真空垃圾收集系统的中央收集站、收集管网及附属设施等进行了相关规划研究,研究结果表明,草海北片区引入真空垃圾收集系统符合草海片区定位,技术上是可行的.     

牛栏江—草海补水与西园隧洞协同运行方案研究

滇池草海是昆明城区居民休闲娱乐的重要场所和城市名片。为加快草海水体循环与交换、提升湖区水环境质量,近期陆续实施了牛栏江—草海应急补水工程、新老运粮河水体净化生态工程、海埂大堤水体置换通道工程和西园隧洞工程,为草海环湖截污和清污分流提供了必要的水资源条件,实现了湖区清污水的分向流动,缩短了清流区水体的换水周期。工程协同运行结果表明：草海清流区水质与牛栏江来水状况线性相关性显著,TP浓度主要受牛栏江来水影响与控制,TN浓度受入湖河流水质影响显著;清流区水质浓度与西园隧洞工程排水量相关性显著,并随着排水量增加呈现明显的改善趋势;牛栏江—草海补水工程适宜的补水规模为3.0 m3/s,在通过海埂大堤水体置换通道排水维持湖面良好水景观的同时,牛栏江来水应尽可能通过西园隧洞出口排水,以便最大程度地发挥草海各项水污染治理工程的综合效益。     

草海流域水质时空分布特征及污染评价

为揭示草海流域水质的空间分布特征,对草海不同断面空间水体进行布点采样,参照《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)对水体主要污染指标进行检测,采用单因子污染指数法对草海水质进行了评价,探究草海水体污染物源以及变化规律。结果表明:草海丰水期DO、COD_Mn、COD_Cr、TP较枯水期高,其余的污染指标也表现为枯水期较好;水质指标总体上在码头通往湖中心方向的这段水域表现最差;COD_Mn和TP对草海水质产生的影响较大,超标指标主要为COD_Mn和COD_Cr;草海码头和草海出口处的水域的水质污染较重,其余水质相对较好。草海各断面空间的水质类别总体上在Ⅳ—Ⅴ类之间。草海流域应着力Ⅳ类水域治理,扩大Ⅲ类水域占比,从而缩减Ⅴ类水域,这对改善草海流域水质具有重要意义。研究成果可为草海流域污染防治及合理开发提供理论依据。     

草海水体置换与地质、气候灾害

水体置换是草海治污的重要方式之一,置换时水位将大幅度降低.就水位降低过程中是否会发生灾害性地质与气候问题进行了分析论证.结果表明,滇池草海水体置换是可行的,地质及气候问题影响甚微.     

不同生物联合对滇池草海水质的净化作用

为了解不同沉水植物种植密度、不同沉水植物组合、沉水植物和鲫组合对滇池草海富营养化水体的净化效果,于2017年9—12月在滇池草海东风坝试验平台,选取4种滇池现存土著沉水植物(篦齿眼子菜(Stuckenia pectinata)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、马来眼子菜(Potamogeton wrightii))、1种鱼(鲫(Carassius auratus))进行不同组合模拟试验。结果表明:种植密度为(0.63±0.06)g/L的篦齿眼子菜和轮叶黑藻对于TP的去除效果明显优于(0.33±0.05)g/L的种植密度;不同沉水植物组合均能够提高水体中的氮磷比,对草海富营养化水体的TN、TP、Chl-a具有明显的去除效果,试验组TN、TP、Chl-a的平均去除率分别提高了49.67%、9.06%、39.41%;鲫对于轮叶黑藻和篦齿眼子菜的生长具有明显的促进作用,加入鲫的穗花狐尾藻和马来眼子菜组合TN去除率提高了87.48%,且试验结束后,水体TN、TP去除效果稳定;沉水植物组合中,穗花狐尾藻和轮叶黑藻在高营养盐水体中生长状况最好,同时能有效控制水体中的TN、TP和Chl-a的质量浓度;鲫+穗花狐尾藻+马来眼子菜组合对草海富营养化水体的SS、TN、TP、Chl-a都具有较高的去除能力。     

