杭州西湖总磷模型及其治理应用(Ⅰ)

在分析流域产磷、底泥释放磷负荷及磷的沉降定量研究的基础上,用TP质量平衡模型验证了近20年西湖治理前后全湖、全年平均浓度及年内各月浓度。在此基础上,预测了西湖进一步治理(包括截污、引水、配水)的定量效果。     

西湖引流钱塘江水9年后的水质分析

西湖引水工程于1986年9月30日建成通水,日取水能力为30万t,9年中共为西湖引入16192万m~3清澈的钱塘江水,引水量是西湖蓄水量的1846倍.对于引水后的西湖水体,已经在浮游藻类、西湖环境综合整治工程效益、杭州西湖引水工程效益及配水方案等方面进行了研究.但对西湖引水9年后水体的理化特性和引水效果的调查研究还较少,为此本文就西湖引水9年后主要湖区的透明度、耗氧量、浮游植物总量、氮、磷和叶绿素等水质指标的年周期动态变化进行了系统的调查.     

《西湖引水工程效益评价》通过鉴定

杭州西湖水域管理处等单位承担的《西湖引水工程效益评价和最佳配水方案研究》项目,于1990年10月在杭州通过专家鉴定。研究报告认为引水工程经过三年多的运转,对西湖水源的补充和水质改善作用是明显的。     

杭州西湖引水扩散过程研究

为评价钱塘江水引入西湖后的替换效果,本研究通过典型水质参数跟踪测量,检出钱塘江水的扩散锋面,进而用数学方法计算各子湖区的江水替换率。本研究在评价富营养化湖泊引水替换效果方面具有高的精度。     

常州市平原环状河网水环境改善方案情景模拟

基于常州市平原河网水力特性,建立相应水环境模型,运用一维圣维南方程组模拟研究区河网水文变化,CSTR水质模型模拟水质指标COD、TN变化,利用2012年7月与2013年4月水文水质同步监测数据对模拟结果的验证表明,模型可以较为准确地反映研究区河网水文水质变化情况。并针对影响河网水质的3个要素(上游引水、污染源和自净能力)设置8个不同改善方案情景,分析河网水质与3个要素的响应关系。结果表明,保证上游引水水质良好的情况下,上游开闸引水更有利于研究区主干河道新澡港河、老澡港河东支河与北塘河水环境的改善,而对于内部河道柴支浜南支河,则需提高上游污水厂出水水质的同时,改善该河段水生态环境,提高其自净能力。研究结果为研究区水系改善措施和规划提供了有力的科学依据和指导。     

南京玄武湖底泥磷释放复水模拟实验研究

重点分析了底泥营养物的分层分布对湖泊水质的影响强度;模拟了复水过程底泥内营养盐中的磷的释放规律;建立了上覆水中磷浓度变化对界面物质交换的影响方程。模拟分析研究表明,分布在底泥沉积物的无机态营养盐在较长时间内都将持续影响湖体水质,实验结果对实施生态湖建设及防止湖体富营养化具有一定意义。     

杭州西湖轮虫历年演变动态与引流的关系

西湖自1981年开始引入钱塘江水。1981年引入水量为830万吨,1982年为678万吨,1983年3月止为64万吨。引流的目的,除补给西湖水源不足外,主要在于稀释西湖水质使之更适合风景湖泊的要求。在引水前的1978年19月——1980年12月,我们对西湖水体进行了浮游     

底泥释磷及其对西湖富营养化的影响

杭州西湖底泥由上部藻骸腐泥和下部泥炭层构成,含有丰富的碳和氮,含磷属中等水平。通过实验室模拟和现场模拟两种方法,测定了西湖底泥的释磷量和释磷速率,获得了pH、DO、温度及上复水组成等因子与释磷通量的相关关系。室内模拟底泥最大释磷量为0.368μg/g;夏季现场模拟底泥平均释磷速率为1.02mg/m~2·d,估算西湖底泥释磷量达1.346t/y,相当于年平均外部入湖磷负荷的36.4％。底泥释磷对西湖富营养化有着不客忽视的影响。     

城市浅水型湖泊底泥污染物释放过程模拟试验研究

通过对城市浅水型湖泊(以宁波东钱湖为例)疏浚后上层底泥污染物释放过程模拟试验研究,分析了环境因子对底泥污染物释放特性的影响及其原因,得出了上覆水营养盐水平、水温和扰动对底泥污染物释放的影响曲线.同时,说明了湖泊内源性有机污染源对湖泊水质存在着潜在的危险性,提出了疏浚施工期间的规避措施,为城市浅水型湖泊底泥疏浚和富营养化治理提供依据.     

