本站小編為你精心準備了人工調控措施對玄武湖水質的作用參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《南京信息工程大學學報》2018年第1期

摘要：對玄武湖實施清淤引水、藻華治理、種群恢復等措施前后的水體數據進行分析，結果表明:清淤引水工程可短時間內降低沉積物中污染物濃度，緩解水體富營養化程度，但從長期效果分析，水體中的營養鹽含量并未顯著改善．藻華治理能在短期內有效抑制水體中的藍藻水華，治理后水體各項指標均有提升，水生植物種群得以恢復，是短期改善水體水質的有效方式．在種群恢復階段與往年相比，水體各項指標均有所改善，持續時間更長，是一種理想的湖泊治理方法．

關鍵詞：清淤引水;藻華治理;種群恢復;溶解氧;生態修復

0引言

南京玄武湖屬城市小型淺水湖泊，在20世紀80年代末，玄武湖水質就已達富營養化程度．1996—1998年之間依次實施了污水截流與污水整治工程、清淤疏浚工程、生態工程等手段治理玄武湖水環境［1］．2005年7月，南京玄武湖首次發生大面積以微囊藻(Microcystis)為主要優勢種群的藍藻水華［2］，9月對玄武湖進行應急治理．2005年11月，隨著藍藻被控制，在玄武湖解放門和櫻洲西側湖邊淺水區零星出現菹草(Potamogetoncrispus)，2006年3月以后，隨氣溫回升，菹草迅速生長并在較短時間內蔓延至全湖［3］．2006年3月下旬由于菹草過度拓殖，開始對玄武湖菹草進行人工收割，4月開始對植株進行全面收割，種群迅速萎縮．以上這一系列措施會對玄武湖水質產生什么樣的影響?本文擬結合南京玄武湖監測資料，分析清淤引水、藻華治理、種群恢復3種措施對水體的影響，為湖泊富營養化治理提供一些理論依據．

1材料與方法

1.1問題背景

1.1.1清淤工程

1998年1月，玄武湖正式開始疏挖，平均去除30cm表層淤泥，完成了3.3km2的清淤任務，清除淤泥量達75.48萬m3，按測定的淤積速率0.3～0.7mm/a計算，相當于已清除了40～100a來形成的淤積物，除最小的西南湖為試驗進口的吸泥船而帶水清淤外，其余兩湖區均將湖水抽干，采用的是15～22kW立式泥漿泵和17kW高壓水槍組成的水力挖塘機組群(30套)，每套機組每天可清淤3～400m3泥漿，質量分數30%左右，清淤期間，沿途污水停止輸入湖內［1］．西北湖于1998年3月7日完工放水;東南湖于4月底完工，1998年10月下旬起抽用經沉淀后的長江水沖換，換水周期約70d［2］．

1.1.2藻華治理

2005年7月，南京玄武湖爆發了大面積藍藻水華，9月開始采用以改性黏土法為主的治理方式對玄武湖進行應急治理，9月20開始對北湖區進行了治理，9月30日，應用于東南湖的治理，10月16日應用于西南湖，10月31日結束．治理期間共使用改性黏土約300t，湖面噴灑黏土達106.0g/m2［3］．

1.1.3種群自然恢復

2005年11月，菹草主要零星分布在玄武湖湖邊的淺水區自然萌發并生長，菹草平均密度:3～5株/m2，株高約3～10cm．自2005年底至2006年2月，仍以湖邊淺水區為主，密度達30株(分枝)/m2左右，株高約30～70cm，到2月底，局部地區菹草超過100cm，到達水面;3月后，隨氣溫回升，菹草迅速生長并在較短的時間內蔓延至全湖［4］．2006年4月，由于菹草過度拓殖，南京市從內蒙古包頭市購置了2臺水草收割機，開始人工收割，割除離水面20～30cm的植株頂部，到4月中旬開始對植株進行全面收割．所以11月為種群恢復前階段，12月至次年2月為零星生長階段，2—4月上旬為拓殖階段，4月中下旬為收割階段．自此之后，菹草種群在每年均會在玄武湖出現，并持續生長至次年夏季，部分年份因菹草過度拓殖，甚至進行了人工收割．

