基于仿自然人工湿地的低污染水体碳氮协同调控优化措施研究

针对低污染水补给城市河湖景观水体后氮磷营养盐削减、COD波动的问题，构建了仿自然人工湿地和生物塘，通过开展动水和静水试验，研究湿地生态配置和水力停留时间对各水质指标的影响.结果表明，螺、蚌、浮游动物及浮叶植物对COD、BOD₅具有明显的抑制作用，且浮叶植物能够实现TN的高效去除并提高有机氮的氨化作用，仿自然人工湿地建议为“沉水植物+挺水植物+浮游动物+螺、蚌+浮叶植物”的生态系统组合.在上游低污染来水条件下，建议仿自然人工湿地水力停留时间为7 d，沉水植物种植8丛·m^-2，挺水植物种植5丛·m^-2，浮叶植物8株·m^-2，浮游生物塘中投放中华圆田螺1000 g·m^-2，椭圆背角无齿蚌2只·m^-2，以实现仿自然湿地对低污染水体碳氮协同调控.     

往复流砾石床水质净化效果研究

研究了往复流砾石床对雨污混合流脱氮效果的影响,试验设计两个相同的砾石床系统,采用回流与间歇流同步的进水方式,通过调控水位和停留时间使砾石床内部循环往复运行复氧,同步实现时间和空间上的硝化反硝化过程,分析在两种水力负荷(132 mm·d-1和158 mm·d-1)条件下干湿交替对污染物的去除效果的影响.结果表明:相同配水...     

基于MIKE耦合模型的入河污染模拟与控制效能研究

为解决沙河水库流域河道水质差、水环境退化等问题,以主要超标污染物COD_Cr、NH₃-N和TP为指标,应用MIKE11、MIKE SHE及ECO Lab构建流域水文水动力及水质耦合模型,探究污染物的迁移转化规律,并进一步评估不同控制措施下的河道水质改善效能.研究表明：耦合模型在研究区具有良好的适应性,水动力模拟精度良好,水质模拟PBIAS均小于40%;通过提高居民生活污水处理率、排口截污等措施削减点源污染入河是提升考核断面水质的关键,总量控制措施下,3条考核断面COD_Cr、NH₃-N和TP年平均浓度分别减少6.91~22.82、0.66~2.70、0.09~0.30 mg·L^-1,降幅明显,逐渐满足V类水质考核标准,并最终达到Ⅲ~Ⅳ类水平;同时,针对北沙河朝宗桥断面1—6月NH₃-N和TP超标的状况,可在总量控制方案不足的基础上,采用组合引水方案.     

北运河上游南沙河段与下游城市副中心段鱼类群落分布特征及影响因子研究

根据2019年10月对北运河上游南沙河段与下游城市副中心段鱼类调查数据,采用SPSS统计学方法相关性分析和CCA典范对应分析,研究人为活动因素干扰剧烈的非自然状态条件下,北运河鱼类群落结构及分布特征与环境因子的响应关系.结果表明：在北运河调查到鱼类分属3目5科11属14种,表现为种属偏低、高抗污染、广布型的特征,其中,上游南沙河段鱼类共调查到7种,以麦穗鱼为优势种,典型反映出鱼类群落单一和小型的特征,下游城市副中心段调查到鱼类13种,大鳞副泥鳅、麦穗鱼、泥鳅为优势种.北运河鱼类群落多样性指数整体偏低,上游南沙河段Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数均低于下游城市副中心段鱼类群落各指数,主要与鱼类群落单一小型、栖息地环境及人类活动等因素有关.影响鱼类群落分布的环境因子中,ρ（NO₃^--N）、ρ（TP）、ρ（COD）对上游南沙河段鱼类群落的分布影响较大,ρ（NH₄⁺-N）、ρ（TP）对下游城市副中心段鱼类群落分布影响较大,多样性指数均表现出与ρ（TP）、ρ（TN）、ρ（NO₃^--N）呈显著负相关（p<0.01）,表明上、下游河段不同的水质状况与鱼类群落分布和多样性特征有一定关联性.未来北运河鱼类群落的恢复应重点围绕水质改善、丰富生境营造等工作开展.该研究可为北运河流域管理特别是河道生态修复工作提供依据,具有一定的区域指导意义.     

