生态净水系统对富营养化园林水体的净化效应研究

为研究水生动植物组合对富营养化园林景观水体的净化效应,将秋枫(Bischofia javanica)、水蓑衣(Hygrophila salicifolia)、苦草(Vallisneria natans)、叉尾斗鱼(Macropodus opercularis)、中华圆田螺(Cipangopaludina cahayensis)和生物质焦材料组合成生物处理系统,以富营养化园林水体为治理对象,研究了生态净水系统中水生动植物的生长状况,对水体中TN,TP,COD,NH⁺₄-N,NO^-₂-N等污染物的净化效果以及系统在消除水中孑孓的作用。结果表明:净水系统中无蚊子幼虫出现且水生动植物生长状况良好,对水体中TN,TP,COD,NH⁺₄-N,NO^-₂-N等有较好的去除效果,其去除率分别可达64.4%,49.5%,65.7%,73.8%,82.6%;TN,COD,DO等指标均符合地表水(GB 3838—2002)Ⅳ类水标准,而NH⁺₄-N则符合Ⅱ类水要求。应用生态净水系统对于去除富营养化水体中主要污染物和蚊虫滋生起到了一定的作用,系统中各组成要素各司其职,技术友好,有助于实现可持续性水生态修复。     

生态浮床中植物和基质对氮、磷的去除特性

为研究不同植物和基质对水体中NH₃-N、TP的去除特性，从而选取最佳材料构建生态浮床，实验拟合计算常绿鸢尾、水竹、黄菖蒲、灯芯草等4种植物对NH₃-N、TP的吸收动力学特性，研究砾石、蛭石、绿沸石、海绵铁等4种基质对NH₃-N、TP的等温吸附及动力学吸附特性。结果表明：黄菖蒲对NH3-N、TP的吸收效果最好，适合应用于生态浮床中；绿沸石和海绵铁对NH₃-N、TP的吸附效果最佳，适合作为浮床基质。     

2种浮床植物吸收不同N/P水体中氮磷的研究

选取水稻、空心菜这2种常见植物作为研究对象,通过在容积为25 L的塑料水桶中设置浮床,在低、中、高3种N/P（分别为8∶1,25∶1,55∶1）富营养化水体表面种植植物,研究其对氮磷的去除效果。研究结果表明：①所选的2种试材--浮床水稻与空心菜能较好地吸收富营养化水体中的氮磷元素,可作为水体富营养化防治的浮床栽培植物进行推广;②在所选的3种N/P水体中,浮床水稻对TP的净去除率均大于浮床空心菜,而浮床空心菜对TN,NH₃-N的净去除率大于浮床水稻,可根据富营养化水体的性质,选择适合的浮床植物进行栽种;③在低N/P（比值为8∶1）的水体中,2种植物对TN,NH₃-N,TP的吸收能力最强,浮床水稻对其的净去除率分别为19.0%,91.4%,95.0%,浮床空心菜净去除率分别为28.2%,99.2%,87.2%。
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汾河柴庄水文站水体富营养及浮游植物群落特征研究

为研究汾河水体营养状态及浮游植物群落特征，于2021年5—10月对汾河柴庄站进行连续6个月水生态调查监测，评价汾河水体营养状态、水华等级、浮游植物群落特征，采用Pearson检验法进行藻密度与环境因子相关性分析，并采用DNA分子测序技术诊断微生物群落状态。结果表明：汾河柴庄站5—7月水质为Ⅴ类，8、9月为Ⅳ类，10月为劣Ⅴ类，主要超标项目为总氮、氨氮和化学需氧量；5—10月水体营养化程度均处于富营养状态，8、10月为轻度富营养，5、6、7、9月为中度富营养；共检出浮游植物6门36属52种，以绿藻门和硅藻门为主，蓝藻门、裸藻门、甲藻门、隐藻门次之。藻密度与Chl-a、DO、COD_Mn正相关，与水温、TN、TP、NH₃-N相关性不显著。分子测序诊断柴庄站水体细菌以Proteobacteria(变形菌门)、Actinobacteria(放线菌门)和Bacteroidetes(拟杆菌门)为主，真菌主要是Ascomycota(子囊菌门)、Basidiomycota(担子菌门)、Chytridiomycota(壶菌门)，其中Aspergillus(曲霉属...     

