复州河人工湿地水质净化效果影响因素分析

摘要

在经济社会高速发展、人口增长以及生活质量持续提高的状况下，水资源的污染呈现出日趋严重的趋势。作为水资源的重要组成之一，河流面临的环境生态压力十分巨大，正如许多科学家的预言，如若水环境得不到重视，人类将会失去赖以生存的环境。并且生活污水的肆意倾倒、未达标甚至未处理的工业废水的排放、农村畜牧养殖业以及农药化肥等面源污染等问题都直接或间接的加剧了河流水体的污染。 复州河作为大连市瓦房店市区及周边村镇的重要生活及农业用水水源地之一，水质安全状况是政府及居民十分关注的问题。为了恢复水环境的生态功能以及保证居民的饮用水安全，大连市采取了一系列措施改善水体污染问题，其中包括了人工湿地等技术的探索与尝试工作。本文以复州河蔡房身大桥处的人工湿地试验场为基础，采集实验场监测点处水体水样，通过现场采样分析固体悬浮物、化学需氧量、五日生化需氧量、总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、等指标进行检测，并对经过检测得到的4年水质数据进行分析，主要工作内容为： 首先，利用ArcGIS的空间分析功能对总氮、硝态氮、氨氮和溶解氧的检测数据进行可视化显示，根据颜色的不同可以得出以上水质指标数据在湿地内部的分布情况，并分析总氮、硝态氮、氨氮与溶解氧浓度的相关性，得出湿地后半部分溶解氧不足，根据需要可以在第二行及第三行中间加入增氧措施提高供氧量，从而提高湿地后半部分的水质净化能力。 其次，对湿地净化效果的影响因素做出分析：分析入口污染物浓度不同、植物不同、基质不同对湿地净化效果的影响，发现在一定浓度范围内，湿地对水质指标的去除率随污染物浓度的增大而增大，并且黄菖蒲和碎石分别相较于芦苇和卵石有更好的净化效果。并利用MATLAB的BP神经网络模型工具箱对水质数据进行预测，预测当湿地出口处总氮和氨氮达到地表水环境质量标准规定的Ⅲ类水标准时，湿地入口处总氮、氨氮、五日生化需氧量、总磷的浓度值，为政府及环保部门制定工厂污水排放标准的工作提供参考。 最后，分析人工湿地在经过人工管理的三年中，净化效果受季节因素影响的趋势，并对采取植物收割措施与未采取措施的湿地的去除率进行分析，得出植物收割对湿地的去除率有积极作用。同时分析人工湿地在未经过人工管理的自然状态下的净化效果，为中试试验的人工湿地的后续处理提供数据支撑。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2研究意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 国外研究进展

1.2.2国内研究进展

1.3 研究内容和技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

2 人工湿地水质指标数据可视化分析

2.1 复州河人工湿地概况

2.1.1水文气象及社会经济状况

2.1.2 水环境状况

2.1.3人工湿地地理位置

2.1.4 人工湿地主体

2.1.5 生态池概况

2.2 人工湿地水质数据可视化分析研究

2.2.1可视化基础及数据来源

2.2.2 数据可视化

2.2.3 湿地DO分布与脱氮效果分析

2.3 本章小结

3 人工湿地净化效果的影响因素及水质预测

3.1 污水浓度对人工湿地净化效果的影响

3.1.1人工湿地入口TN浓度不同时净化效果研究

3.1.2 人工湿地入口TP浓度不同时净化效果研究

3.1.3 人工湿地入口NH4+-N浓度不同时净化效果研究

3.2 植物对人工湿地净化效果的影响

3.2.1芦苇和黄菖蒲对TN的净化效果研究

3.2.2 芦苇和黄菖蒲对TP的净化效果研究

3.2.3 芦苇和黄菖蒲对NH4+-N的净化效果研究

3.2.4 芦苇和黄菖蒲对BOD5的净化效果研究

3.2.5 芦苇和黄菖蒲对COD的净化效果研究

3.2.6 芦苇和黄菖蒲净化效果的稳定性

3.3 基质对人工湿地净化效果的影响

3.3.1碎石和卵石对TN的净化效果研究

3.3.2 碎石和卵石对TP的净化效果研究

3.3.3 碎石和卵石对NH4+-N的净化效果研究

3.3.4 碎石和卵石对BOD5的净化效果研究

3.3.5碎石和卵石对COD的净化效果研究

3.3.6 碎石和卵石净化效果的稳定性研究

3.4 基于MATLAB的BP神经网络模型预测水质

3.4.1 BP神经网络模型概述

3.4.2 BP神经网络模型预测水质

3.5 本章小结

4 人工湿地水质指标净化效果的季节变化及后期自然净化效果

4.1 人工湿地水质指标净化效果的季节变化

4.1.1人工湿地DO浓度的季节性分析

4.1.2 TN的净化效果的季节性分析

4.1.3 NH4+-N的净化效果季节性分析

4.1.4 NO3-N的净化效果季节性分析

4.1.5 TP的净化效果分析

4.2 湿地系统对氮磷污染物的去除量分析

4.3 人工湿地在自然状态下的净化效果

4.3.1 人工湿地的人工管理措施

4.3.2植物收割对净化效果的影响

4.3.3人工湿地在自然状态下的净化效果

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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