發(fā)布時間：2018-10-12 17:43

【摘要】：新立城水庫是長春市的主要供水水源地之一,其水質(zhì)變化直接影響長春市民的飲水安全,特別是2007年發(fā)生了藍藻暴發(fā)致使停止城市供水45天的事件,引起社會高度重視。因此,亟需對新立城水庫水質(zhì)演化規(guī)律進行研究,了解水庫流場特征和污染物運移,預(yù)測水庫水質(zhì)變化,為水庫管理和水環(huán)境保護提供科學(xué)依據(jù)。研究期間共收集新立城水庫自2000~2016年的水量、水質(zhì)資料,又在庫區(qū)及入庫河流布置監(jiān)測斷面,填補歷史數(shù)據(jù)在點位和監(jiān)測密度的不足,歷時1年的5次野外調(diào)查取樣工作,布設(shè)監(jiān)測斷面19個,共分析水樣113組,底泥試樣29組。在大量野外調(diào)查和室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上,分析新立城水庫水質(zhì)要素隨時間和空間變化規(guī)律及其影響的因素,進行富營養(yǎng)化評價與分析,應(yīng)用Delft3D軟件建立水質(zhì)模型,對新立城水庫進行水動力和水質(zhì)數(shù)值模擬,預(yù)測未來4年水質(zhì)變化;針對新立城水庫的水質(zhì)特點,對水庫存在的問題進行分析,根據(jù)外源治理、Qg源控制的水庫水質(zhì)基本保護對策,提出建立人工濕地生態(tài)系統(tǒng),利用生態(tài)措施解決氮磷污染問題,取得較好的效果。通過對以上內(nèi)容的系統(tǒng)研究,得到以下主要結(jié)論:(1)通過新立城水庫及入庫河流的水質(zhì)及底泥質(zhì)量分析,主要超標物質(zhì)是TP、TN、CODMn、Fe、Mn。2011年11月至翌年2月,全庫水質(zhì)達到Ⅲ類-Ⅳ類以上;5月至9月,水庫上游部分水質(zhì)達到Ⅳ類、Ⅴ類,下游水質(zhì)逐漸變好,達到Ⅲ類以上。入庫河流水質(zhì)等級全年以Ⅳ類居多,水庫水質(zhì)受上游來水影響顯著。分析原因,豐水期上游來水流量增大,水流攜帶大量污染物進入水庫,使上游斷面水質(zhì)不同程度下降,由于水庫具有較強的自凈能力,在水庫內(nèi)部沉積作用和吸附作用下,污染物向底泥遷移和富集。(2)采用Piper三線圖法對水庫及入庫河流的水化學(xué)特征進行分析。水庫年平均水化學(xué)類型為HCO3-Ca-Na型。伊通河年平均水化學(xué)類型為HCO3-Ca型。伊丹河年平均水化學(xué)類型為HCO3-Ca型。加官河年平均水化學(xué)類型為HCO3-SO4-Ca-Na型,其。新興河年平均水化學(xué)類型為HCO3-SO4-Ca型。在所有入庫河流中,以伊通河水量最大,伊丹河次之,新立城水庫水化學(xué)類型主要受伊通河、伊丹河影響。(3)水質(zhì)要素季節(jié)動態(tài)變化顯著。pH、DO、BOD5、NH3-N、TFe和Mn在冬季時達最大值,而TN、TP、CODMn因春汛、夏汛來水污染濃度高,濃度隨上游來水而增大。冬季TFe和Mn濃度值最大,主要源于內(nèi)源釋放。不同時期水庫水體各指標的空間分布差異不十分顯著,與水動力條件、降水補給、水下地形、生物活動、底質(zhì)釋放以及采樣點布置等密切相關(guān)。(4)水庫富營養(yǎng)化分析與評價。利用新立城水庫水溫、pH、懸浮物(SS)、透明度(SD)、化學(xué)耗氧量(CODMn)、總氮(TN)、總磷(TP)、葉綠素-a(Chl-a)等指標大量的監(jiān)測資料,系統(tǒng)分析了污染物來源、浮游生物對富營養(yǎng)化的影響和富營養(yǎng)化成因。采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法、統(tǒng)計分析方法評價水庫富營養(yǎng)化程度;評價結(jié)果顯示:2003年至2010年間,新立城水庫水體營養(yǎng)化水平為輕度富營養(yǎng)至中營養(yǎng)。2007年達到峰值藍藻暴發(fā),主因是氮、磷超標,次因是水溫高和缺少魚類濾食作用。(5)利用Delft3D軟件建立水質(zhì)模型,對新立城水庫進行二維水動力數(shù)值模擬和水質(zhì)模擬預(yù)測,較準確得出TN、TP、CODMn在水庫內(nèi)遷移過程。2012年分別預(yù)測入庫水流溶質(zhì)濃度在多年平均值、削減20%、削減50%、增加50%情況下,2013年-2016年濃度變化趨勢,分別達到Ⅳ類、Ⅲ類、Ⅱ類、Ⅴ類標準。預(yù)測結(jié)果表明,需要采取有效的治理措施減低入庫污染物濃度才能保證水庫水質(zhì)達到合格標準。(6)水庫污染來源主要是流域內(nèi)點源、面源污染及水庫內(nèi)源釋放,提出了源頭減排、路徑阻斷、末端治理的一系列治理措施。針對氮、磷超標導(dǎo)致的水庫富營養(yǎng)化問題,提出沿水庫上游伊通河、伊丹河及各支流入庫河口區(qū)建設(shè)人工濕地生態(tài)系統(tǒng)方案,對氮、磷污染物進行吸附、處理,通過收割植物,移出一級保護區(qū)。經(jīng)過2012-2013年建設(shè),實際建成濕地面積1843公頃,栽植喬木、灌木、蘆葦、荷花。其中蘆葦、香蒲865公頃,每年吸收氮45800kg、磷11800kg。2014-2016年水體氮、磷得到有效控制,水質(zhì)穩(wěn)定并好轉(zhuǎn),達到Ⅲ類水質(zhì)標準,富營養(yǎng)化逐年減輕。人工濕地生態(tài)系統(tǒng)便于管理,見效快,可長期運行,穩(wěn)定發(fā)揮效益,具有較好的示范作用。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X524

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本文編號：2267029