城市景观水体生境改善技术与机理研究

发布时间：2020-06-19 01:28

【摘要】： 生境改善是恢复城市景观水体健康水生态系统的关键,提高水体透明度是水体生境改善的重点和难点,水体透明度也是体现城市水体景观特征的重要水质指标。城市景观水体透明度不高的原因大多是由水体中大量的浮游植物引起的,而营养盐浓度和水体流动状态对水体中浮游植物的种类和浓度有较大影响。本论文依托国家“863”课题“水体底部水平流复氧与生物膜联合生境改善技术”(2006AA06Z343),以提高水体透明度为目标,研究了降低水体中营养盐浓度和改善水体流动状态的技术方法、作用机理及工程应用效果。论文通过对实际景观水体的调查和监测,分析了北京典型景观水体的水质状况与生境特征;将凹凸棒石作为吸附剂用于降低水体中磷的浓度,在小试规模上进行了自配水和实际水的效果研究;采用推流曝气生物膜技术降低水体中的氨氮浓度和改善水体的流动状态,在中试规模上进行了0.5t实际水的多组实验槽效果比较,并对技术在工程上的应用进行了跟踪研究。通过研究得出以下主要结论: (1)什刹海与罗马湖水体中沉水植物较少,总氮浓度均处于劣V类水平,但什刹海前海东岸透明度达70cm,而罗马湖透明度却只有27cm。造成两水体透明度存在较大不同的原因是二者磷浓度存在较大差异,什刹海总磷仅为0.042mg/L,而罗马湖总磷达0.36mg/L。可见,磷的浓度是藻类生长的限制因子,与水体透明度负相关。 (2)柳荫湖和罗马湖的水质均较差,磷的浓度水平均较高,但柳荫湖没有蓝藻水华现象发生,而罗马湖夏季蓝藻水华严重、透明度较低。造成两水体透明度差异的主要原因是水体的深度不同,柳荫湖平均水深仅为0.5m,小于光补偿深度,满足水生植物生长的光合作用条件,沉水植物与挺水植物生长茂盛;而罗马湖水深为1m,大于光补偿深度,沉水植物不能生长。可见,水生植物对景观水体中浮游藻类的生长有抑制作用,水下光照强度是水生植物光合作用的保障,只有在水体深度小于光补偿深度的条件下,才能形成建康的水生态系统,从而改善水体的透明度。 (3)天然蛭石、凹凸棒石的除磷性能较差,酸洗改性对蛭石和凹凸棒石的除磷性能有一定的增强作用,但效果提高不大。蛭石和凹凸棒石通过煅烧改性后吸附磷的效果明显增强,但是蛭石吸附除磷后,溶液pH值有较大升高,而凹凸棒石煅烧改性后溶液pH值升高不大,因此,应优先选用煅烧改性后的凹凸棒石作为除磷吸附剂。凹凸棒石煅烧改性的最佳条件是500℃煅烧2h。 (4)用煅烧改性后的凹凸棒石,对含磷浓度为0.226mg/L、pH值为8.04的清河水样进行除磷试验,投加7g/L煅烧改性的凹凸棒石时,磷的去除率为83.53%,除磷后溶液中磷浓度为0.037mg/L。 (5)在水体中加入生物膜填料,在不采取推流或曝气的措施时,氨氮和COD浓度略有降低。采用推流+生物膜填料技术措施,氨氮浓度与COD浓度大幅度降低,水体透明度由24cm提高到90cm。低有机物浓度条件下,在推流+生物膜填料技术的基础上,增加曝气措施,进一步提高透明度的效果不明显。 (6)推流+生物膜填料技术改变了水体的流态与流速,降低了水体中的氨氮浓度,提高了水体的透明度,其中,氨氮浓度的降低可能是抑制水体中藻类暴发的重要影响因素。 (7)推流+生物膜填料技术的工程应用表明:在低浓度的氮、磷条件下,该技术对透明度的改善效果明显。水深1m、面积10000m~2的水体,治理投资为50万元,每月运行费用为1000元左右。该技术具有效果好、管理简便、运行费用低等特点。综上所述,采用煅烧方式对凹凸棒石进行改性可以有效降低景观水体中的磷,以达到控磷而提高水体透明度的目的;推流+生物膜填料技术可以降低景观水体中氨氮的浓度,改善水体的流态和流速,从而抑制藻类暴发而改善水体的透明度。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X52
【图文】：

浮床,陆生植物,透明度,水体

括浮游藻类)的有效吸附剂，通过微生物的作用和收割植物的方式可以降低水中营养盐浓度，使水体透明度提高。陆生植物含水率低，有一定经济价值。陆生植物浮床改善水体透明度的方法如图1一1所示。图1一1陆生植物浮床改善水体透明度Fig.l一 1Floating一 bedofterrestrialPlantstoimProvethetransPareneyofwaters2、贝类+水花生组合浮床改善水体透明度该方法是将水花生作为浮床植物浮于水面，将贝类挂于水花生框架下面，形成复合净化体系，利用水花生与藻类竞争营养和光照的特点，利用贝类滤食有机碎屑和藻类的特性，从而改善水体透明度。由于水花生生命力强、易扩展，所以在使用时应注意限制在一定范围内使用，以防形成生态灾害。贝类+水花生组合浮床改善水体透明度的方法如图1一2所示。图1一2贝类+水花生组合浮床改善水体透明度Fig.l一2认 /aterPeanutandshellbedimProvingtheeombinationoffloating watertransPalencyl2

公园,树木

采用木排桩、纯草皮护岸等形式。对于湖边坡地平缓，采用了防止水土流失的“块石驳岸”，错落有致的自然风化石堆筑在岸边，石缝之间以莺尾、草坪点缀，尽可能保持其自然湖岸的生态风貌见图2一2。有些地方采用水泥硬质护岸。湖中留春岛，延长了湖岸线，有意识创造湖中分水廊道，增加了水体的生境多样性，形成水边生物恢复技术条件。柳荫湖的护岸型式基本上是自然型、堆石型近生态护岸。岸边绿地地形坡度大，挡土山石较多，是一个非常好的潜在生态边缘带。湖岸周边共栽植各种树木近2万株，已绿化面积达8万mZ。其中栽植了30个品种的以柳为名的树木，有常见的垂柳、旱柳、馒头柳，也有不大常见的龙爪柳、银芽柳、祀柳、怪柳等。湖西岸以柏树和柿树为主，湖北岸，多植松、柏常绿树，铺栽4万mZ大草坪。己初步形成花、草、树木和谐一体的景观植被。水生植物的选择上完全尊重原有的生态模式，湖滨带长有多种荐菜、芦苇等的水生植物185]

【引证文献】