草海湿地区域土地利用景观格局时空变化特征研究

采用3S技术和景观生态学分析方法,对草海湿地区域近20 a的景观格局动态变化进行分析,结果表明:(1) 20 a间,草海湿地区域林地、草地景观类型面积呈下降趋势,水域、建设用地景观类型面积大幅增加,耕地景观类型面积总体有所增加;(2)从景观类型转换来看,研究区景观类型转换以草地、耕地景观类型的转入转出变化最大,草地退化较为严重;(3)从景观类型斑块密度和平均斑块面积变化情况来看,研究区各类景观类型的破碎化程度越来越严重;(4)从景观斑块形状和景观多样性变化情况分析,研究区林地、草地、建设用地景观斑块形状趋于规则,景观优势度明显,在整个研究区中占绝对的优势地位。总体来看,草海自然保护区建立之后,由于人为因素的干预,对湿地区域保护力度较大,一系列湿地保护、修复和恢复工程的实施,使得草海湖区面积持续增加,湿地得以较好的保护和恢复。     

基于TLI和PCA的贵州草海水质状况评价

为了评价贵州草海水质状况,分别于2016年1,4,7,10月对草海阳关山和草海中部各3个样点的11项水体理化指标进行了监测,运用综合营养状态指数法(TLI)并结合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)对监测区水质进行了评价,同时应用主成分分析(PCA)分析了水质的污染程度和主要影响因子。结果显示:①11项参数在2个区域均有显著的季节差异,其中透明度(SD)和溶氧(DO)为冬季最优,悬浮物(SPM)在秋季最高,pH几乎均呈弱碱性(除秋季);TN,TP,NH₄⁺-N,COD_Mn全年的水平分别为0.58～2.27,0.032～0.072,0.059～0.364,4.28～6.79 mg/L,Chl.a水平为5.62～9.95 mg/m³,其中TN在秋季最高,TP在秋冬季较高,COD_Mn和Chl.a在夏秋季较高。②TLI评价结果表明,阳关山和中部水体TLI值在秋季略超过50,为轻度污染状态,其他季节TLI值均为30～50,为中营养状态;《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)评价结果表明阳关山全年主要为Ⅱ—Ⅲ类水质,而中部较差,全年主要为Ⅱ— Ⅳ类水质,影响水质类别的主要因子是TN和COD_Mn,TP和NH₄⁺-N全年为Ⅱ类水平。③PCA结果显示阳关山水质最主要的影响因子包括离子、氮素、有机质、DO和Chl.a,而中部则包括Chl.a,NH₄⁺-N,SD,EC,TP,DO,WT,SPM。总之,氮素和有机质是影响草海阳关山和中部水质的最主要因子和根本原因,控制外源性的氮和有机质输入是管理和改善草海水质的关键所在。     

贵州草海水质时空变化和水体营养状况

为了解和改善草海水质现状,于2017年分季度监测了12个样点的11项水质指标,并分别采用综合营养状态指数法(TLI)和ArcGIS软件对全湖水体进行了营养状况评价和分区,根据《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)对水质进行了类别划分。研究表明:①除pH值和溶氧(DO)外,其他指标季节差异显著,悬浮物(SPM)在秋季最高,TN,TP浓度在春季最高,COD_Mn,NH₄⁺-N和Chl.a浓度在夏季最高;TN,TP,NH₄⁺-N和SPM浓度从上游到下游逐渐降低;②草海水体呈中营养-轻度富营养化(45.3≤TLI(∑)≤57.7);根据TLI(∑)值将全湖分为入水口(轻度富营养化)、近县城和入水口(主要为轻度富营养化)、湖中部(中营养-轻度富营养化)、中下游至近出水口(中营养水平)4个区;③草海水质主要为 Ⅱ— Ⅳ类,TN和COD_Mn是影响水质类别的主要指标。因此,草海水质保护的关键是周边污水排放治理,重点区域是湖区上游和入湖河流。