沉水植物对河道水流及水质净化影响规律的耦合研究

摘要

沉水植物在净化修复河流富营养水体方面发挥着重要的功能效应，但也会影响河道水流。本研究通过室内模拟水槽对照试验，以典型沉水植物苦草作为研究对象，将水动力条件变化规律和沉水植物净化水体能力研究相结合，利用ADV测流技术研究苦草对河道水流运动规律的影响，以及在水动力条件下苦草对水体中氮净化效果。通过断面横向流速分布的观测和分析，发现无植物水槽流速分布曲线为“J”型，有植物水槽流速分布较复杂，变化趋势可分为三段：植物生长区内(距底部深度0～15cm)水体流速自底部向上逐渐增大，速度梯度也不断增大;至15cm处速度达到最大值，并且在15cm左右(苦草叶冠处)流速出现拐点;15cm以上流速增大，近水面范围内速度梯度趋近于零，其流速分布曲线总体为“S”型分布。同时，在河流动水条件下，有植物水槽和无植物水槽水体中氮的浓度都有所下降，但植物水槽中TN和NH3-N浓度均低于无植物水槽，特别是在有植物水槽中底层水样中TN浓度较低，说明苦草对流速的阻滞是其去除水体中氮的一个重要因素。