1.2水質監測

在玄武湖的東南湖、西南湖、北湖區(按方位分為西北湖和東北湖)分別設代表性的點位，記為1#、2#、3#、4#、5#(如圖1)，計算并分析其平均值，平均每月采集3次水樣，現場測定SD(透明度)、溶解氧(DO)、水溫、pH等指標，并取表層水體5cm的水樣，帶回實驗室經預處理后由Skalar水質流動分析儀(荷蘭)測定水體TN、TP等指標［5］．高錳酸鹽指數(CODMn)采用高錳酸鉀酸性法［5］滴定測得，BOD5用江蘇省電分析儀器廠生產的880型數字式BOD5儀測定．

1.3數據分析

所有數據均用Excel軟件進行統計分析及圖表制作．

2結果與分析

2.1清淤引水工程對水質的影響

由圖2a可見，玄武湖經清淤疏浚工程治理，SD得到提高，治理前1995—1997年SD一直處于下降趨勢，1997年到達最低點，僅為24.2cm，工程實施當年較之前開始顯著回升，達28.6cm，較1997年升高18.2%，之后兩年SD處于上升趨勢，2000年達到的37.4cm，但于2002年降至26.8cm，低于工程實施的1998年．由圖2b可見，進行清淤疏浚治理前，水體TN年平均值為3.9～5.3mg/L，1996年達到最高點，為5.3mg/L，在治理當年TN含量下降至4.26mg/L，1999年下降至歷年最低，僅2.5mg/L，但于2000年，TN含量又躍升至4.9mg/L．工程實施前水體TP含量均大于0.3mg/L，清淤疏浚工程的當年，水體中的TP含量較前未顯著降低，治理后的1999年，TP含量有所降低，但于2000年又恢復至治理前水平．由圖2c可見，水體Chla含量1997年達最高，經治理后第二年達最低，較1997年降低52.6%，2000年又有所升高，且超過1998年含量．

2.2藻華治理階段水質

由圖3a可見，水體經應急治理，DO含量升高，治理前平均DO含量為7.67mg/L，最低日僅6.14mg/L，治理中平均DO含量升至8.73mg/L，最高日達為11.00mg/L，經應急治理后升至9.52mg/L，治理中和治理后分別較治理前提高了13.8%、24.1%，但差異不顯著(P＞0.05)．平均SD得到改善，治理前SD平均為20cm，其中最低僅10cm，治理中升至41cm，治理后為56cm，最高達67cm，治理中、治理后分別較治理前提高了103.0%、179.5%，治理中較治理前改善不顯著(P＞0.05)，治理后改善顯著(P＜0.05)．由圖3b可見，平均TN含量呈下降趨勢，治理前平均TN含量為4.59mg/L，最高達7.07mg/L，治理中降為1.59mg/L，最低僅1.06mg/L，治理后略有回升，平均為1.66mg/L，治理中和治理后較治理前分別降低65.3%、54.1%，后兩階段較治理前改善顯著(P＜0.05)．平均TP含量呈下降趨勢，治理前平均TP含量為1.90mg/L，最高達4.30mg/L，治理中平均TP含量降至0.70mg/L，最低僅0.19mg/L，治理后降至0.25mg/L，最低僅0.09mg/L，后兩階段較治理前分別下降了45.6%、74.5%，差異顯著(P＜0.05)．由圖3c可見，平均pH值略有降低，治理中平均pH值由治理前的9.1降至8.4，治理后平均為8.7，但差異不顯著(P＞0.05)，后兩階段分別較治理前降低了7.2%和4.3%．