人工潜流湿地堵塞成因及解决措施

堵塞是制约人工湿地长效运行的关键影响因素,是湿地设计的最关键环节。结合作者在人工湿地方面多年的研究和实践经验,对湿地堵塞成因进行了详细分析,提出了有效解决措施,并列举了成功工程案例,为潜流人工湿地设计提供了有益的借鉴。     

北方人工湿地系统对内分泌干扰物质的去除效果

通过现场取样,固相萃取柱富集以及气相色谱/质谱联用(GC/MSD)测定,研究了北京市官厅水库上游的一个人工湿地系统在秋季(植物茂盛)和冬季(植物枯萎)对典型环境内分泌干扰物和人工合成激素的处理效果.结果表明,人工湿地系统的原水和各工艺段出水中酚类和雌激素类物质的浓度高于美国地表水监测数据和我国地表水监测数据.湿地系统对部分壬基酚有较好的处理效果,而在冬季效果不明显;无论秋季或冬季对雌激素类则无明显去除效果.     

水位调度运行对河道型水库水生态环境的影响—以沙河水库为例

基于自然的修复理念,以典型河道型水库—北运河流域沙河水库为研究对象,考察水位调度运行对其水生态环境的影响.结果表明,低水位运行期间,沙河水库月均出库水量增加149.48%,月均蒸发水量和渗透水量减少了34.17%和29.17%.沙河水库水质明显改善,沙河闸出库断面NH₄⁺-N、TN和TP平均浓度由（2.53±0.89）、（14.18±5.06）、（0.50±0.02）mg·L^-1降低到（1.12±0.11）、（5.61±1.45）、（0.19±0.01）mg·L^-1,其中NH₄⁺-N和TP稳定达到了地表水环境质量标准（GB 3838-2002）的IV类水要求(1.5 mg·L^-1和0.3 mg·L^-1).低水位运行期间,沙河水库库心区沉积柱（0～30 cm）和表层沉积物（0～4 cm）中TN、TP平均含量总体呈稳定下降趋势,降幅分别为57.62%、45.28%和64.16%、48.00%;沙河水库共记录水鸟70种...     

非常规水源补给的城市河道型水库水质改善与水生态修复专栏序言

沙河水库是北运河上游水系重要的节点和多源污染的重要聚集处.基于国家水专项北运河项目的“源-流-汇”全过程污染防控思路,沙河水库课题以改善水环境质量、提升水生态功能为目标,统筹“水环境、水资源、水生态和水动力”,识别和诊断其主要问题,研发与集成面向沙河水库的水环境质量改善与水生态修复关键技术;通过水位调控和工程示范,形成了适于非常规水源补给的城市河道型水库水质改善与水生态修复综合集成技术,支撑了沙河水库水环境质量改善及水生态修复综合示范区建设,促进了沙河水库水质改善和水生态功能提升,并支撑“北京市昌平区沙河湿地公园”项目获得了北京市发展和改革委员会批复立项.     

再生水河道菹草管控的生态响应研究

在北京地区典型再生水补水型河道开展试验,通过在菹草(Potamogeton crispus)生长期对其进行基于生物量控制条件下的不同收割强度处理,研究光照强度等环境影响因子、菹草生长特征、浮游动物及底栖动物分布的响应机制,以期为北京再生水补水型河道提供生态修复技术支撑与沉水植物管控方案.结果表明:①菹草收割强度对水体浊...     

人工湿地填料对磷的吸附特性及预期使用年限

试验研究了粗砂、石灰石、钢渣、砂土、页岩、褐铁矿(2Fe2O33H2O)、磁铁矿(Fe3O4)等湿地填料对磷的等温吸附特性。结果表明,Freundlich和Langmuir都能描述上述填料对磷的吸附过程。粗砂、石灰石、钢渣、砂土、页岩、褐铁矿、磁铁矿对磷的理论饱和吸附量分别为18.66mg/kg,80.65mg/kg,1428.6mg/kg,34.84mg/kg,34.97mg/kg,71.94mg/kg和384.6mg/kg。影响填料吸附性的化学成分为Ca,Fe,Al,Mg和Mn。此外分析了填料对磷的吸附机理,预测了钢渣的预期使用年限为14年。