底泥疏浚对湖泊内源磷释放的短期效应研究

对大纵湖底泥疏浚的短期效应进行模拟实验,分析了上覆水体的Eh、pH和磷质量浓度随时间的变化规律,以及沉积物中总磷、无机磷、有机磷、铁/铝磷、钙磷等5种形态磷质量比的垂向变化规律。结果表明:底泥疏浚30 cm对上覆水体Eh、pH以及磷浓度控制效果不显著,且沉积物磷形态不是影响沉积物释磷的主要因素。     

水体沉积物磷释放及控制

分类介绍了影响水体沉积物磷释放的各种因素,其中主要分析了温度、pH值、溶解氧、沉积物磷形态、水体扰动的影响,认为影响释放的主导因素因地而异。评述了目前较多采用的控制磷释放的措施,包括自然净化、原位固定、底泥疏浚、生态修复、稀释冲刷等,着重分析了前四者的优缺点,认为目前综合利用这些控制技术会取得较好效果,提出最终要以生态学方法来控制磷释放和解决富营养化问题。     

环境微界面对湖泊内源磷释放的影响研究

为揭示湖泊内源污染的微界面环境行为及机制，从环境微界面角度出发，研究湖泊水-沉积物界面三相结构模式中磷的界面反应过程。利用微电极系统获取了微界面溶氧浓度剖面，结合Profile模型进行了分析计算。结果发现，玄武湖湖心区沉积柱含氧层厚度达5mm，而湖口区则不到3mm，湖心区微界面上氧气消耗主要以自由扩散为主，而湖口区受微界面上微生物活动影响较大。利用梯度扩散薄膜技术（DGT）获取了水-沉积物界面上分辨率高达1mm的可溶性活性磷DRP剖面浓度分布，结果发现在湖口区沉积物表层2cm处有强烈磷释放现象，而在湖心区则未发现，这可能与含氧层厚度有着密切的联系，这一重要现象在常规尺度下可能被掩盖。     

于桥水库沉积物内源污染特性研究

通过对天津市于桥水库沉积物中污染物的释放实验研究,找出了于桥水库底泥中磷、有机质、氮、铁、锰等污染物释放的影响因素,得出了溶解氧、pH值、水温等影响因素对底泥污染物释放的影响程度,并对各污染物的释放机理进行了探讨。磷的释放条件:pH值≥8时,好氧条件下会缓慢释放,当ρ(DO)<2 mg/L时快速释放;在中酸性条件下,当ρ(DO)<1 mg/L时发生较快速释放;低溶解氧和高pH值协同作用强烈。有机物和氮的释放主要受溶解氧浓度影响,与pH值关系不大,在ρ(DO)<2 mg/L时发生了快速释放。溶解性铁、锰的释放取决于水体pH值,在酸性条件下,ρ(DO)<1 mg/L时释放。     

水库沉积物中铁、锰季节性释放的实验研究

分析青岛市王圈水库水质和沉积物长期监测资料,研究环境因子(DO、pH值、温度等)对水库沉积物铁、锰释放的影响。结果表明:厌氧、中酸性条件有利于铁、锰的释放,而好氧(ρ(DO)>6.5 mg/L)和碱性条件(pH=9.2)会抑制铁、锰的释放;温度对铁、锰的释放有很明显的影响,升高温度有利于铁、锰的释放。     

宜昌求索溪秋季pH和溶解氧昼夜变化特征

利用多参数水质监测仪对秋季富营养化池塘中pH、DO等指标进行两昼夜连续性监测,分析了pH,DO的昼夜性变化特征及规律。结果显示:该池塘连续2 d pH平均值分别为7.7,7.8,DO平均值分别为11.2,12.9mg/L,pH和DO呈显著正相关性,相关系数分别为0.972,0.991,且存在明显的昼夜性变化规律;水温连续2 d分别为15.8℃±1℃,15.6℃±1℃,与pH和DO均呈现显著正相关性;叶绿素a昼夜性变化波动较大,连续2 d平均值分别为40.6,113.9 mg/L,变异系数分别为0.76,0.72;在2016年10月31日至11月2日连续两天的15:00,浮游植物的产氧速率和耗氧速率相等,在23:00到次日09:00左右叶绿素a含量基本保持不变,且该时段的平均值接近全天的均值,认为可以将该时段的均值作为衡量该池塘每日浮游植物数量的基本值;在富营养化池塘里影响pH和DO昼夜性变化的主要因素是水温和叶绿素a。     

