太湖蓝藻水华预警监测综合系统的构建

近年来随着浅水型湖泊的富营养化进程不断加快,蓝藻水华暴发现象也频繁出现,采用科学、全面的手段对太湖蓝藻暴发进行预警十分必要。根据太湖蓝藻预警监测中使用的现场巡视、卫星遥感、实验室分析、自动监测等监测技术手段,分别建立各自监测系统,结合各监测系统特点和相互关系,对太湖蓝藻水华预警监测综合系统的构建进行了探讨,以期能够更好地开展太湖蓝藻水华预警监测工作,为确保太湖地区饮用水安全,提高环保部门应对太湖蓝藻水华暴发的能力,为政府决策提供技术支持和保障。     

太湖湖滨带浮游植物群落特征及指示种筛选

针对太湖湖滨带,均匀布设49个点位,分别于2009年12月、2010年4、8月开展浮游植物及水质监测。结果显示,湖滨带浮游植物群落多样性整体较低,优势种从枯水期到丰水期呈"鱼腥藻-鱼腥藻-微囊藻"的演变趋势;西北部湖区(竺山湖、梅梁湾、西部沿岸)浮游植物密度明显高于东南部湖区(东部沿岸、东太湖、南部沿岸);湖滨带浮游植物群落结构与湖体相似,密度比湖体高1个数量级;RDA排序筛选出在显著水平上解释浮游植物分布的最小变量组合为TN、CODMn、SS、p H、SD,且方差分解指出TN是相对最重要的变量;当物种适合度为50%~100%时,与TN具有较好梯度响应关系的是四尾栅藻及弓型藻,并且这2个种与TN、TP及综合营养状态指数的组合变量也有较好的梯度响应关系,具备指示太湖湖滨带富营养化的可能,但定量指示意义尚待进一步研究。     

城镇化对太湖平原河网的影响——以太湖流域武澄锡虞区为例

为探讨近年来城镇化快速发展等对太湖流域腹部地区平原河网水系的影响,选取城镇化快速发展且城镇化程度很高的武澄锡虞区为例开展了研究。以1960年代、1980年代和2003年水系为基础,依据河道宽度对水系分级,并从河流地貌学角度定量分析了河网密度、水面率、河网复杂度、河网结构稳定度、分维数等结构特征及长时间序列的水位变化。结果表明：研究区水系要素基本上都在减小;不同等级的河流长度和河湖面积除一级河流面积增加外,均呈减少趋势。河网密度、水面率、分维数均变小,河网复杂度、河网结构稳定度下降,河网演化趋于主干化、单一化,河湖连通性下降。城镇化前后变化显著,且1980年代以来变化加快。同时城镇化背景下的水系衰减对河网蓄泄功能也产生了较大影响,使得年平均水位和汛期水位呈现上升趋势,导致洪灾风险增大。故在城镇化过程中应遵循河网演变规律,促进水系的保护     

生物填料-沉水植物联用在河道水强化处理中的应用研究

采用新型亲水性和疏水性材料作为生物填料,研究了生物填料-沉水植物联用技术在静态和原位水体中对武进港红旗河的水强化处理性能。静态实验选用2种生物填料考察其水处理特性,筛选出性能较好的填料进行了原位实验,沉水植物选取原位常见的狐尾藻、金鱼藻和伊乐藻。通过原位实验进一步考察了所选生物填料性能及生物填料-沉水植物联用对河道水的处理效果。结果表明,原位实验处理效果优于静态实验,原位实验中各测定指标的总平均去除率分别为:氨氮69.07%,亚硝氮70.28%,硝态氮47.58%,总氮53.28%,正磷酸盐84.88%,总磷83.50%。填料平均挂膜速率为453.01 nmol/(g.d)。     

人工湿地组合工艺对太湖三山岛农村生活污水的脱氮效果

针对太湖三山岛农村生活污水分布面广而分散和水质水量不稳定,以及三级处理费用高等问题,提出了人工湿地组合工艺。以设计规模为1 000 m3/d、处理生活污水的工艺系统为对象,探讨了氮元素在系统中的去除效果、途径及其一级去除速率常数。结果表明,该工艺对NH+4-N去除效果较好,出水NH+4-N平均达到地表水Ⅲ类,TN平均接近地表水Ⅴ类;潜流人工湿地、好氧生态塘C、兼性生态塘A和表流人工湿地D对氮的去除量分别占组合工艺去除总量的52.05%、18.65%、16.65%和12.65%;组合工艺对NH+4-N和TN的平均一级去除速率常数分比别为(14.47±2.01)和(25.91±4.99)m/a。     