东莞仁和水横沥段水土保持设计及综合监测分析评价

东莞仁和水水系区域整体水环境较差,现状河道淤积严重,水体黑臭、水质差,水土保持差。基于仁和水横沥段的水土现状,使用土壤侵蚀模数法进行治理流失预测后,提出了一套河道清淤、堤岸整治、水质修复及景观提升改造的综合水土保持和监测方案,形成了完整的水土保持措施体系与监测评价,有效地治理了水土流失现状,也预防了施工期及项目建成后的水土流失,减少了水域的淤积量和水体污染,改善了项目区内的水资源和环境的质量。     

表面流湿地对低污染水处理的实际运用及效果评价

龙川江干流青山嘴水库左岸建有6块表面流湿地,处理面源或部分河道来水。选取1号湿地,采用标准指数评价法分析湿地出水达标情况,并通过去除率分析湿地对TN、TP和NH₃-N的处理效果。评价结果表明,青山嘴表面流湿地对TN、TP和NH₃-N的处理率达到40%以上,COD、TP和NH₃-N单因子评价指数小于1,达到Ⅲ类水质标准;TN在旱季单因子评价指数大于1,TN是超标因子。     

同沙水库夏季浮游植物群落结构特征及影响因子分析

为评估同沙水库水生态状况，于2021年8月在同沙水库开展了浮游植物样品的采集和水质状况的调查。依据Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J)和浮游植物密度对水质和水体营养状态进行评价，采用Spearman相关性分析浮游植物与环境因子间的关系。结果表明：本次采样调查共鉴定出浮游植物6门48种，绿藻门种类数最多，占47.9%,蓝藻门次之(27.1%),优势种以蓝藻门微小平裂藻(Merismopedia tenuissima)、点形平裂藻(Merismopedia punctata)、微囊藻(Microcystis)为主，蓝藻门浮游植物密度、生物量均高于绿藻门。夏季同沙水库各采样点水质类型均为清洁—寡污染型，水体营养状态为富营养型，pH和NH⁺₄-N是影响同沙水库浮游植物群落结构的主要环境因子。     

MIKE模型在契爷石流域水质改善中的应用研究

本文以东莞市契爷石流域为例,以COD、NH₃-N、TP为特征指标,研究MIKE模型在水质改善措施中的应用。结果表明,依据不同设计方案建立的污染物排放与水质达标的响应关系,得到在Ⅴ类水目标下,契爷石流域NH₃-N的纳污能力为0.135t/d,TP的纳污能力为0.025t/d;经过截污、清淤、增加调蓄池以及污水厂提标等措施,契爷石河口断面基本可以达到Ⅴ类水目标要求,COD平均浓度下降25.5%,NH₃-N平均浓度下降74.9%,TP平均浓度下降88.3%,应用成果可为工程水质改善措施提供依据。     

海河堤岸改造结构选型综述

堤岸结构作为城市河道改造项目中的基础工程,不仅要求保证堤岸整体的安全稳定,而且还要尽可能地适应景观与市政设计的要求,为创造出靓丽美观的堤岸景观奠定基础.规划师或景观设计师为了获得富有特色的景观效果和视觉感染力,往往将堤岸的岸线设计得凹凸曲折,堤岸上的建(构)筑物与绿化也丰富多样,这样便给堤岸结构设计限定了很多约束,这就需要结构工程师要认真分析,敢于创新,结合工程实际与景观要求,在堤岸结构的选型上动脑筋、下功夫.结合天津市海河堤岸改造中天津湾段堤岸结构设计,简述在堤岸结构选型中的原则与方法,希望能够为今后类似的工程设计带来一些有益的借鉴.     

汉江中下游丰枯水期水质时空变化特征

为探究汉江中下游丰、枯水期水质时空变化特征,于2019年6月丰水期和2020年1月枯水期对汉江中下游(丹江口-武汉段)开展全面调查,布设了18个干流采样断面和2个支流采样断面进行采样和分析,并采用综合污染指数法和综合营养状态指数评价法对水质进行评价。研究结果表明:汉江中下游干流综合污染指数在丰、枯水期整体表现为无显著性差异,但从各断面比较来看,大多数断面丰水期污染程度大于枯水期,空间上丰、枯水期沿程各断面变化趋势相似,污染较大的断面分布在襄阳、汉川和武汉段;主要污染因子为总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH₃-N),其中TN浓度在丰、枯水期各断面均超过地表水Ⅱ类标准,且丰水期显著大于枯水期,TP浓度多数断面丰水期大于枯水期,超过Ⅱ类水标准限值断面的比例为27.8%,NH₃-N在枯水期均处于Ⅱ类水标准限值内,仅在丰水期个别断面出现超标现象。通过综合营养状态评价可知,汉江中下游综合营养状态指数处于中营养到轻度富营养状态,整体上呈沿程递增趋势,时间上表现为丰、枯水期无显著性差异,但枯水期综合营养状态指数波动更大。对污染成因进行分析,汉江中下游水质主要受点源、非点源污染和支流汇入,以及水利工程等的影响。研究成果可为汉江中下游水资源保护和可持续发展提供科学依据。     

