山地城市景觀深水湖泊湖灣人工強(qiáng)化復(fù)氧技術(shù)示范研究.pdf

1、龍景湖有較多湖灣,湖灣區(qū)與湖心區(qū)水動(dòng)力條件差異大,開展龍景湖水環(huán)境特征研究,探求湖灣區(qū)與湖心區(qū)的水質(zhì)差異。龍景湖最大水深約25m,水溫季節(jié)性分層是深水湖庫(kù)重要的湖沼學(xué)特征之一,水溫分層對(duì)湖庫(kù)水生生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、生物群落結(jié)構(gòu)和垂向水質(zhì)產(chǎn)生重要影響。結(jié)合山地城市自身的氣候特征和湖庫(kù)形態(tài)學(xué)特征,開展龍景湖水溫季節(jié)性分層及水質(zhì)響應(yīng)特征研究。針對(duì)山地城市景觀深水湖泊深水位、多為靜止或流動(dòng)性較差的封閉緩流水體、水體自凈能力差、水環(huán)境容量小、水溫分層

2、顯著、底層水體溶解氧含量低、內(nèi)源污染嚴(yán)重,春夏季極易引發(fā)湖灣區(qū)局部水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化等問題,綜合國(guó)內(nèi)外人工強(qiáng)化復(fù)氧技術(shù)研究現(xiàn)狀,并結(jié)合園博園的景觀要求,開展龍景湖聽雨橋湖灣噴泉復(fù)氧技術(shù)示范研究。論文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　?、匍_展了龍景湖水環(huán)境特征試驗(yàn)研究,結(jié)果表明,春季湖灣區(qū)和湖心區(qū)均處于中度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài),溶解氧和葉綠素a含量高,水體透明度低,總氮及高錳酸鹽指數(shù)較高。夏季,透明度進(jìn)一步降低,除湖心區(qū)和浮橋湖灣為輕度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)

3、,其它五個(gè)湖灣均處于中度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。
　?、陂_展了龍景湖水溫季節(jié)性分層及水質(zhì)響應(yīng)特征研究,結(jié)果表明,龍景湖為典型的暖單次混合型湖泊。監(jiān)測(cè)期間,龍景湖全年經(jīng)歷熱分層期(3月~8月)、分層過渡期(9月~10月)、同溫混合期(11月~次年2月)。熱分層期,由于溫躍層的存在限制了垂向水層之間的傳質(zhì)和混合,垂向水質(zhì)差異性顯著。湖下層水體處于厭氧環(huán)境(DO<1mg/L),pH值、氧化還原電位低,水深4m以下水體有硫化氫存在。表層水體電導(dǎo)率、

4、氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽較低,底層水體高。表層水體葉綠素a高,底層較低。熱分層期,水體綜合富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)處于全年最高值,湖體為中度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。同溫混合期,垂向水質(zhì)和水溫差異消失,湖體處于混合狀態(tài)。通過季節(jié)性水溫分層及水質(zhì)響應(yīng)特征研究,可深入了解湖泊垂向水溫、溶解氧及氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽的季節(jié)變化特征,可有效指導(dǎo)噴泉復(fù)氧設(shè)備的安裝方式和運(yùn)行方法。
　?、坶_展了噴泉復(fù)氧技術(shù)運(yùn)行效能試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,噴泉擾動(dòng)充氧作用下,湖灣水溫分層結(jié)構(gòu)未被破壞,溫躍層依然

5、存在。夏季,噴泉湖灣季節(jié)性厭氧狀況得到遏制,表層和中層水體溶解氧顯著上升,底層水體溶解氧濃度維持在1.5mg/L以上。與對(duì)照湖灣相比,噴泉湖灣底層水體氨氮、總氮及總磷顯著下降。冬季,噴泉充氧效果不顯著,噴泉湖灣與對(duì)照湖灣溶解氧差異較小,但噴泉湖灣溶解氧整體維持在3.5mg/L以上。噴泉擾動(dòng)作用下,抑制了噴泉湖灣表層水體浮游藻類生長(zhǎng),表層水體葉綠素a含量下降。
　?、荛_展了噴泉高度、吸水深度、噴頭類型及運(yùn)行方式4種單因素試驗(yàn)研究。結(jié)

6、果表明,夏季,噴泉高度為1m、5m時(shí),復(fù)氧效果較好,當(dāng)噴泉高度增加至8m,復(fù)氧效果反而下降。綜合復(fù)氧效果和能耗狀況,噴泉高度1m為最佳復(fù)氧高度。底層水體復(fù)氧效果隨著噴泉吸水深度的增加而增強(qiáng),但吸水深度增加后,會(huì)將營(yíng)養(yǎng)鹽含量較高的底層水體帶至表層,使得表層水體營(yíng)養(yǎng)鹽升高。夏季,吸水深度為3m時(shí),湖灣水體復(fù)氧效果較好,表層水體氮磷未見明顯升高。冬季吸水深度增加至7m后,水體氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽變化較小,因此,冬季吸水深度可增加至7m。禮花噴頭霧化效果

7、好,急流直上噴頭流量大,對(duì)水體擾動(dòng)效果好,這兩類噴頭的復(fù)氧效果好。春季,噴泉連續(xù)運(yùn)行5小時(shí)后復(fù)氧效果趨于穩(wěn)定。
　?、荽合募?湖灣表層水體溶解氧過飽和,湖下層水體處于厭氧環(huán)境。應(yīng)通過增大噴泉吸水深度,破壞水溫分層,促進(jìn)上下層水體的混合,增加底層水體溶解氧含量。秋冬季為同溫混合期,受氣溫和光照影響,藻類光合作用弱,垂向水體溶解氧整體維持較低水平。秋冬季通過選用禮花噴頭,進(jìn)一步研究噴泉高度和吸水深度對(duì)冬季水體復(fù)氧效果的影響,增強(qiáng)復(fù)氧效