太湖消浪工程对沉积物再悬浮的抑制效应及其对水体营养结构的影响

摘要

在浅水湖泊生态系统研究中,内源负荷一直受到广泛关注,其主要来源于湖泊沉积物中。因水力扰动引起的沉积物再悬浮是内源释放的主要方式,研究因沉积物再悬浮而引起的内源负荷对了解湖泊生态系统的演化具有极其重要的意义。由于实际条件下环境复杂多变,研究沉积物的再悬浮涉及到风速、风向、湖泊的理化因素和生物因素等各种条件,故进行沉积物再悬浮的野外原位试验并估算沉积物再悬浮引起的营养盐的释放一向是个难题。本研究是定量估算因沉积物再悬浮而引起的湖泊内源释放的初步尝试,并对因抑制沉积物再悬浮而引起的水体氮、磷营养盐浓度的变化进行探讨。
　　试验结果发现,Gasith方法测定沉积物再悬浮速率可良好地应用在太湖；太湖消浪工程对沉积物的再悬浮有良好的抑制作用。作为一个典型的大型浅水湖泊,太湖受到强烈的风生浪作用,从而使大量的沉积物因再悬浮而进入水体。试验期间在无消浪措施的敞水带(E区),沉积物的再悬浮速率为804.49gdw m-2d1-(293.64kg m-2 a-1),受水泥桩消浪带保护的B区其沉积物再悬浮速率为293.27g dw m-2 d-1(107.05kg m-2 a-1),是无消浪措施的敞水带(E区)的36.50%；受水泥桩消浪带和软围隔保护的A区其沉积物再悬浮速率为134.67g dw m-2 d-1(49.15kg m-2 a-1),是无消浪措施的敞水带(E区)的16.75%。随着沉积物的再悬浮,E区每天每平方米进入水体的总氮有1664.29mg,总磷有633.06mg,受消浪工程保护的区域其氮再悬浮速率只有E区的43.33%(B区)和23.57%(A区)；其磷再悬浮速率只有E区的41.27%(B区)和19.51%(A区)。
　　沉积物再悬浮速率直接影响水体悬浮物浓度,因再悬浮而产生的悬浮物占总悬浮物的79.67%到97.23%之间,平均为86.56%：悬浮物浓度与水体总氮、总磷浓度有良好的正相关关系,说明水体悬浮物浓度控制了水体的总氮总磷浓度。故而控制沉积物的再悬浮速率,有利于降低水体的悬浮物浓度,从而降低水体的总氮总磷浓度。悬浮物浓度与总溶解磷浓度呈负线性相关关系,说明悬浮物有吸收或释放水体溶解磷的功能,取决于悬浮物的磷饱和度。

目录

第一章 引言

1．1 我国的湖泊富营养化现状

1．2 湖泊的富营养化与湖泊的内源释放

1．3 沉积物的再悬浮是内源释放的主要方式

1．4 湖泊沉积物悬浮过程的研究进展

1．5 沉积物捕捉器的设计要领及其主要参数

1．6 太湖梅梁湾水源地水质改善技术示范区消浪工程项目简介

1．6．1 示范工程区位置及规模

1．6．2 试验地点简介

1．7 课题研究内容及意义

第二章 材料与方法

2．1 地点和时间设置

2．2 分析方法

第三章 结果与分析

3．1 各区的沉积物总沉降速率和再悬浮速率

3．2 各区各形态磷的变化

3．2．1 总磷(TP)

3．2．2 总溶解磷(TDP)

3．2．3 磷酸盐(PO_4~(3-))

3．3 各区各形态氮的变化

3．3．1 总氮(TN)

3．3．2 总溶解氮(TDN)

3．3．3 氨氮(NH_4~+)、亚硝态氮(NO_2~-)、硝态氮(NO_3~-)和溶解无机氮(DIN)

3．4 藻类生物量的变化

3．5 底泥氮、磷浓度的变化及其释放

3．6 水深和透明度的变化

第四章 讨论

4．1 Gasith方法在此次试验中的适用性

4．1．1 有机含量

4．1．2 采样间隔

4．1．3 沉积物捕捉器的设计

4．2 消浪工程对沉积物再悬浮的抑制作用

4．2．1 对沉积物再悬浮抑制作用的量化

4．2．2 与水生植物对沉积物再悬浮作用抑制作用的比较

4．3 消浪工程对水体营养结构的影响

4．3．1 对氮、磷释放的影响

4．3．2 对水体悬浮物浓度及氮、磷浓度的影响

第五章 结论

参考资料

攻读硕士期间发表论文情况

致谢