曝气强化微生物功能菌修复黑臭水体

从成都市三道沟黑臭底泥中分离出一株能以底泥有机质为碳源和能源生长的土著微生物功能菌HC-1,经鉴定该菌株为不动杆菌(Acinetobacter)。在实验室条件下,以三道沟黑臭底泥为研究对象,采用微生物功能菌强化底泥有机质降解来修复黑臭水体的方法。研究了底泥曝气和上覆水曝气对黑臭水体修复效果的影响。研究表明,投加土著微生物功能菌并结合底泥曝气能够明显改善上覆水水质,加快底泥的修复。使用间歇曝气协同土著微生物功能菌作用时效果和连续曝气相近,且可降低运行成本。实验15 d后,上覆水COD、NH_3-N和TP去除率分别达67.6%、71.6%和92.2%,底泥有机质的降解速率提高了30%,底泥微生物活性增加5倍。     

淀山湖底泥氮磷营养盐释放及其影响因素研究

通过大量现场实测数据,对建立的淀山湖水生态系统模型进行率定和验证,并利用该模型对淀山湖底泥氮磷营养盐释放机制进行了系统研究,模拟了温度、流量、入流负荷等因素对底泥氮磷营养盐释放的影响。模拟结果显示:(1)该模型较好地模拟了底泥释放的动态变化;淀山湖底泥无机磷具有一定的释放特性,无机氮以底泥吸附为主,底泥磷酸盐、氨氮、硝酸盐氮释放通量分别为-40~18、-15~75、-38~-10mg/(m2·d)。(2)不同季节下温度对底泥氮磷营养盐的释放影响作用不同。(3)在氮磷营养盐释放较明显的夏秋季节,流量对氮磷营养盐释放影响较大。(4)削减入流负荷会加快底泥氮磷营养盐的释放,当入流负荷削减达到95%时,底泥中氮磷营养盐开始全面转向正释放状态。淀山湖外源污染得到控制以后,沉积物中营养物将对水体水质构成威胁。     

西湖引流钱塘江后的生态效应

西湖引流钱塘江后浮游动物的年平均数量(1214个/升)比引流前减少了73.4％,即降低了悬浮于水体的生物密度,相应地提高了西湖水体的透明度(比引流前提高了9.1cm)。轮虫类在夏、秋季的密度高于冬、春季,作者认为引流入湖的适时季节应放在夏、秋两季,增加引水量,以冲淡较浓密的生物数量,从而来提高湖水的清晰度。研究表明进水区小南湖的生物量较低(51μg/l),其透明度较高(77.3cm),而出水区少年宫湖区的生物量较高(332μg/l),其透明度则较低(43.7cm),说明各区受益的程度不同。文中建议应多方位的布设引水入湖的湖口,使引入的优质水匀布全湖。     

曝气和pH对城市污染河道底泥氮形态的影响

以城市重污染河道表层沉积物为研究对象,采用模拟实验方法,探讨了不同曝气方式(水曝气和泥曝气)、上覆水初始pH(自然状态pH=7和pH=11)对城市污染河道底泥氮形态的影响。结果表明:采用水曝气+pH11方式对城市重污染河道上覆水、间隙水中总氮去除率分别为70.03%和44.66%;泥曝气+pH7方式对上覆水、间隙水、底泥中氨氮去除率分别为94.31%、84.07%和68.29%;底泥pH与上覆水总氮浓度呈正相关(p<0.05);泥曝气+pH11方式使底泥含水率、烧失率明显升高,继而影响各形态氮在泥水系统中的赋存,其中底泥吸附态氨氮含量与底泥含水率呈显著负相关(p<0.01),间隙水可溶态氨氮浓度与底泥烧失率显著正相关(p<0.01)。     

引水治污工程水质管理模型的应用研究

研究了绍兴市引水治污工程的水质管理模型,提出了设计引水流量、水质模拟、引水流量的时间调度、控制最大允许排污量等计算方法,并提出用水环境容量增益系数、COD去除率、引水冲污率和引水自净率指标来反映引水治污工程的处理效果.     

大东湖水系连通工程生态风险评价及防控对策研究

开展河湖水系连通工程生态环境效应评价研究,对于揭示水文过程及其生态环境效应具有重要意义。目前侧重于探究连通后水文水动力、水质和水生生物等要素的变化,但对于连通工程实施中的生态风险及其防控对策研究较少。因此,针对大东湖水系连通工程,结合美国环境保护署的生态风险评价框架,构建了大东湖生态风险概念模型,以大东湖水系连通工程的各湖泊为风险小区,选取底泥悬浮、水位变动、引水水质和外来物种入侵作为风险源,水环境、浮游生物和底栖生物作为风险受体。利用相对风险模型对大东湖水系连通工程的湖泊生态风险进行评价。研究结果发现,大东湖水系连通工程中,杨春湖和沙湖的相对风险值较大,约为东湖的6倍,主要原因是杨春湖和沙湖的水位变动和底泥悬浮的风险较大。在此基础上,从开展湖泊底泥疏浚、恢复水体生态功能和优化涵闸工程布局等方面提出风险防控对策。研究结果可为大东湖水系连通工程的科学实施提供决策依据。     