湖泊沉积物-水微界面上磷的释放过程研究

为揭示湖泊内源污染的微界面环境行为及机制,从环境微界面角度出发,研究湖泊沉积物-水微界面磷的释放过程。利用新兴的湖泊沉积物原位高分辨率间隙水采集技术(DGT和Mini-peeper)分别获取了大纵湖、蜈蚣湖和九龙口沉积环境中生物有效磷和可溶性活性磷的垂直剖面分布,并在微尺度下发现了由局部有机质强烈降解释放磷酸盐形成的异常突变点。利用DIFS模型分析了沉积物对磷的吸附解吸特性,结果发现:疏浚后的九龙口沉积物对磷酸盐的吸附解吸能力较弱,而大纵湖和蜈蚣湖表层沉积物磷酸盐则以弱结合态为主,具有良好的磷吸附特性,表明稳定的沉积物表层环境微界面系统对内源磷的释放具有很好的缓冲作用;同时发现大纵湖和蜈蚣湖表层沉积物对间隙水中的磷具有较强的补给能力,补给源主要分布在沉积物表层2~3 cm附近,对界面磷的释放起关键的调节作用。     

潜流人工湿地生境因素分布及其除氮效应

详细考察了湿地系统中的生境因素分布,并以此为基础,分析了人工湿地的除氮过程.结果表明:湿地上部主要进行硝化反应,中下部主要进行反硝化反应;湿地下半部对氮的去除贡献有限;影响除氮的关键因素是DO、进水COD和pH值;沿水流方向,COD浓度逐渐下降,DO呈现出中间高、两端低的状况;垂向上,COD和DO下降;pH值在整个湿地系统变化不大;限制系统脱氮的主要因素有碳源、DO的分布与硝化反硝化作用活跃的区域错位;pH值低于微生物硝化最佳pH要求.建议在进水端设置碱性材料以提高pH,采用植物秘疏分布、床体深浅控制、水的间歇与连续流动方式交替优化分布DO,硝化后废水与原水混合再反硝化以分配碳源.     

调水后河床表层沉积物中重金属的形态转化

通过河床表层沉积物重金属释放实验,分析并揭示了受客水后河床表层沉积物中重金属Co、Cr、Mn、Mo、Pb、V的赋存形态转化机理。结果表明:受水区的环境条件(pH值、Eh值等)变化、沉积物理化性质变化和环境中微生物的作用,重金属生物有效态及残渣态之间的相互转化,改变了重金属的生物有效性,在受客水过程中受溶解沉淀、吸附解吸、氧化还原和离子交换等地球化学作用的影响,河床沉积物中重金属发生迁移转化,在不断受水条件下河床沉积物中重金属不断释放,沉积物不断净化。     

环境微界面对湖泊内源磷释放的影响研究

为揭示湖泊内源污染物释放的发生机制,从环境微界面角度出发,研究湖泊水-沉积物界面三相结构模式中磷的界面反应过程。利用微电极系统获取微界面溶氧浓度剖面,并结合Profile模型进行分析计算。计算结果表明：该湖湖心区沉积柱含氧层厚度达5mm,而湖口区则不到3mm,湖心区微界面上氧气消耗主要以自由扩散为主,而湖口区受微界面上微生物活动影响较大。同时利用梯度扩散薄膜技术获取了水-沉积物界面上分辨率高达1mm的可溶性活性磷剖面浓度分布,结果表明,在湖口区沉积物表层2cm处有强烈磷释放现象,而在湖心区则未发现,这可能     

北京市“六海“水体富营养化治理效果分析

以北京城市小型浅水湖泊"六海"为例,通过对其3次治理工程前后湖泊水质改善效果的分析,研究了目前城市小型浅水湖泊富营养化防治工作中普遍存在的主要问题,并针对存在的问题提出5点建议。以期为城市河湖富营养化的深入研究、治理以及政府部门决策提供依据。     

自激吸气式脉冲射流装置在多泥沙深水水库的应用研究探讨

异重流排沙一般仅在调水调沙后期采用,只能将运行至坝前的部分细粒径泥沙排出;射流清淤技术在浅水中进行局部的采砂、清淤有广泛的应用,二者在深水泥沙处理上均存在一定的局限性.为此,结合异重流产生和运动的特点,提出利用自激吸气式脉冲射流装置制造人工异重流进行冲驱泥沙的新方法.研究并探讨了技术的可行性及影响因素,以及清淤河段的选择,对脉冲射流的冲沙速度等技术参数进行了论证,以求解决深水条件下大面积、长距离的大量排沙清淤的技术难题.     

