藍藻水華是湖泊富營養(yǎng)化過程中較為嚴重的生態(tài)問題。太湖、巢湖、滇池等“三湖”的高強度藍藻水華成為我國湖泊污染治理的標志性生態(tài)問題,而太湖的藍藻水華還會大量堆積腐爛,引發(fā)“湖泛”生態(tài)災害,并在2007年5月因“湖泛”災害引發(fā)了無錫市飲用水危機事件,使得導流、清淤、打撈等藍藻水華治理的工程措施和湖泛巡查、監(jiān)測預警等成為太湖藍藻水華控制工程中的重點內容。然而,藍藻水華漂浮水面,隨風堆積,給藍藻水華控制工程帶來的較大挑戰(zhàn);藍藻水華局部沉積,又給湖泛發(fā)生帶來的新的風險。為此,迫切需要摸清藍藻水華的空間變化規(guī)律,提高“控藻工程”的效率,防治控制工程的次生災害。本研究依托水體污染控制與治理國家重大科技專項“梅梁灣藍藻水華控制與藻源性有機物處置技術集成與工程示范”課題(2017ZX07203-001),采用湖體藍藻水華相關指標的高密度、多水層野外調查與表層湖流的GPS粒子漂移追蹤相結合,研究分析了風場作用下大型淺水湖泊藍藻水華及其相關水質指標的時空分布特征與變化規(guī)律;通過對飽受藍藻水華影響的梅梁灣連通城市河道梁溪河藍藻水華物質及其相關水質指標進行逐日高頻采樣監(jiān)測,分析了湖泊藍藻水華對連通河道水質的影響規(guī)律,提出了優(yōu)化河道水質的調水管理策略;并開展了太湖典型藍藻打撈點、藻水分離站附近水域水質、底質、藻情的調查研究,評估了藍藻打撈控制工程對附近水體誘發(fā)湖泛的風險�；谏鲜鲅芯�,得到如下結果:1、大型淺水湖泊中的藍藻水華空間分布堆積受風場的影響極大:梅梁灣表層湖流對同步風場變化響應迅速,湖流方向與風向有較高匹配度,當平均風速為1.9 m·s~(-1)、2.3 m·s~(-1)時,用粒子平均漂移速度表征出表層流速分別為3.0 cm·s~(-1)和5.0 cm·s~(-1);在風場作用下淺水湖泊水體中藍藻水華物質空間格局及動態(tài)變化有較大的影響,顆粒物營養(yǎng)鹽與藍藻水華變化的一致性高,溶解態(tài)營養(yǎng)鹽與藍藻水華物質空間格局的一致性較差。2、沿岸藍藻水華物質打撈對大型湖泊藍藻水華的抑制作用有限:依據(jù)高密度布點調查估算,僅表層20 cm,梅梁灣水域的藍藻干物質賦存量約396t,平均每日打撈量僅占當日湖灣表層賦存量的8.8%;夏季3個月梅梁灣排入梁溪河的藍藻水華顆粒物總量可達9733 t,與無錫市全年打撈藻泥量相當;以目前打撈能力只能去除少量漂浮在表層的藍藻顆粒;對湖體藍藻水華賦存量的清除能力有限,藍藻水華物質打撈的定位應該是藍藻聚集時的原位應急控制方法。3、藍藻水華發(fā)生湖區(qū)對連通河道水華和水質影響巨大:由湖泊進入連通河道的水華顆粒物通量日變化很大,夏季調查期間進入梁溪河的藻顆粒通量介于75~496 t·d~(-1),平均值為105 t·d~(-1)。通量大小主要受水文氣象條件控制,水量、溫度和風向是最主要的影響因素;攜帶大量藍藻水華顆粒物的湖水進入河道后,在顯著改善城市河道水體溶解氧、氨氮等指標的同時,也顯著增加了河道顆粒態(tài)氮、磷等營養(yǎng)鹽含量,對溶解態(tài)氮磷影響較小;空間上,因藍藻顆粒帶來的氮磷濃度隨離湖距離的增加而下降,水體葉綠素濃度也迅速下降;河湖連通過程盡管能有效緩解湖泊的湖泛災害,解決城市河道黑臭的問題,但是對河道的營養(yǎng)鹽等指標會產生較大影響。4、湖濱帶河口區(qū)的藍藻水華打撈作業(yè)及藻水分離站運行增加該區(qū)域湖泛災害風險:打撈點大量的藍藻水華聚集致使表層水體氮磷營養(yǎng)鹽濃度增高,影響水質達標,未完全打撈的藍藻顆粒在秋冬季節(jié)大量下沉至表層底泥休眠,導致表層沉積物氮磷營養(yǎng)鹽及有機負荷增加,為湖泛的發(fā)生提供了充足的內源供應潛力,在打撈不及時的情況下存在較大湖泛發(fā)生的風險�；谏鲜鲅芯课覀兘ㄗh:(1)科學定位湖泊藍藻水華打撈的作用,藍藻水華打撈主要用于濱岸帶過度堆積水華的湖泛災害防控;(2)科學管理藍藻水華湖泊連通河道的泵站運行,根據(jù)湖泊水華防控或河道水質達標等不同目的,在不同的風場、藻情背景下實施水力交換通量動態(tài)調整;(3)加強對湖泛打撈點、藻水分離站附近水域的底泥和水質管控,避免控制工程引發(fā)新的湖泛風險和水質問題。本研究成果為具有我國水污染控制實踐特色的湖泛預警和藍藻水華災害控制提供了科學依據(jù)。
