香溪河藻类生长分布特征及其影响因素

发布时间：2020-04-23 20:46

【摘要】：三峡水库自蓄水成库以来,各一级支流均暴发了不同程度的水华现象,水华的形成过程、机理及其防控技术受到国内外相关研究机构和学者的广泛关注。本团队基于国内外研究结果,综合运用监测、室内外控制实验和数值模拟,取得以下科学认识:香溪河库湾在3~10月份均可暴发水华,但是汛期水温适宜,营养盐充足,更适宜藻类生长增殖,因此此时支流水华最严重,持续时间最长。香溪河藻类主要有两个来源,一部分来源于水华暴发点藻类的原位生长垂向迁移,一部分来源于水流驱动的水平输移;影响三峡水库支流藻类原位生长的关键因素为水动力条件、水下光热结构和营养盐浓度;分层异重流所带来的雷诺数是影响藻类垂向分布的关键要素;分层异重流所带来的表层流速是影响藻类水平输移的关键要素。本研究聚焦在水华形成过程中藻类生长增殖,水平输移和垂向分布三个过程,在本团队前期研究结果的基础上,现场跟踪监测验证前期的研究结果,针对性的设计现场模拟实验和原位控制实验,从定量的角度探究影响香溪河藻类原位生长、水平输移和垂向分布的因素,确定影响藻类原位生长和垂向分布的关键要素,构建环境要素和水平输移的定量关系式,研究得到的主要结论如下:(1)实验期间,降雨量与藻类原位生长率呈现相反的变化趋势;光照强度与藻类原位生长率呈现相同的变化趋势;微囊藻原位生长率在-0.57d~(-1)~0.65d~(-1)变化,均值为-0.009±0.378d~(-1);小球藻原位生长率在-0.57d~(-1)~0.65d~(-1)变化,均值为0.002±0.328d~(-1);栅藻原位生长率在-0.57d~(-1)~0.65d~(-1)变化,均值为0.005±0.320d~(-1)。三种藻类的生物量变化趋势与真光层深度和光混比变化趋势一致;微囊藻生物量在2.15mg~16.7mg变化,均值为5.58±4.57mg;小球藻生物量在1.62mg~10.9mg变化,均值为3.84±2.83mg;栅藻生物量在2.08mg~9.91mg变化,均值为4.03±2.31mg;实验期间,三种藻的原位生长率与环境因子均存在极显著差异(ANOVA,P0.01);三种藻的生物量与真光层、降雨量和光照强度存在极显著差异性(ANOVA,P0.01),与光混比、水温、气温、PH、电导率、溶解氧、大气压强和相对湿度差异不明显(ANOVA,P0.05);实验期间,光照强度与小球藻原位生长率呈极显著正相关(R~2=0.910,P0.01),与栅藻原位生长率呈显著相关(R~2=0.813,P0.05),与微囊藻原位生长率相关性不明显;降雨量的大小与微囊藻的原位生长率呈极显著负相关(R~2=-0.822,P0.01),与小球藻和栅藻的原位生长率呈显著负相关(R~2=-0.825,P0.05;R~2=-0.862,P0.05);真光层和光混比与三种微藻生物量均呈极显著正相关(P0.01)。(2)香溪河汛期藻类的漂移速率是风速和流速共同作用的结果,风速和流速对藻类的漂移面积影响显著;当风速达到2m/s时无法形成藻斑,藻斑在水体内迅速扩散;实验期间,藻的漂移速率与风速和流速的关系式为:V藻=0.036V风+0.481水流+0.034(R~2=0.972)(3)在水位稳定期,受底部顺坡异重流和中层倒灌异重流影响,藻类主要分布在中上游的中上层;在水位快速上升期,受上游表层顺坡、下游中层倒灌的两种异重流影响,藻类主要分布在上游的中层和中游的中上层;汛期藻类的垂向分布主要受到水动力、水温和光混比等共同作用,而水动力条件的改变对水温、光混比、雷诺数影响较大;雷诺数对藻类的垂向分布影响较大,当Re=0时,藻类在水中分散分布,当Re=1750时,藻类在水中随机分布(可能聚集在一起,也可能分散开来);当Re1750时,藻类在水中聚集分布;当Re35000时,剪应力过大,部分细胞破裂死亡,硅藻取代蓝藻逐渐成为新优势种。
【图文】：

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1）三峡水库香溪河支流典型藻种原位生长及其影响因素基于本团队前期的研究结果，选择香溪河三种典型藻种进行原位培养实验监测三种典型藻种的原位生长率和影响因素，运用数理统计分析方法分析影种藻种原位生长的要素，，研究香溪河典型优势藻类的生长特征及其影响因素2）香溪河支流藻类的水平输移特征及其影响因素基于本团队前期的研究结果，采用原位观测平台，同步观测香溪河支流风流流速、藻类水平漂移速度，结合原位观测平台上水平输移量的控制实验，影响三峡水库藻类水平分布的关键要素，同时构建水文气象参数与藻类水平参数的响应关系，进一步明确藻类的水平输移特征及其影响因素；3）香溪河支流藻类垂向分布特征及其影响因素在前期研究的基础上，跟踪观测藻类垂向分布特征，结合相关生境参数，分响藻类垂向分布的主控因子，针对性的设计室内控制实验，分析主控因子和垂向分布参数的响应关系，进一步明确藻类的垂向分布特征及其影响因素。5.3 技术路线

三峡水库,库湾,香溪河,位置

北工业大学硕士学位论库香溪河流域概况东经 110°25′～111°06′和北纬 30°57′最大的一条支流，干流全长 94km，流域总面夫河、高岚河以及九冲河[50-51]。其在三峡水库西两个源头：东部起源于神农架林区骡马店南的红河，名为西河。古夫河和南阳河在响兴山县，从游家河进入秭归县后又汇集屈平
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X524

【参考文献】