长江深水航道整治工程生态护岸陆生植被恢复研究

为探究长江深水航道整治工程生态护岸的植被恢复效果,选取立体网状栅格护岸和格状石笼压载植生垫新型生态护岸及传统抛石护岸工程,运用数量生态学研究方法开展工程区陆生植物群落恢复及分布格局调查。研究结果表明:研究区共有植物19种,以草本植物为主,隶属于12科19属;生态护岸工程区植物种类数量高于传统抛石护岸;沿着河岸带横向梯度,立体网状栅格护岸的生物多样性增大,抛石护岸生物多样性变化较大,格状石笼压载植生垫护岸具有较高的生物多样性;生态护岸工程区植物群落的生物量高于传统抛石护岸区,且生物量和沉积物NH⁺₄-N含量显著正相关(p＜0.01);CCA分析表明沉积物中TC和NH⁺₄-N含量对植物群落及物种分布影响较大。综合来看,格状石笼压载植生垫护岸植被恢复效果最好,立体网状栅格护岸次之,传统抛石护岸相对较差;研究区生态护岸的植被恢复还处于动态演替过程,其生态效应有待于长期深入研究。     

含水率变化对荆江河岸黏性土体力学特性的影响

河岸土体的物理及力学特性是影响崩岸过程的主要因素之一。为研究土体含水率对荆江河岸土体力学特性的影响,于2017年对荆江8个典型崩岸断面进行调查取样,采用实测资料分析、室内土工试验和理论分析相结合的方法,全面地分析了荆江河岸土体组成及力学特性;并结合2016年实测数据定量研究了含水率对荆江河岸黏性土体抗剪强度指标的影响,以及含水率变化对河岸稳定性的影响。结果表明:荆江河岸为上部黏性土、下部非黏性土的二元结构;随含水率的增大,黏聚力先增大后减小,而内摩擦角持续减小;通常黏粒含量越大,其黏聚力峰值越大;含水率与抗剪强度指标存在定量关系;河岸在枯水期稳定性较高,在涨水期较为稳定,在洪水期和退水期稳定性较差。研究结果可供河岸崩岸治理工程技术人员参考。     

典型荒漠植被根系对塔里木河岸坡冲刷过程影响试验研究

为探讨植被根系对河岸冲刷过程的影响作用,取新疆塔里木河岸坡原状土,选取当地优势灌木红柳、乔木胡杨根系,通过室内水槽试验,分析不同植被根系对河岸冲刷起防护作用的贡献率。结果表明:①无根系河岸水下淘刷形式主要为圆弧状,下部抗冲能力差;有根系河岸的淘刷形式主要为三角形,下部抗冲能力强,上部悬空层的稳定性好。②根系的网络固土作用使河岸的抗冲能力提高12%~42%;相同植被根系河岸,根系的布置方式对河岸的固土能力有显著差异,V型根系的固土作用优于竖直型;不同植被根系河岸,红柳根系的固土能力大于胡杨根系,平均提高27%。③根土胶结崩塌体堆积形式主要为三角形,且堆积体的占比大于无根系崩塌体;红柳根系胶结崩塌体的分解速率最慢;根系牵拉系数可作为反应根系对河床防护作用贡献的参数,实际计算中可按1.15~2.52进行估算。研究结果可为塔里木河河道岸坡防护提供理论参考。     

喀斯特地区灌木根系力学特性及WU模型适用性研究

植物根系力学特性(抗拉、抗剪)是决定水土保持的关键因素。为研究喀斯特地区灌木根系的护坡力学效应,以多花木蓝和双荚决明根系为研究对象,通过室内单根拉拔和根土复合体直剪试验,探讨单根拉伸特性与根土复合体剪切特性的关系,并探讨WU模型的适用性。结果表明:随根径的增加,抗拉强度总体呈下降趋势,因树种的不同,趋势不尽一致;单根抗拉强度和根土间的摩擦共同影响根土复合体抗剪特性,前者影响最大,后者的影响相对有限,以细根和粗根搭配使用较优;WU模型在喀斯特地区经修正可适用,但不同的植物具有不同的修正系数。研究结果将为喀斯特地区生态恢复、边坡绿化树种筛选及配置奠定良好的基础。     