【學位單位】：西華師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X524
【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號對照表
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 湖泊藍藻水華和湖泛發(fā)生機制與危害
        1.2.1 藍藻水華形成機理
        1.2.2 湖泛形成機理
        1.2.3 藍藻水華和湖泛的危害
    1.3 太湖藍藻水華問題及控制對策
        1.3.1 太湖概況
        1.3.2 太湖富營養(yǎng)化問題
        1.3.3 太湖富營養(yǎng)化控制措施及對策
    1.4 選題依據(jù)及意義
        1.4.1 太湖富營養(yǎng)化面臨的挑戰(zhàn)
        1.4.2 太湖控藻工程存在的問題
    1.5 研究內容與目的
第2章 風場對梅梁灣藍藻水華及營養(yǎng)鹽空間分布的影響
    2.1 材料與方法
        2.1.1 研究區(qū)域概況
        2.1.2 采樣及實驗方法
        2.1.3 數(shù)據(jù)處理方法
    2.2 結果與分析
        2.2.1 表層流方向及速度的表征
        2.2.2 葉綠素a及營養(yǎng)鹽空間分層分布
    2.3 討論
        2.3.1 風場對漂浮藍藻水華物質空間格局的影響
        2.3.2 風場作用下藍藻水華物質遷移對水質的影響
        2.3.3 風場變化對連通河道配水工程的水質的影響
        2.3.4 梅梁灣藍藻賦存量估算及其對藍藻水華打撈的指示意義
    2.4 本章小結
第3章 梅梁灣藍藻水華對連通河道梁溪河水質的影響
    3.1 材料與方法
        3.1.1 監(jiān)測方案
        3.1.2 水質分析方法
        3.1.3 河道水華藻顆粒物質通量測定與估算
        3.1.4 水文氣象數(shù)據(jù)來源及處理
    3.2 結果與分析
        3.2.1 梁溪河水質的逐日變化
        3.2.2 梁溪河水體藻顆粒及水質的空間變化
        3.2.3 梁溪河交換藻通量的估算
    3.3 討論
        3.3.1 高藻湖水入河對河道溶解氧的影響
        3.3.2 高藻湖水入河對河道營養(yǎng)鹽的影響
        3.3.3 影響藻顆粒通量的因素
        3.3.4 基于藻情考慮的調水方案優(yōu)化分析
    3.4 本章小結
第4章 藍藻堆積點對周圍水域水質及沉積物的影響
    4.1 材料與方法
        4.1.1 研究區(qū)域概況
        4.1.2 樣品采集及實驗方法
        4.1.3 數(shù)據(jù)處理方法
    4.2 結果與分析
        4.2.1 各打撈點水質基本理化因子性質
        4.2.2 水體及沉積物指標隨距離打撈點遠近的變化
    4.3 討論
        4.3.1 打撈點藍藻水華對表層水及沉積物的污染
        4.3.2 藍藻打撈點湖泛發(fā)生潛力與風險
        4.3.3 對打撈點水質安全管理的建議
    4.4 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 主要研究結論
    5.2 不足與展望
參考文獻
致謝
在學期間的科研情況

【參考文獻】

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