红枫湖底泥磷负荷释放

为了研究高原湖泊底泥沉积物中磷的释放负荷,对贵州红枫湖区10个地区的沉积物进行了磷形态分析。选取10个采样点中5个典型区域,研究结果表明,底泥中各形态磷占总磷比例Org-P为58.6%,NaOH-P为29.91%,Ca-P为11.48%,底泥中主要的磷形态为有机磷。上覆水溶解性总磷酸盐(TSP)与底泥中各形态磷的相关性研究表明,底泥中的Ca-P与上覆水中的TSP几乎没有相关性,NaOH-P与Org-P与上覆水的TSP有较高的相关性(R2>0.94),而底泥中的总磷(TP)与上覆水中的TSP相关性最高(R2>0.98),底泥中这种形态的结构有利于抑制底泥的释放。研究表明,在10点位样品中,间隙水中TP和SRP(溶解性正磷酸)浓度远大于上覆水体中相应磷形态的浓度,间隙水中TP平均浓度为0.37 mg/L,SRP平均浓度为0.18 mg/L,上覆水体中TP平均浓度为0.10 mg/L,SRP平均浓度为0.02 mg/L,间隙水中TP、SRP与上覆水中TP、SRP存在了一种浓度梯度。     

汞矿区周边土壤和溪流底泥对汞的吸附解吸特征

为充分认识汞在土壤和底泥中的吸附解吸特征,采取恒温水平振荡法对汞矿区周边未污染土壤和溪流底泥进行了Hg~(2+)的吸附解吸实验并用吸附等温方程和动力学方程对吸附过程进行了拟合对比。结果表明,土壤和底泥对Hg~(2+)的吸附过程类似,在中性条件下,其饱和吸附量分别为1 848.77 mg·kg~(-1)、941.25 mg·kg~(-1)在过酸或者过碱的条件下,均不利于土壤和底泥对Hg(Ⅱ)的吸附;在初始5 min内,土壤和底泥对Hg~(2+)的吸附量分别达到了饱和吸附量的72.64%、62.68%,200 min内基本达到吸附饱和;Hg~(2+)在土壤和底泥中的吸附量越大,其解吸量也越大,土壤对Hg~(2+)的吸附量及量成正比例关系,且Hg~(2+)一旦进入土壤或底泥,则很难再被解吸出来,土壤和底泥的最大解吸率分别为0.92%、1.32%。Langmuir、Freundlich和TemKin 3种曲线均能较好地拟合土壤和底泥二者对Hg~(2+)的等温吸附过程,但Langmuir的拟合度更高,显著水平分别达到了0.997 6,0.995 9;Elovich、双常数方程均能较好地拟合土壤和底泥对Hg~(2+)的吸附动力学过程,Eovich方程更适合拟合土壤对Hg~(2+)的吸附动力学,双常数方程更适合底泥的动力学拟合,显著水平分别达到0.935 0、0.919 9。     

西湖北里湖沉积物磷形态分布及其与间隙水磷的关系

杭州西湖是典型的富营养化浅水湖泊。经过环湖截污等工程措施,影响西湖的外污染源得到有效的治理,但西湖仍处于富营养化状态。在外污染源得到控制后,富含营养盐的沉积物成为西湖水质改善的主要限制因子。通过研究西湖北里湖沉积物中磷的赋存形态和丰度、间隙水磷含量垂向时空分布特征,分析沉积物磷形态与间隙水磷含量的相关性,探讨内源磷对西湖北里湖营养盐的贡献作用。结果表明,北里湖沉积物中活性磷含量较低,不同磷形态及其含量在垂向上呈现一定的波动,没有表现出明显的规律。间隙水总可溶性磷(TDP)和PO34-含量随沉积物深度的变化不明显,但其含量总体在垂向上都有先升高后降低的趋势,与沉积物中各形态磷均具有一定的正相关性。因此,沉积物磷对水体富营养化具有一定的贡献。     

环境因素对长寿湖底泥释磷影响的模拟实验研究

肥水养殖显著增加了长寿湖底泥中的磷含量。为了解肥水养殖积累在湖泊底泥中磷的释放情况,以长寿湖大坝口枯水期底泥为实验材料,模拟研究了不同环境条件(上覆水pH、温度、DO含量和扰动)下湖泊底泥的释磷特征。结果表明,在弱碱性条件下,底泥释磷量随上覆水pH的升高而升高;温度升高有利于底泥磷的释放,温度每升高5℃,第21天时底泥释磷量增大0.0045～0.0074 mg/L;DO含量降低有利于底泥中铁/铝结合态磷的释放;扰动对底泥磷的释放没有明显影响。研究表明,网箱养殖增加了底泥中的有机磷含量,促进有机磷向无机磷转化,增大了底泥中磷的释放风险。     

西湖引水前水体质量调查与评价

本文根据1985年2月～1986年2月一个水文年杭州西湖水体质量系统调查结果,对引水前西湖原水体质量及西湖水体前期治理工程所取得的效果,从物理、化学、生物等方面进行评价,既科学地描述了西湖水体质量现状,又为评价钱塘江引水工程效益提供前期背景资料。