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慈溪城河生态修复治理技术研究

作 者: 楼雪聪
导 师: 陈英旭
学 校: 浙江大学
专 业: 环境工程
关键词: 城河 富营养化 生态修复 污染 沉水植物 挺水植物 植物群落 水生动物 污染负荷
分类号: X522
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


河流生态修复,是指为了维护河流的生物多样性,保护河流的自然生态环境,采用与水利工程相结合的技术,提高河流生态功能的一种治理方案。近年来,国内对河流生态修复已有较多的研究和论述,也有一些成功的工程实例。选择具有我国南方特色的河流(浙江慈溪城河)进行生态修复,具有重要的理论和现实意义。在本研究中,浙江慈溪城河已经清淤截污的慈溪市峙山文化广场A区河道被选择作为防治城河富营养化和生态修复的试点河段。结合清淤、截污、黄泥浆制藻、水位调控等措施,在试验河道的南区、东区、北区、西区配置不同的植物群落和放养水生动物白鲢和环棱螺,以修复水生生态系统食物链中的生产者高等水生植物及消费者水生动物,用于抑制藻类,疏通与增加河流生态系统中有机质、营养盐等在河段中迁移、转化、输出途径和量,并多途径地控制与减少污染物的输入途径和量。将原已生态失衡的状况,逐步恢复生态平衡,从而改善水质,控制水体富营养化。试验结果表明,各区水生生态系统的修复,水质的改善,富营养化的控制,与其内因各区水生植物修复的情况及外因外源污染负荷、外界干扰等因素有关。南区,修复了有伊乐藻、苦草、菹草、金鱼藻、轮叶黑藻、菱等组成的以沉水植物为主的植物群落,所受的氮、磷、有机质等污染物质经北区、西区水生植物、水生动物净化后,到达南区污染负荷已得到一定程度的控制。治理后,富营养化得到完全控制,从重度富营养到中营养,水质类别从劣V类到Ⅱ类,水质状况从重度污染到优,水生生态系统的结构、功能得到了很好的改善,并对外界的干扰具有较强调节、补偿能力,从而保持生态系统的稳定性。东区,首先修复了以漂浮植物蕹菜为主的先锋植物群落,通过其抑制藻类,改善水质后,修复了以沉水植物为主的植物群落,但由于捕鱼、捕螺蛳,甚至私自放养草鱼等外来干扰超过了自我调节能力,又回落到以漂浮植物蕹菜为主的植物群落阶段。所受的氮、磷、有机质等污染物经北区水生植物、水生动物净化后,到该区污染负荷已得到一定程度的控制。治理后,富营养化得到有效控制,从重度富营养到轻度富营养,水质类别从V类到Ⅲ类,水质状况从中度污染到良好。由于以漂浮植物蕹菜为主植物群落阶段,溶解氧常成为水质类别提高的限制因素,而且蕹菜不能越冬,不能自我繁殖,因此水生生态系统的结构、功能的改善及稳定性不如南区、西区、北区。靠近污染源,输入的氮、磷外源污染负荷要大于污染输出负荷,超过其水生生态系统的自净能力,造成生态滞留。在水生植物修复的整个过程中,沉水植物很难在西区和北区这二区定居,主要以浮床植物和漂浮植物为主。治理后,西区富营养化程度减轻,综合营养状态指数从70减少到63,水质类别从劣V类到V类,水质状态从重度污染到中度污染;北区治理后,富营养化得到一定控制,综合营养状态指数从77减少到68,从重度富营养到中度富营养,水质类别仍处于劣V类,重度污染状况,但主要污染因子减少。因此,要修复慈溪城河水生生态系统,完全控制水体富营养化,达到水环境功能目标,一是要控制污染负荷,避免资源代谢在时间、空间尺度上的生态滞留或耗竭;二是要把慈溪城河作为受人类活动与社会行为影响的社会-经济-自然复合生态系统,使硬件、软件、心件相结合,政府、科技单位、企业、群众相结合,避免或减少人类活动和社会行为对水生生态系统修复的干扰;三是在水体能控制的情况下,以苦草、金鱼藻、轮叶黑藻、伊乐藻、菹草等暖季、寒季能自然交替的沉水植物为主结合白鲢、螺蛳等水生动物的修复;但一般情况下,由于水位受降雨等自然因素的制约比较大,在沉水植物修复受透明度及水质制约时,首先以蕹菜等漂浮植物为主,作为生态型兼经济型的先锋植物群落,结合白鲢、螺蛳等水生动物进行修复,抑制藻类,净化氮、磷等营养物质,提高水体透明度,为沉水植物的修复创造条件,最后以苦草、金鱼藻、轮叶黑藻、伊乐藻、菹草等暖季、寒季能自然交替的沉水植物为主结合白鲢、螺蛳等水生动物的修复。这种生态修复能够集生态、景观、经济效益于一体,具有很好的应用前景。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-11
插图索引  11-12
附表索引  12-13
1 前言  13-30
  1.1 河流生态修复概述  14-17
    1.1.1 河流污染的类型  14-16
    1.1.2 污染河流生态修复的必要性  16
    1.1.3 河流生态修复的原则  16-17
  1.2 河流生态修复技术的类型及应用  17-23
    1.2.1 物理修复法  17-19
    1.2.2 化学修复法  19-20
    1.2.3 生物-生态修复法  20-23
  1.3 河流生态修复技术的研究进展  23-27
    1.3.1 国外河流生态修复研究进展  23-25
    1.3.2 国内河流生态修复研究进展  25-27
  1.4 本研究的目的、意义和内容  27-30
    1.4.1 研究的目的和意义  27
    1.4.2 研究内容  27-28
    1.4.3 研究的主要技术方案  28-30
2 研究区域环境概况  30-38
  2.1 研究区域生态地理环境现状  30-33
    2.1.1 慈溪市地理地形概况  30-31
    2.1.2 慈溪市气候概况  31-32
    2.1.3 慈溪市土壤概况  32
    2.1.4 慈溪市水文概况  32-33
  2.2 研究区域社会环境概况  33
  2.3 研究区域水质情况分析  33-37
    2.3.1 河段水质与生物学指标评价  34-36
    2.3.2 治理前河段清淤、截污情况  36-37
  2.4 小结  37-38
3 慈溪城河生态修复治理  38-72
  3.1 慈溪城河生态修复策略  38-40
    3.1.1 污染输入负荷控制策略  38
    3.1.2 水生生态系统结构修复策略  38-40
    3.1.3 降低人为干扰控制策略  40
  3.2 慈溪城河生态修复措施  40-45
    3.2.1 水生植物的修复  40-44
    3.2.2 水生动物的修复  44
    3.2.3 管理方法的制定  44-45
  3.3 结果与讨论  45-67
    3.3.1 生态恢复条件的改善效果  45-46
    3.3.2 各区水生植物修复效果  46-49
    3.3.3 水生植物氮磷收支平衡估算  49-50
    3.3.4 水生动物氮磷收支平衡估算  50-52
    3.3.5 水体修复效果分析  52-66
    3.3.6 经济、社会和环境效益分析  66-67
  3.4 慈溪城河生态修复经验总结  67-70
    3.4.1 多途径增支节收策略  67
    3.4.2 富营养化水体修复思路  67-68
    3.4.3 水体修复整体优化策略  68-70
    3.4.4 硬件、软件,心件的有机结合  70
  3.6 小结  70-72
4 结论  72-74
参考文献  74-80
致谢  80-81
附图  81

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 水体污染及其防治 > 河流
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