苦溪河流域水环境现状及生态补水研究

发布时间：2017-12-24 19:35

  本文关键词：苦溪河流域水环境现状及生态补水研究　出处：《重庆交通大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 苦溪河 水环境质量评价 主成分分析法 水环境容量 生态需水量

【摘要】：城市河流与城市的产生、发展密切相关,是城市生态系统的重要组成部分。近年来快速的城市化使河流生态系统受到严重干扰,生态系统结构遭到破坏,表现为城市河流污染严重、河流生态环境用水短缺等。因此,研究城市河流生态修复与重建对城市水系统的和谐运作、城市的可持续发展和满足人们的生活需求意义重大。苦溪河是重庆市江南新城的活力和地标所在,同时作为长江一级支流,其水质好坏对长江水体的影响也比较明显,因此对苦溪河流域水环境现状及流域生态补水进行研究具有重要的意义。本课题通过对苦溪河常规监测断面数据的收集和自选监测断面的采样分析,对苦溪河水环境现状进行研究;根据水环境现状确定了生态补水的流域修复方案,提出了基于污水资源化利用的生态补水方式;以水资源极限开发为依据,确定了生态补水水量,从污水再利用角度对尾水水质特征和苦溪河现有生态处理系统处理潜能进行了分析研究,并通过计算苦溪河现状水环境容量,确定了苦溪河生态补水模式,结合一维水质模型对苦溪河补水效果进行评价分析。研究结果表明:(1)现有排水管网不完善导致部分污水直接排入苦溪河,且流域内排污口较多,排污口处水质较差;采用综合污染指数法对苦溪河进行水环境质量评价,评价结果认为苦溪河水质总体处于中轻度污染,且综合污染指数呈下降趋势,年内枯水期污染程度较丰水期严重;采用主成分分析法与综合污染指数法相结合借助于SPSS软件对影响苦溪河流域水质的主要指标进行了二次评价,筛选出BOD5、NH_3-N、TP、粪大肠杆菌群、阴离子表面活性剂等五项指标为主要影响因子,其综合污染指数呈上升趋势,且年内波动比较明显。(2)采用综合分析法对苦溪河选取的11个监测断面(S1-1,S1-2,S2-1,S2-2,S3-1,S4-1,S4-2,S5-1,S5-2,S6-1,S7-1)进行空间污染特性分析,综合污染指数在空间上呈先增大后减少的趋势,即支流汇入前河道下游污染程度整体高于上游,汇入后污染程度下降,经生态处理设施污染指数有明显下降过程。由于断面S2-2、S5-1、S5-2和S6-1有污染源进入,导致其断面污染负荷比较大,分别为0.12、0.14、0.14和0.12,水质污染情况较严重。(3)根据苦溪河最小生态基流原则,计算出苦溪河的生态需水总量为2299万m~3/a,其中河道外基本生态需水量为474万m~3/a,河道内基本生态需水量为584万m~3/a,输沙需水量66万m~3/a,城市河湖用水765万m~3/a,水体污染稀释用水量41万m~3/a,生态需水量占多年平均径流量的65.82%。(4)通过对茶园污水厂尾水水质情况进行分析,茶园污水厂出水均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标,其尾水中的TP、BOD5、TN等指标超过了《地表水环境质量标准》V类水限值。通过对河道内现有生态处理设施处理潜能的分析,认为现状湿地对补水水源中的COD、BOD5具有一定的处理效果,去除率分别为3.6%和20%,但对TP、NH_3-N的去除效果不明显。研究结果表明,若利用河道内现有湿地对污水厂尾水进行深度处理,则需对其重建并加强维护管理,以保证其处理效果。(5)采用完全混合法进行水环境容量计算,选取CODMn、BOD5、NH_3-N、TP等4项污染物指标,得到水环境容量分别为184.56、176.32、7.95、2.54 t/a,经环境容量复核分析尾水具备作为苦溪河生态补水水源的潜力。(6)以地表水极限开发限度为依据确定了苦溪河流域需要的生态补水量为902万m~3/a,采用茶园污水厂尾水对苦溪河流域枯水期(每年10月至次年4月)进行生态补水。结合零维及一维水质模型对NH_3-N、TP、BOD5进行补水效果分析,得到研究段内尾水补水后断面S1-1的NH_3-N、TP和BOD5的浓度较未补水前断面污染物浓度先有明显上升趋势;而S7-1监测断面补水后NH_3-N、TP、BOD5的浓度较未补水前断面污染物有明显下降趋势,分别下降了36.8%、9.1%和43.5%。水质模型模拟分析结果显示,研究段内生态补水后各断面水质均满足地表水V类标准。同时对沿岸完全截污后补水效果进行了模拟,结果显示较截污前补水NH_3-N、TP和BOD5浓度分别降低了25%、15%和27.4%,补水效果得到进一步提升。但从预防水体富营化角度分析,宜对尾水中氮磷营养物进行深度处理再进行生态补水。本研究将为污水资源化利用和流域生态补水提供一定的参考价值,对污水厂尾水作为生态补水水源做了初步的研究,以期将污水资源化利用与河流水生态功能修复结合起来,研究成果具有重要的理论意义和实际应用价值。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X143;X522

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本文编号：1329709