水源型水庫富營養(yǎng)化預(yù)測與控制技術(shù)研究——以青島產(chǎn)芝水庫為例.pdf

1、產(chǎn)芝水庫位于大沽河干流中上游,是典型的水源型水庫,也是青島市最大的水庫,但由于長期受農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖和生活廢水的影響,水庫氮磷嚴(yán)重超標(biāo),富營養(yǎng)化程度日益加深,大大影響了水體的使用功能。隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展及城市擴張,青島市水資源供需失衡逐漸凸顯,開展產(chǎn)芝水庫富營養(yǎng)化預(yù)測及控制技術(shù)研究迫在眉睫。
　　 本文在區(qū)域自然環(huán)境概況調(diào)查的基礎(chǔ)上,分析了水庫水質(zhì)的時空分布特征,根據(jù)現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測資料,建立了改良的模糊綜合評判模型,對水庫的富營養(yǎng)化現(xiàn)

2、狀進(jìn)行了綜合評價。針對產(chǎn)芝水庫獨特的環(huán)境背景,對底泥的污染特征進(jìn)行了深入地研究,并通過室內(nèi)柱狀試驗,建立了不同溫度和不同擾動條件下底泥氮磷釋放通量與釋放時間之間的方程式。另外,通過建立含底泥釋放的平面二維水流-水質(zhì)模型,對多污染源共同影響下不同水文年水庫的水質(zhì)分布進(jìn)行預(yù)測。最后,通過室內(nèi)試驗,研究了兩級垂直流土地系統(tǒng)處理入庫河水的最佳工況和去除效果:優(yōu)化了聚硅硫酸鋁鐵抑制底泥磷釋放的內(nèi)部配比和投加量,且研究了優(yōu)化條件下的抑磷效果;深入分

3、析了各因素對生態(tài)調(diào)度治理底泥氮磷污染的影響。本文獲得的主要結(jié)論如下:
　　 (1)改良了模糊綜合評判模型,并利用模型對水庫富營養(yǎng)化現(xiàn)狀進(jìn)行了評價。
　　 應(yīng)用改良的模糊綜合評判模型,對產(chǎn)芝水庫富營養(yǎng)化現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合評價,評價結(jié)果顯示產(chǎn)芝水庫庫區(qū)為富營養(yǎng)化水平,入庫支流為重富營養(yǎng)化水平。
　　 (2)建立了沉積物氮磷釋放通量與釋放時間的定量表達(dá)式。
　　 通過室內(nèi)柱狀模擬試驗,研究了沉積物中氮磷的釋放規(guī)律,

4、建立了不同溫度和不同擾動條件下氮磷釋放通量與釋放時間的定量表達(dá)式,其中,靜態(tài)釋放可用對數(shù)方程y=a+bln(χ)表示,動態(tài)釋放可以用冪指數(shù)方程y=axb來表示。
　　 (3)構(gòu)建了含平面二維內(nèi)源釋放耦合水流-水質(zhì)模型。
　　 將內(nèi)源釋放因子耦合于平面二維水流-水質(zhì)模型中,通過對初始條件、邊界條件和參數(shù)的確定及模型的驗證,建立了含內(nèi)源釋放項的二維水流-水質(zhì)模型,對多污染源共同影響下不同水文年水庫的水質(zhì)分布進(jìn)行了預(yù)測,預(yù)測結(jié)

5、果表明,中營養(yǎng)占7.4％,中富營養(yǎng)化占16.7％,富營養(yǎng)化占75.9％。
　　 (4)研發(fā)了適宜于入庫河水污染治理的兩級垂直流土地系統(tǒng)。
　　 通過室內(nèi)試驗,對生物填料、水力停留時間(hydraulic retention time,HRT)和水力負(fù)荷進(jìn)行了優(yōu)選,得到的優(yōu)化工況為:填料為生物陶粒,HRT為144h,水力負(fù)荷為0.139m/d。優(yōu)化工況下對TN、TP、CODMn和葉綠素-a平均去除率分別為60.2％、69.

6、3％、56.8％和70.6％。
　　 (5)首次把聚硅硫酸鋁鐵(PSAFS)應(yīng)用于抑制底泥磷釋放。
　　 試驗結(jié)果表明,優(yōu)化條件下空白實驗上覆水中TP的累積濃度是投加PSAFS的2倍多,且空白試驗TP累積釋放濃度的波動性遠(yuǎn)大于投加PSAFS的樣品,抑制效果顯著。
　　 (6)提出了生態(tài)調(diào)度治理底泥氮磷污染的新技術(shù)。
　　 通過室內(nèi)模擬試驗,研究了不同溫度、不同調(diào)水周期和不同調(diào)水比例對生態(tài)調(diào)度技術(shù)治理底泥氮