功能性渗蓄生态建筑材料的制备及性能研究

为促进海绵城市建设及固体废弃物资源化,利用铜尾矿、膨润土为填充料,再生烧结砖作骨料,以水泥为胶凝材料,制备同时具有“吸、蓄、渗、净”等功能的渗蓄生态建筑材料。采用正交试验对材料配合比进行优化设计,并研究在最优配合比基础上该材料的植物生长及水质净化效果。试验结果表明:铜尾矿、膨润土用量分别为15.0%和7.5%,水灰比W/C取0.90时,材料28 d抗压强度＞4.0 MPa,渗透系数＞4.0 cm/s,吸水率＞21.0%;采用泥浆覆盖法培养出的碱茅和四季青效果较好,可分别作为水利工程和海绵城市建设的最优选择;经材料净化后,悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)和氨氮(NH₃-N)等杂质浓度分别降低约53.3%,29.6%,51.9%,25.6%,且培养植被后对水溶性杂质的净化效果更强,经材料吸附的磷、氨氮等部分物质对植被生长更有利。     

干旱区植物用水对水文条件的响应——以额济纳三角洲胡杨为例

植物用水对水文条件的响应是干旱区生态水文学的重点研究内容。本研究以额济纳三角洲为研究区,选取水文条件不同的典型河岸带植物胡杨(Populus euphratica)为研究对象,同步采集其根茎及可能为植物提供水分的土壤并真空抽提水分,同时采集河水和地下水水样,通过δ18 O分析潜在供水水源(河水、地下水)-土壤水-植物水之间的水分响应关系。研究发现,对于距离过水河道75m(地下水位埋深2.0m)的胡杨,其主要土壤供水层在1.0~2.0m,植物水分有93.7%来自河水;而距离过水主河道2km以外(地下水位埋深3.3m)的胡杨,主要吸收1.4~3.2m的土壤层水分,地下水(由河水补给,但在含水层停留时间较长的河水)对胡杨水分的贡献比例达到80.0%。可见,胡杨用水策略与模式受其距过水河道远近、地下水位深浅影响明显。     

水位变化速率对河道崩岸的影响

针对天然河道崩岸现象,采用概化模型试验和数值计算相结合的方法,初步分析了不同水位变化速率对河道崩岸的影响。研究结果表明:水位变化对崩岸有明显影响,尤其在水位降落阶段,水位降落速率越大,崩岸越明显。岸坡稳定性计算结果显示涨水时稳定系数随水位上升而增大,至高水位后稳定系数先减小后保持稳定,水位降落阶段稳定系数减小,且与降落速率密切相关。研究成果可为分析不同水位变化速率下岸坡稳定性的演化特征并采取相应的河道整治措施提供理论依据。     

景观生态学在城市水土保持规划中的应用

随着城市化进程的加快,我国城市水土流失的问题日益严重。城市水土保持工作是实现城市可持续发展的基础。本文从城市水土保持与景观生态学的内涵入手,论述了景观结构与功能、景观异质性和生物多样性、景观动态变化与景观安全格局等理论在城市水土保持规划中的应用,从理论与实践上指出了景观生态学理论对城市水土保持规划的指导意义。     

基于BSTEM的长江中游河道岸坡稳定性分析

以长江中游荆江出口熊家洲至城陵矶段典型断面为例,利用河岸稳定性与坡脚侵蚀模型(BSTEM)计算了2个典型断面在不同自然条件下的岸坡形态、水位条件、坡脚横向冲刷距离、植被类型及有护岸工程条件下河岸稳定的安全系数,分析了这些因素对河道岸坡稳定性的影响。结论表明:水位变化对河岸稳定性有重要影响,高、低水位岸坡稳定性与河岸组成密切相关,退水速率较快时,安全系数大幅度减小,易引起崩岸的发生;不同岸坡形态下河岸安全系数也不同,均随着坡脚横向冲刷距离的增大而减小;坡面实施护岸工程与植被覆盖会增加岸坡的稳定性。