水体透明度模型及其在沉水植物恢复中的应用研究

发布时间：2020-07-17 13:23

【摘要】：研究表明，恢复沉水植物群落的最基本的要求之一就是提高水体的透明度。当水体透明度很低，水下光场条件无法满足水生植物生长时，水生植物光合作用将受阻而导致不能成活。故研究水体透明度特征，探求影响透明度的主导因子和有效改善措施、研究透明度在水体中复杂的变化机制、透明度影响沉水植物生长的机理和定量关系，是进行水生态修复的基础和前提，能够为水生植物恢复及水生生态修复提供重要的理论依据和技术支撑。本文以内江为研究对象，围绕透明度展开了以下几方面的研究： 1．在实验室研究沉水植物与环境因子的相互影响。一方面，研究了沉水植物对悬浮泥沙吸附促淤效果及对水质的净化能力；根据实验结果，得出沉水植物影响悬浮泥沙、净化水质的定量参数；另一方面，通过实验研究不同透明度下沉水植物的生长规律，根据实验结果，建立透明度与水生植物生长参数的定量关系。实验为透明度模型参数的确定提供了技术数据。 2．通过现场监测资料分析，确定影响内江透明度的主要因子为悬浮泥沙、可溶性有机物及浮游藻类，并建立了透明度与含沙量、COD_(Mn)及叶绿素a的多元回归方程。考虑到悬浮泥沙、可溶性有机物及浮游藻类在水体中输运变化规律的复杂性，在分析内江水文特征、泥沙运动特性及水质变化的基础上，分别建立了内江悬沙模型、水质模型及富营养化模型对3个影响因子进行模拟。最后，将悬沙、水质、富营养化模型相耦合，建立内江透明度模型。 3．从自然恢复的理念出发，以沉水植物光补偿深度为判断条件，研究沉水植物在内江恢复的可行性。光补偿深度与光衰减系数及水生植物的光合特性有关，而光衰减系数又与水体透明度有关。本文应用透明度模型计算了工程调度后内江的透明度分布，根据实验得出的透明度与光衰减系数的定量关系，研究了沉水植物光补偿深度在内江的分布规律，通过实际水深与光补偿深度的比较，预测出生境改变后有可能在内江恢复的沉水植物区域。最后，对内江沉水植物恢复后的生态效应进行评估。
【学位授予单位】：河海大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X52
【图文】：

内江,淤积分布,引航道

多可海大攀娜口卜攀位公仑丈根据两次地形测量结果，得到的2004一2005一年的内江淤积厚度分布见图3.9。图3.9内江2004一2005年淤积分布由图3.9可知，内江年淤积厚度空间差异较大，以引航道北岸带的淤积最为严重，年淤积厚度超过了50cm，究其原因，主要是因为引航道北岸带河床较高、水流较缓，高含沙量的长江来水流经北岸带时，水流挟沙力减小，泥沙在输移过程中很快淤积下来。而引航道中汉及南岸带流速相对较大，泥沙不易产生淤积，年淤积厚度为10cm一30cm。水经引航道流入内江后，由于水面开阔，流速减缓，引航道中挟带的高浓度泥沙大部分在这里产生淤积，因此，靠着引航道出口处的一段区域内淤积厚度也较大，达到了40cm一50cm，此后，泥沙在随水流的输运过程中进一步沉降淤积，内江中乱处的年淤积厚度为20cm一30cm。对于内江3处较大的浅滩

照片,物理模型,模拟技术

布=3456000模型范围上自引航道，包括长Zknl、宽250m的长江半江河道，下至焦南闸，模拟范围为长gmk，宽3.skxn，模型长度为55m，宽度为20m(模型照片如图3.17所示)。模型的设计和制作根据交通部((海岸与河口潮流泥沙模拟技术规程(JT/JT233一98)》及《内河航道与港口水流泥沙模拟技术规程(JTJ汀232一98)》的要求。图3.17物理模型制作

跟踪式,水位仪,控制口

长江半江下游、和焦南坝出口安装口门控制装置，水位数据可以实时传入控制系统，系统根据接收到的水位信息变化情况可以对口门进行升降操作，口门的升降影响并控制水位及水流的流向，完成对潮汐的模拟。数码跟踪式水位仪及控制口门如图3.18所示。图3.18控制口门及数码跟踪式水位仪该控制系统己应用于多个潮流模型试验，实践表明:该系统性能稳定可靠，试验重复性好，成果精度高，水位误差一般在0.srn上n以内，能较正确地复演水流的运动。本次模型试验采用这套控制系统，为试验研究提供可靠的保证。72

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