走马塘拓浚工程的生态效应

根据走马塘拓浚工程实施前后的地形变化,建立拓浚河道平面二维水动力数学模型,模拟河道拓浚前后走马塘典型河段的水动力变化情况,并分析拓浚工程对河道水动力特征的影响和拓浚工程的水生态效应。结果表明,拓浚工程的实施使得区域流速及断面横向流速分布变得均匀,对水环境改善有一定的正效应;河道拓浚工程的实施,短期内有利于浮游植物生长,但对浮游动物的生长有一定抑制作用,而从长期影响结果趋势来看,拓浚工程有利于水生生境系统的恢复与重建;河道拓浚工程的实施有利于底泥质量的改善,减少底泥污染物的含量,减少河道内源释放,对水质改善有正面效应;拓浚工程对底栖生物生境具有严重影响,但是随着时间的推移,底栖生境将会重建。     

挖槽回淤物粒度变化对航道回淤的影响

根据吕四海域地形、水文、泥沙和浅层柱状样观测资料的分析,研究航道浚深后回淤物的粒度变化过程及其对航道回淤的影响。研究表明,航道浚深后,航槽内底质呈明显粗化现象,底质中值粒径由浚前的0.045~0.071 mm增加至浚后的0.128~0.135 mm,0.005~0.062 mm的细颗粒组分由36.0%减小至8.9%,0.075~0.250 mm粗颗粒组分由37.9%增加至78.2%,疏浚船舶的水力分选是泥沙组分变化的主要因素。吕四海域航道泥沙回淤形式为悬沙沉降和底沙推移共同作用的结果,夏季7—8月试挖槽内回淤强度较大,回淤泥沙颗粒较细,冬季10—12月回淤强度较小,回淤泥沙颗粒较粗。根据粒度谱计算结果,正常天条件下悬沙沉降对航道回淤的贡献率约为15%,夏季贡献率高于冬季,大风天可增至30%~40%。回淤贡献率的计算方法可为类似工程的回淤研究提供借鉴和参考。     

我国江河湖库清淤疏浚实践与分析

本文根据长江、黄河、淮河、海河及辽河等五大流域的资料，对我国江河湖库的泥沙淤积及清淤疏浚情况进行了总结．认为在目前泥沙淤积严重、防洪形势严峻的情况下，必须采取拦、捧、放、挖等综合措施才能取得较好的效果。在分析我国清淤疏浚队伍及疏浚实践的基础上．提出了江河湖库清淤疏浚的基本原则。     

浅水湖泊水生态数学模型研究及应用

该文针对珠三角感潮浅水湖泊水环境模拟问题,在二维水流-污染物输移耦合数学模型基础上,结合WASP(water quality analysis simulation program)水生态数学模型原理,考虑溶解氧、氨氮、硝酸盐氮、有机氮、无机磷、有机磷、碳生化需氧量和叶绿素a等8个水质变量及其相互作用的溶解氧平衡子系统、氮循环子系统、磷循环子系统和浮游植物动力学子系统,建立了浅水湖泊水生态数学模型。通过室内实验系统模拟了珠三角某典型感潮人工湖泊外江来水营养条件对蓝藻生长的影响,确定了蓝藻生长速率等关键模型参数,并模拟了湖泊不同换水方案下叶绿素a的时空分布规律,为控制湖泊水体富营养化、预防蓝藻水华爆发提供科学依据。     

Effects of benthic algae on release of soluble reactive phosphorus from sediments: a radioisotope tracing study

To evaluate the effect of benthic algae on soluble reactive phosphorus(SRP) release from sediments in shallow lakes, experiments on SRP release with and without benthic algae in sediment cores and an experiment on SRP uptake by benthic algae were conducted using the radioisotope(32P) tracing method. The dissolved oxygen(DO) concentration in sediment cores was also investigated. The results show that benthic algae effectively reduce the release of SRP from sediments to overlying water. The uptake of SRP by benthic algae, which is the direct way in which benthic algae affect the SRP release from sediments, is low in filtered water and increases with the SRP concentration. However, in the experiment, the increased uptake rate lasted for a short time(in one hour), and after that it returned to a low rate. Benthic algae make the DO concentration and the oxic layer thickness increased, which can indirectly reduce the SRP release from sediments. These findings indicate that benthic algae can reduce the SRP release from sediments in both direct and indirect ways. It seems that the indirect way also plays an important role in reducing the SRP release from sediments.     

长江流域水体富营养化演化驱动机制及防控对策

富营养化已成为长江流域河流、湖泊与水库面临的共性问题,基于近10 a来长江流域水质状况、营养物质含量、水文泥沙过程、富营养化评价指数等数据及相关历史文献,分析了长江流域水体富营养化现状及演化趋势,以典型河流、水库与湖泊为例,剖析了长江流域水体富营养化驱动机制。结果表明:①长江流域水体富营养化程度为河流水库湖泊,上游四川盆地与中游江汉平原是长江流域富营养化湖泊与水库的主要聚集区。②近10 a来,中度富营养化湖泊比例从2009年的31.3%增加至2018年的42.7%,水库营养水平正从中营养向轻度富营养快速发展。③长江流域水体营养充足,受闸坝建设运行影响,流速减缓、流量偏枯,水体交换慢与河湖连通性差是河流、水库与湖泊富营养化的重要驱动力。为防控水体富营养化,建议监测重要控制断面氮磷浓度与通量,加强农田灌溉退水与水产养殖废水排放管理,开展流域水、沙、营养物质耦合输送调控。