不同存放时间太湖蓝藻产沼气潜力

对不同存放时间蓝藻(新鲜蓝藻、存放3个月、6个月和9个月)进行厌氧消化处置,分析反应过程中沼气量、代谢产物和酶活等变化,获得各自的产沼气潜力。研究结果表明,存放6个月蓝藻组的产沼气率最大,为120.5 mL/g TS,是新鲜蓝藻组的1.29倍。Gompertz模型拟合表明,随着存放时间的延长,最大产沼气量(Pmax)先增大后减小,最大比产气率一直增加。存放3个月蓝藻组的VFA在第6天达到最大,为1 575.4 mg/L,而存放9个月蓝藻组的VFA在第2天达到最大,为1 116.5 mg/L。存放3个月蓝藻组的最大中性蛋白酶酶活为1 203.4μg/(g TS.h),比新鲜蓝藻组提高212.8μg/(gTS.h)。脱氢酶酶活随着蓝藻存放时间的增加呈现先增加后减小的趋势。     

太湖流域上游外源氮、磷入湖通量模拟初步研究

湖泊-流域构成的复杂系统是湖泊富营养化研究的热点。应用SWAT模型对长江下游太湖流域上游外源氮、磷入湖通量进行模拟,以反映陆源入湖氮、磷营养盐的通量、空间分布和时间变化情况。以水文模拟为基础,引入相关系数（R）和Nash Sutcliffe效益系数（Ens）评价模拟结果。水文模拟率定期月均值R多在85%以上,Ens在024~090,模拟年平均径流量相对误差为32%。验证期各站月均值R均在80%以上,模拟年总量误差为81%。模拟结果显示,流域多年平均径流量为10415×108m3,营养盐输出浓度浙西区TN、TP分别为238 mg/L、018 mg/L;湖西区分别为568 mg/L、043 mg/L;武虞锡澄区分别为614 mg/L、040 mg/L。流域营养盐多年平均入湖通量TN为42 730 t/a,TP为3 075 t/a,2000年开始,流域TN、TP的入湖通量均有下降趋势。流域营养盐具显著空间差异,陈东港-大浦口、小梅口-长兜港、武进港-直湖港是最主要的入湖通道,贡献率分别达到27%、24%和20%,应作为流域外源营养物质管理和控制的重要区域     

江苏太湖地区农业耕作制度变化及其对地表水土环境的影响

农业耕作制度变化及其环境效应是国内外广泛关注的学术前沿问题。近60 a来,江苏太湖地区农业耕作制度发生较大变化,主要表现在种植制度从偏重粮食生产转向粮经作物协调发展,用地作物增多而养地作物减少,作物品种经历了改进与优化过程,作物熟制经历了从“双三制”恢复到两熟制。施肥种类从有机肥为主转变为完全施用化肥,氮磷钾肥投入比例从长期严重失调发展到逐渐趋于协调。在总结近60 a来江苏太湖地区农业耕作制度变化特征的基础上,〖JP2〗分析了农业耕作制度变化对地表水土环境的影响,并提出了今后需要进一步关注的研究方向     

太湖内源释放及营养盐输运研究

从对流-扩散方程出发,通过公式推导,建立了包含底泥污染的水流-水质模型,对模型进行了率定和验证后,应用于太湖.该模型将湖泊水相和内源悬移相污染作为一个整体,结合污染物在悬移泥沙上的各种迁移过程,研究了太湖总氮、总磷内源释放的分布和数量,过程中考虑了悬移泥沙的各种影响因素,得到了较理想的模拟结果,当风速≤3.5 m/s时,冲刷和悬移造成的内源污染物释放量较小,内源污染物释放主要通过泥-水界面的静态释放;当风速>3.5 m/s时,冲刷和悬移造成的内源污染物释放量随风速增加迅速增大.通过计算得出2001年太湖内源释放的总氮为3.0万t,总磷为0.8万t.     

流域土地利用／覆被变化的洪水响应——以太湖上游西苕溪流域为例

土地利用／覆被变化是影响流域洪涝灾害的重要因素。基于太湖流域在全国的重要性及太湖流域土地利用／覆被变化洪水效应研究的迫切性,选择太湖上游西苕溪流域为研究对象,利用分布式水文模型HEC—HMS模拟了5种土地利用情景下的2次典型洪水过程,定量分析了单一土地利用／覆被对洪水过程的影响程度。结果表明,对于同场降雨,5种土地利用类型的洪水总量和洪峰流量大小顺序为：林地〈疏林灌丛〈草地〈耕地〈建设用地;涨水历时长短顺序为：林地〉疏林灌丛〉草地〉耕地〉建设用地;峰现时间出现最早的是建设用地,其次是耕地、草地、疏林灌丛地和林地。建设用地对暴雨洪水过程影响最为显著,不仅使得最大洪峰流量和洪水总量增大,汇流时间变短,还大大改变了洪峰形态,使流域原有的坦化洪水波形的能力降低。城市化会严重加剧流域暴雨洪水,而森林则有利于缓和流域暴雨洪水过程。