混合充氧對(duì)分層水庫水質(zhì)改善及微生物種群結(jié)構(gòu)調(diào)控研究.pdf

1、以分層型水源水庫黑河金盆水庫為研究對(duì)象，采用現(xiàn)場監(jiān)測(cè)、原位試驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室研究相結(jié)合的方法，在分析水庫自身水質(zhì)演變和外部徑流污染輸入的基礎(chǔ)上研究了混合充氧對(duì)水質(zhì)的改善，并從微生物種群結(jié)構(gòu)的角度分析了水質(zhì)改善的機(jī)理，主要研究內(nèi)容包括：a）黑河金盆水庫水體分層結(jié)構(gòu)演變規(guī)律及水質(zhì)響應(yīng)特征、分層時(shí)期沉積物耗氧及污染物釋放規(guī)律；b）不同強(qiáng)度入庫徑流變化特征及其對(duì)水庫水質(zhì)的影響、入庫徑流懸浮物污染特征及其淤積規(guī)律；c）人工強(qiáng)制混合與自然混合有效銜接、充

2、氧過程對(duì)水體及沉積物微生物代謝活性的強(qiáng)化；d）混合充氧過程對(duì)水體微生物種群結(jié)構(gòu)的影響及其對(duì)碳、氮、氫、硫、鐵、錳等元素循環(huán)相關(guān)細(xì)菌的調(diào)控。得到了以下主要成果與結(jié)論：
　　（1）每年5~8月為黑河金盆水庫水體穩(wěn)定分層期，水體底部溶解氧耗盡，導(dǎo)致水體化學(xué)氧化修復(fù)能效降低，溫躍層的存在阻礙了垂向水體物質(zhì)交換，分層時(shí)期，厭氧層厚度高達(dá)22m，恒溫層水體總氮、總磷、鐵、錳濃度超標(biāo)分別達(dá)到2.30、0.125、0.97和0.32mg/L。分層

3、時(shí)期水體及沉積物耗氧速率達(dá)到4.13μmol O2L-1?d-1和14.34mmol O2m-2?d-1。進(jìn)入9月份在自然過程及人為干預(yù)的條件下，水體分層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性迅速降低，分層結(jié)構(gòu)逐步消亡。
　?。?）中低流量徑流一般不會(huì)對(duì)主庫區(qū)水質(zhì)造成惡劣影響，其在向主庫區(qū)行進(jìn)過程中逐步消亡，而高流量徑流（入庫流量579m3/s）不僅破壞了水體分層結(jié)構(gòu)還造成主庫區(qū)水體濁度升高至266NTU，主庫區(qū)總磷、總有機(jī)碳和氨氮濃度升高至0.107、3.

4、9和0.48mg/L，藻密度降低幅度達(dá)51.3％。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)沉降顆粒粒徑、含水率、燒失量是影響沉降顆粒污染負(fù)荷的主要因素。黑河金盆水庫淤積速率約為0.111g·cm-2·a-1，處在相對(duì)較低的水平。
　?。?）人工強(qiáng)制混合破壞了水體的穩(wěn)定分層結(jié)構(gòu)促使水體提前2個(gè)月進(jìn)入混合狀態(tài)。與自然混合相比人工強(qiáng)制混合使混合水溫提高了6~8℃，水庫水質(zhì)得到明顯改善，與人工強(qiáng)制混合之前相比，水體總氮、總磷、總有機(jī)碳、氨氮、鐵和錳削減率分別達(dá)到4

5、7.8%、66.7%、22.9%、62.5%、76.2%和80%。在水體溫差尚有3~4℃時(shí)，停止人工強(qiáng)制混合過程，發(fā)現(xiàn)人工強(qiáng)制混合與自然混合的有效銜接能使水體藻密度、總有機(jī)碳、總氮和總磷有50%、23.5%、7.7%和16%的削減。人工強(qiáng)制混合與自然混合有效銜接及二者協(xié)同作用可以有效改善水質(zhì)并且使水質(zhì)的良好狀態(tài)保持至次年水體分層再次形成。
　?。?）混合充氧通過改變水體分層及溶解氧狀態(tài)進(jìn)而影響微生物群落結(jié)構(gòu)，冗余分析（RDA）得出