【摘要】：丹江口水庫是南水北調(diào)中線水源地,“十一五”至“十三五”期間,國家在丹江口庫區(qū)先后實施了三期污染防治規(guī)劃,點源基本得到控制。隨著點源污染的逐步治理,面源污染控制逐漸成為丹江口水庫水質(zhì)保障的關(guān)鍵。本文選擇丹江口庫區(qū)典型的自然型、半自然型、人工型三種濕地塘系統(tǒng),通過野外監(jiān)測分析、室內(nèi)模擬試驗的方法,研究丹江口庫區(qū)不同類型濕地塘系統(tǒng)污染阻控效果。通過采用鄧肯單因素分析法,從時間、空間角度分析丹江口庫區(qū)自然、半自然濕地塘系統(tǒng)對面源污染的阻控效果研究;從負(fù)荷平衡角度,研究人工濕地塘系統(tǒng)對面源整體的阻控特征,系統(tǒng)內(nèi)部的阻控特征,阻控特征隨時間的變化,阻控特征與污染凈化效果的關(guān)系等,為以后濕地塘系統(tǒng)對面源阻控效果提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)以肖河小流域為代表的自然濕地塘系統(tǒng)的總體阻控效果不顯著。從空間角度來看濕地塘1號監(jiān)測點的總氮、總磷濃度均值最高;濕地塘2號監(jiān)測點總氮濃度均值最小,氨氮濃度均值最高;自然溝渠監(jiān)測點中,相對于其他溝渠監(jiān)測點,自然溝渠1號監(jiān)測點總磷、高錳酸鹽指數(shù)濃度均值較高;所有監(jiān)測點中,自然濕地總磷濃度均值最低,為0.03 mg/L;流域出口各個污染物濃度均值皆未處于最高狀態(tài)。(2)以張溝小流域為代表的半自然濕地塘系統(tǒng)對部分指標(biāo)具有較好的去除效果。濕地塘系統(tǒng)中,塘2號監(jiān)測點總氮濃度均值最高,為2.85 mg/L,氨氮、高錳酸鹽指數(shù)濃度均值最小,分別為0.32 mg/L、2.89 mg/L,總磷濃度均值隨著水流方向呈現(xiàn)遞減趨勢,即濕地塘1號在總氮去除方面充當(dāng)了“源”的作用,在氨氮、高錳酸鹽指數(shù)去除方面充當(dāng)了“匯”;濕地塘2號在總氮去除方面具有“匯”的作用,對氨氮、高錳酸鹽指數(shù)去除充當(dāng)了“源”;濕地塘系統(tǒng)對磷具有較好的凈化效果。河道中深潭區(qū)總氮、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)濃度均值皆高于河段中其他監(jiān)測點污染物濃度均值,深潭區(qū)總磷濃度均值低于部分監(jiān)測點污染物濃度均值。(3)以余家灣小流域為代表的人工型濕地塘系統(tǒng)對污染徑流凈化阻控效果明顯。濕地塘系統(tǒng)對總氮和氨氮的平均去除率均能夠超過80%,對總磷的整體去除率約在80%,對高錳酸鹽指數(shù)具有接近40%的去除率。濕地塘系統(tǒng)對養(yǎng)豬場廢水具有較好的去除效果,其中總氮和氨氮的出水濃度基本低于2.5 mg/L,優(yōu)于污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)一級A排放限值;總磷排放濃度部分低于1 mg/L,達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級B排放限值;高錳酸鹽指數(shù)出口濃度達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)III類標(biāo)準(zhǔn)。(4)人工濕地塘的面積、植物種類、進(jìn)水口污染物濃度等因素會導(dǎo)致底泥吸附污染物量不同,從而不同人工濕地塘的底泥釋放特點不同。1號塘底泥總氮釋放通量均值最大,為343.37 mg·(m~2·d)~(-1);4號塘底泥氨氮釋放通量均值最大,為12.60 mg·(m~2·d)~(-1);2號塘底泥總磷釋放通量均值最大,為29.71 mg·(m~2·d)~(-1);3號塘底泥高錳酸鹽指數(shù)釋放通量均值最大,為168.16 mg·(m~2·d)~(-1)。1、2號塘底泥吸收對污染物去除占主導(dǎo)因素,3、4號塘植物吸收是污染物去除的主要因素。
【圖文】：

根據(jù)污染負(fù)荷平衡，研究典型濕地塘系統(tǒng)的阻控特征，包括系統(tǒng)整體的阻控特征，系統(tǒng)內(nèi)部的阻控特征，阻控特征隨時間的變化，阻控特征與污染凈化效果的關(guān)系等。3.3 技術(shù)路線采用鄧肯單因素分析法分析肖河小流域不同取水點污染物時空濃度變化特征，體現(xiàn)肖河典型自然濕地塘的污染阻控特征；基于張溝小流域溢流堰污染物濃度時空變化特征和濕地塘系統(tǒng)污染物去除率、取水點污染物濃度時空變化特征的對比，對張溝典型半自然濕地塘阻控特征進(jìn)行研究；通過余家灣流域氣候、流量、濕地塘系統(tǒng)進(jìn)出口污染物濃度時空變化的監(jiān)測和塘底泥室內(nèi)污染物釋放/吸收模擬實驗，研究余家灣人工濕地塘污染負(fù)荷平衡、濕地塘阻控特征。最后，整合 3 個小流域的濕地塘阻控特征，得出丹江口庫區(qū)典型濕地塘阻控特征。具體技術(shù)路線如圖 3-1 所示。

4 典型自然濕地塘系統(tǒng)面源阻控特征研究4.1 材料與方法4.1.1 自然條件概況肖河小流域位于丹江口市浪河鎮(zhèn)（東經(jīng) 111°07 34 ～111°20 23 ，北緯32°18 20 ～32°24 06 ），在漢江南岸，流域內(nèi)的水系從南向北直接匯入丹江口水庫（見圖 4-1）。肖河小流域?qū)俦眮啛釒Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，光照充足，熱量豐富。年日照總時數(shù)一般在 1933 h，年平均氣溫 16 ℃，年積溫（≥10 ℃）4953.5 ℃，極端最低氣溫-12 ℃，，極端最高氣溫 41.5 ℃。無霜期一般為 250 d。風(fēng)力一般 2 級～3 級，風(fēng)向以偏東風(fēng)為多。降雨主要集中在 5～10 月，占全年降雨量的 80 %。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X52

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本文編號：2587974