景观湖泊湖湾区水环境特征及喷泉复氧技术效能研究

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1、景观湖泊湖湾区水环境特征及喷泉复氧技术效能研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：李丽敏指导教师：柴宏祥教授兼职导师：范庭兵高级工程师学位类别：工程硕士（建筑与土木工程领域）重庆大学城市建设与环境工程学院二O一五年五月StudyontheWaterenvironmentandEffectivenessofFountainAerationforLandscapeLake-bayAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequ

2、irementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByLiLiminSupervisedbyProf.ChaiHongxiangPluraliticSupervisedbySeniorEng.FanTingbingSpecialty:ME(MunicipalEngineeringField)CollegeofUrbanConstruction&EnvironmentalEngineeringofChongqingUniversityMay,2015中文摘要摘要湖泊是陆地水圈的重要组

3、成部分，是流域物质的储存库。我国湖泊水环境状况不容乐观，处于富营养化的湖泊数量约占湖泊总个数的43.7%。深水湖库夏季出现水温分层现象，底层溶解氧较低，导致内源释放，容易引起水体的富营养化。为改善水体分层时底层缺氧的状况开发了多种曝气方式，但都不适用于景观水体。重庆市园博园龙景湖听雨桥湖湾水力条件差，夏季存在水温分层现象，底部水体溶解氧低引起内源释放，为水体的富营养化提供了条件。综合龙景湖听雨桥湖湾水质特征和园博园的景观要求设计了一种喷泉高度、吸水深度可调的复氧喷泉。目前，对喷泉复氧技术的研究只处于初步阶段没有

4、进行深入的探索。因此，该文针对复氧喷泉的安装、运行方式及喷泉安装湖湾区的水环境进行了初步的研究。试验内容和结论如下：①对重庆市园博园龙景湖听雨桥湖湾水环境年际变化特征进行了监测，结果表明，春夏季湖湾水体透明度在0.5m左右，综合富营养化指数在58以上，水体处于轻度富营养化状态；秋冬季透明度升高到0.8m以上，最高可达2m，综合富营养化指数在45以下，水体处于中营养或贫营养状态。透明度与综合富营养化指数呈现显著的负相关关系（相关系数为-0.91，R2为0.80）。②对听雨桥湖湾溶解氧饱和度的月变化特征以及水温分层

5、跟溶解氧分层的关系进行了研究。结果表明，溶解氧饱和度呈现出明显的季节性差异，夏季高冬季低，夏季表层水体的溶解氧饱和度呈现出超饱和状态，最大可达220%，冬季DO饱和度在48%~50%之间没有达到饱和状态；水体的垂向监测结果表明，夏季溶解氧饱和度表层高底层低，存在明显的分层现象，冬季溶解氧饱和度分层现象消失，表层底层差异不大；水温分层会导致水体中溶解氧的分层，水温分层梯度小于溶解氧分层梯度，听雨桥湖湾水温分层的临界温度为25℃，而溶解氧分层的临界值为24℃。③对龙景湖听雨桥湖湾水环境因子的相关性进行理论分析研究，

6、结果表明，溶解氧同电导率呈显著的指数相关，同pH、氧化还原电位（ORP）呈显著的正相关。湖湾水体各层总氮总磷呈现显著的正相关，但是同叶绿素a的相关性不显著，水体富营养化受到水体中多种环境因子的影响。④结合前期试验研究继续开展对听雨桥湖湾喷泉安装运行方式的研究，结果表明，喷头宜选择复氧效果好的礼花喷头；喷泉高度，春夏季宜选择0.5m，不宜过高，符合景观要求即可，秋冬季宜选择3.0m；吸水深度，春夏季宜选择5~7m，吸水口宜在中下层水体，不宜过深接触到底泥，秋冬季吸水深度对复氧效果影响I重庆大学硕士学位论文较小，但

7、从对水体扰动角度考虑，建议吸水深度在表层1m以下；从复氧效果和节能效果综合考虑建议运行时间为，夏季：上午9:00~11:00，下午13:00~17:00，冬季：上午9:00~11:30，下午15:00~18:00，在此时间段内，可根据实际情况在适当的时间段内关闭复氧设备。⑤对听雨桥湖湾喷泉的复氧范围进行了分析，听雨桥湖湾喷泉为直线型长40m，单排布置，测试结果表明，喷泉服务面积为70m×120m，可基本覆盖整个听雨桥湖湾。喷泉服务范围内的DO比复氧范围外的DO提高了1mg/L，提高了约40%。通过对湖湾喷泉安装

8、运行方式试验研究，得到一套适用于类似听雨桥湖湾水体的喷泉复氧技术设计与运行维护方案，为景观水体采用喷泉复氧技术提供指导和依据。对湖湾水体水环境因子、水体水质改善效果的研究分析，为进一步研究喷泉复氧机理、营养盐的释放与预防抑制湖湾的富营养化提供了一定的理论依据。关键词：湖泊，湖湾区，喷泉，溶解氧，复氧范围II英文摘要ABSTRACTLakeisanimportantpartofthete