2.3種群恢復對玄武湖水質的影響

由圖4a可見，玄武湖的SD在菹草種群恢復前、零星生長階段和拓殖階段呈逐漸升高趨勢，收割階段后有所降低，其中恢復前階段SD僅為55.5cm，零星生長階段上升為103.7cm，拓殖階段SD最高為118.8cm，收割階段降至92.0cm．水體DO含量在菹草零星生長階段最高，達10.7mg/L，快速拓殖階段也高于恢復前，收割階段降為6.8mg/L．由圖4b可見，水體TN含量在恢復前階段為2.09mg/L，零星生長階段有所升高，達2.84mg/L，拓殖階段有所降低，為2.69mg/L，收割階段迅速降低，降至1.24mg/L，較拓殖階段降低56.2%．水體TP含量在恢復前為最高，為0.25mg/L，從零星生長階段至收割階段持續降低，零星生長階段為0.14mg/L，拓殖階段升至0.94mg/L，收割階段的TP含量有大幅度的下降，降至0.05mg/L，較恢復前降低78.0%．由圖5a可見，2003—2005年玄武湖未出現大量菹草種群，水體SD一直較低，2006年菹草種群出現階段水體SD均高于往年．由圖5b、5c可見，2006年1—3月，菹草緩慢生長階段，水體TN含量均高于往年，4月菹草迅速拓殖，經收割后，各湖區仍有小面積菹草種群存在，水體TN含量迅速降低，并低于往年水平．水體TP含量自菹草從零星生長至大面積拓展，再至小面積存留階段，水體TP含量一直低于往年水平．

3討論

水體富營養化治理過程中，當污染外源得到有效控制之后［6］，對內源氮磷污染的研究顯得格外重要［7］．清淤就是控制內源污染釋放的一個有效手段，但清淤工程在清除內源污染的同時，也破壞水生生態系統原有組分．在生態系統結構較完善的水土界面，死亡藻類的殘體往往可以得到分解，殘體中的氮經過氨化、硝化及反硝化等一系列過程，一部分可重新回到水體中，一部分以氣態形式逸散到大氣，還有一部分仍留在殘體中，因此沉積物中總氮的含量能夠維持平衡．清淤破壞了水土界面原有的生態系統，死亡藻類的分解受到影響，可能是清淤后沉積物中TN含量上升的原因之一，同時清淤治理打破了原先存在于玄武湖底泥與水體之間的磷循環的平衡，導致釋放在水體中的TP的含量升高，因此清淤過后要進行一定程度的生態修復，才能解決水環境問題［1］．營養鹽升高也是導致水體藻類繼續增殖的一個重要因素，故水體Chla含量在治理后又恢復至治理前的水平.

4結論

由以上分析可知，3種手段在治理湖泊富營養化問題上，清淤引水工程可短時間內降低沉積物中污染物濃度，緩解水體富營養化程度，但因該措施對水土交界面產生了擾動，破壞了水體原有的生態系統，治理后水體中的營養鹽含量等指標會很快恢復至治理前水平，成效并不顯著．以改性黏土法為主的藻華治理，有效抑制了水體中的藍藻水華，治理后水體各項指標均有提升，水生植物種群得以恢復，湖泊景觀得到改善，是短期改善水體水質的有效方式．在種群恢復階段與往年相比，水體SD和DO得到提高，TN、TP含量下降，說明菹草的種群恢復在改善湖泊環境和提升水質方面起到了重要作用．相比于清淤引水和藻華治理工程，種群恢復對湖泊水質的改善效果更明顯，而且持續時間更長，是一種理想的湖泊治理方法．因此，在進行湖泊富營養化的治理過程中，以控制外源污染為前提，實施生態修復，建立以高等水生植物為優勢群體的生態系統，是一種有效的措施．但在玄武湖生態恢復過程中，由于菹草單一種群的出現，無其他競爭物種存在，容易使單一種群過度拓展，后期死亡時，會造成二次污染，故此階段可適當進行逐步收割，不僅可使種群不斷擴展，還可以使水體營養鹽攜帶出系統．因本文僅研究了菹草一種種群出現對水體的影響，帶有一定的局限性，如何合理有效地進行種群恢復，仍然是水體生態修復未來研究的重點．

作者：肖瓊；王錦旗