【摘要】：洞庭湖區(qū)對于保障全國糧食安全具有重要地位,其垸內密布的溝渠發(fā)揮了灌溉農田和抗旱排澇的重要作用。然而,由于當?shù)鼐用裆a生活活動日益頻繁,近年來湖區(qū)垸內出現(xiàn)了嚴重的溝渠淤積問題。2016年起湖南省水利行政主管部門集中組織實施以溝渠斷流干挖法為主導的洞庭湖區(qū)溝渠清淤工程行動。這種清淤方式會對溝渠水環(huán)境要素造成根本性改變,可能極大地影響垸內溝渠的水環(huán)境質量及水質因子的遷移狀況。基于湖南水利重大科技專項支持,本論文選取典型區(qū)域——南縣南漢垸為研究對象,采用現(xiàn)場調研、實地采樣監(jiān)測分析和模型模擬預測等方法,明確了垸內主要污染源和溝渠水環(huán)境質量現(xiàn)狀,考察了溝渠清淤對地表水質、典型溝渠水環(huán)境容量和水體富營養(yǎng)化指標的影響,分析了清淤與溝渠內沉積物氮的含量與形態(tài)及其遷移規(guī)律的相關關系。主要結論如下:(1)南漢垸內溝渠水環(huán)境要素主要包括地表水水質、沉積物、水生植物、河床河岸及岸邊植被等,一般支渠河寬3～5 m、河深1～1.5 m,干渠河寬5～10 m、河深2～4 m,無河道坡降,除行洪排澇和引水灌溉以外流速較小,易滋生雜草和底泥淤積,極易受居民生產生活活動等影響,水環(huán)境質量總體較差�，F(xiàn)狀調查顯示,南漢垸內有52%的溝渠已經(jīng)嚴重滋生水葫蘆或藻類,92%的溝渠存在河道水草叢生和嚴重淤積問題,當?shù)鼐用褚孕笄蒺B(yǎng)殖、水產養(yǎng)殖、農業(yè)種植為主的生產活動和以棄置垃圾和排污為主的生活活動嚴重地影響了垸內溝渠的水環(huán)境質量。(2)南漢垸內地表水質以劣V類為主,水體呈中重度富營養(yǎng)化水平,受養(yǎng)殖和排污等居民活動影響的溝渠河段水質處于重度富營養(yǎng)化水平。清淤工程提高了溝渠水環(huán)境質量,使溝渠地表水質迅速升高至地表水環(huán)境質量標準III類水域水平,但是隨著時間推移延長,總氮(TN)、溶解性總氮(TSN)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、葉綠素a(Chla)、總磷(TP)、硝氮(N03--N)、氨氮(NH4+-N)逐漸升高,溶解氧(DO)、透明度(SD)逐漸降低。經(jīng)模型計算,清淤可以顯著提高溝渠地表水體的水環(huán)境容量水平,其中CODMm由 13.99t/m(t/m:噸/月)升高到 38.89 t/m,TN 由 2.76 t/m 升高到 7.73 t/m,TP 由 0.55 t/m 升高到 1.47 t/m。(3)南漢垸內溝渠沉積物TN平均含量為1036.4 mg/kg,各形態(tài)氮的含量大小依次為:酸解態(tài)氮(59.05%)殘渣態(tài)氮(21.46%)可交換態(tài)氮(19.08%)游離態(tài)氮(0.41%)。養(yǎng)殖和排污等居民活動可以提升沉積物總氮含量到1457.8 mg/kg。清淤降低了溝渠沉積物氮含量,降低了氮的擴散,使沉積物總氮含量降低到342.6 mg/kg,降低了沉積物間隙水中NH4+-N和NO3--N的擴散通量。基于水環(huán)境容量、富營養(yǎng)化水平、沉積物總氮及各形態(tài)氮的研究成果,清淤工程大幅改善了溝渠連通性、地表水環(huán)境質量及沉積物氮污染量,不改變污染源及邊界條件的情況下,清淤完成后約10年溝渠問題再次突出,預示應開啟新的清淤工程。
【圖文】：

垸內人口密集，農業(yè)開發(fā)強度高，居民活動頻繁，溝渠通過電排與外河相連通，在逡逑當?shù)剞r田灌溉、防洪排澇及養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)方面發(fā)揮著重要的作用，并且垸內溝渠的水逡逑資源狀況與洞庭湖的水環(huán)境狀況密不可分，南漢垸區(qū)域圖見圖１．１。逡逑南縣南汊境逡逑？？七邐Ｖ．．邋．＊＇＇爻邋’邋ｄ邋：丨、…逡逑圖ｌ．ｉ南縣南漢垸區(qū)域圖逡逑然而，目前垸內溝渠由于年代久遠，建設標準低，加之長期缺少資金投入，使得大逡逑量溝渠淤塞嚴重、斷頭較多、水質污染嚴重等水環(huán)境問題日益突出，成為制約洞庭湖區(qū)逡逑河湖連通建設的巨大障礙？。其中絕大部分渠道自上世紀八十年代中期以來，一直未進逡逑行過清淤，溝渠邊坡坍塌嚴重，設備、設施陳舊老化，，甚至已報廢，無法滿足排澇工程逡逑的需求，亟需通過對溝渠進行清淤整治。逡逑５逡逑

１．５研究內容與思路逡逑本次研宄針對洞庭湖南縣南漢垸內溝渠，結合其清淤過程，研究清淤與水環(huán)境的關逡逑系及清淤對沉積物氮形態(tài)的影響，研宄內容及思路見圖１．３。通過此次研宄進一步說明逡逑清淤工程的實際意義為工程提供理論支持。逡逑現(xiàn)場調研逡逑水環(huán)境現(xiàn)狀逡逑農畜養(yǎng)殖逡逑資：夂集生活排污邐匕＞邋取樣分析邐水環(huán)境質量現(xiàn)狀逡逑水文水系邐Ｌ采樣點布設Ｊ邋＂邋水樣逡逑Ｚ邐一、、沉積物總氮含量逡逑地形地貌邐Ｏ邐沉積物’ 逡逑社會經(jīng)濟邐二—￣ＴＴＴ７７￣＇邋＼邐沉積物氮形逡逑杜邋Ｏ南漢土元內溝渠１＾邋恐燙笆？邐態(tài)賦存特征逡逑ｆ清淤工程．逡逑水質因子變
【學位授予單位】：長沙理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TV851;X52

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本文編號：2597844