城市人工湖富营养化问题与对策

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1、城市人工湖富营养化问题与对策丁爱中北京师范大学水科学研究院河道生态治理http://www.qurere.com主要内容•城市人工湖特点•富营养化识别•富营养化控制•案例分析城市湖泊增添城市的活力城市湖泊的特点2面积较小，<25km水深较浅，<6m集水面积/水面>10:1不透水面积>5%主要功能：娱乐、供水、防洪、其它直接利用不包括特殊湖泊，如主要接受地下水补给、盐湖等(Schueler,2000)城市湖泊健康的判断雨洪径流污染：增加浊度、有机物含量、沉水植物消失等设计不合理：水深太大、水力效率低、水力停留时间长等浮水植物大量生长：有机碳增加、耗

2、氧、底泥污染物释放等浊度影响：沉积～再悬浮浅水湖泊健康取决于：浊度和沉水植物o清水：沉水植物为主o浊水：浮游植物为主浅水湖泊状态概念模型漂浮植物-水体高营养-高荫蔽健康不健康-低浊度-高浊度-蓝绿藻华-低营养-高营养-高营养-低藻量-植物消失-高浊度水生植物为主藻类为主蓝绿藻为主(改自Schefferetal.,2003)水生植物-浮游植物状态转变概念模型浮游植物)-1Ecrit水生植物Turbidity(m交互状态水生植物水生/浮游植物浮游植物P1P2TotalP(mg/L)(改自Scheffer,1998)浮游植物-蓝绿藻状态转变概念模型蓝绿藻蓝绿藻区别于

3、其它藻类：)o最大生产力低-1o损失率低Eo荫蔽忍耐力强crito对浊度贡献大混合浮游植物Turbidity(m交互状态混合浮游植物浮游植物/蓝绿藻蓝绿藻P1P2TotalP(mg/L)(改自Schefferetal.,1997)浅水湖泊生态状态转变概念模型蓝绿藻Ec混合浮游植物TurbidityE50μg/L(Mossetal.,1996)v62μg/L(Zimmeretal.,2009)水生植物50μg/L(Sayeretal.,2010)Nutrients(改自Scheffer,1998)影响蓝绿藻生长的因子营养盐N：固氮作用P：限制因子，蓝绿藻

4、储磷微量金属：Mo限制固氮蓝绿藻生长光、浊度相同营养盐条件下，光比P更具相关性水力停留时间温度铜绿微囊藻27.5-32°C，鱼腥藻24-35°C，束丝藻15-28°C水深：影响浊度，浅水易于沉水植物生长混合/风：影响蓝绿藻形成、积累静息孢子：沉积物中0.80.6/L)0.4蓝绿藻TP(mg0.2平衡状态其它藻类00.10.150.2交换速率(%湖泊体积/d-1)（改自Shefferetal.,1997.荷兰55个湖泊<3m）蓝绿藻水华的控制技术水力调控-1-1假设水华爆发浓度：20,000cellml(WHO)，初始浓度：50-250cel

5、lml模型考虑因子：温度、水动力、藻生长速率等水力停留时间：每年的20%天数澳大利亚城市人工湖HRT<20天（平均温度>25°C）(BurgeandBreen,2006)蓝绿藻水华的控制技术人工湿地：降低SS、营养盐浓度、调节HRT、消除藻类活性通过循环处理，提升水质蓝绿藻水华的控制技术机械清除：收集、沉降等除去部分藻类超声处理：破坏气囊和光合系统底泥疏浚：往往作为最后一招，费用和生态影响底泥覆盖：长期效果不清P絮凝沉淀：铝盐、铁盐、黏土等水体人工混层：曝气等底层排水：营养盐浓度高使用杀藻剂：CuSO4等生物操纵：自上而下控制，澳大利

6、亚证明无效水生植物浮床案例：南海子公园概况o南海子郊野公园位于大兴区，规划面积约12000亩，北京市最大的湿地公园。一期工程总占地面积2286亩，水体面积450亩，平均水深1.5米。一期工程补水采用小红门污水处理厂一级B再生水。o存在问题：存在水华风险o主要工作：水生态监测、水质控制技术、富营养化应急方案3.5西湖平均东湖平均ⅣⅤ32.521.5TN(mg/L)10.5060螺旋囊空藻裸星50西湖东湖藻藻布纹40)具尾四角藻藻/L舟形藻30ug针杆桥湾-a(藻藻20Chl平裂曲壳藻10藻鼓0藻栅双射盘星蹄藻藻形藻裸藻南海子湖区藻类分布--------西湖南海子湖

7、区藻类分布--------东湖南海子湖富营养化评价西湖平均东湖平均80贫营养中营养西湖平均东湖平均100贫营养中营养7090轻度富营养中度富营养6080)7050Mn604050COD30TLI(TN)40TLI(302020101000西湖东湖贫营养中营养100西湖东湖80轻度富营养中度富营养贫营养中营养轻度富营养中度富营养70806050-a)604030TLI(TP)40TLI(Chl20201000南海子公园水质演化模型与预测构建南海子湖泊水动力模型-采用MIKE21南海子模型的基本网格运行和模拟的效果图初始条件：初始水位是29m，水平流速和垂直流速设为0

8、m/s，水