南方城市景观水体外源污染削减及生态改善技术研究——以扬州曲江湖及关联河段为例

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南方城市景观水体大都处于严格的闸控状态,非行洪季节基本无过境水量,水体处于缓滞流状态,自净能力低下。同时,外源污染更加剧了城市景观水体的水质恶化、富营养化及水生态系统退化。本研究以扬州曲江湖及关联河段为应用对象,针对该水体的水质污染特征及生态现状,自主研发了外源污染削减技术,恢复了曲江湖湖滨带植被,构建了曲江湖湖心区及关联河段的水生态系统,并结合景观水体生物自净功能强化技术,集成应用于扬州曲江湖及关联河段以改善其水质。  本研究主要结论有:  1.基于综合营养状态评价法及因子分析法对曲江湖水质进行分析,并用植物多样性指数表征曲江湖湖滨带植物多样性,全面阐述了曲江湖的水质污染特征。结果表明:曲江湖大部分水域的综合营养状态指数介于50-60,局部为60-70,处于轻度-中度富营养化状态,且富营养化状态处于发展阶段;曲江湖水体主要污染物为有机质及磷;曲江湖湖滨带植物多样性较低,Shannon-Wiener指数为0.45。  2.集物理截留、生物降解、氮磷吸附及控藻功能为一体的初期雨水污染物削减装置能有效削减初期雨水中的COD、TP、TN。基于实验室试验研究后的实际应用结果表明:初期雨水污染物削减装置对一定降雨时段(1h)雨水中的COD、TP、TN的截留率可达59.52%、46.02%、27.51%以上。  3.湖泊近岸带兼具物理截留与生物降解功能的渗渠能有效削减初期径流中的COD、TP、TN。基于实验室试验研究后的实际应用结果表明:渗渠对一定降雨时段(1h)的雨水径流中的COD、TP、TN的截留率可达41.67%、56.25%、16.38%以上。  4.集物理截留、生物降解、氮磷吸附及控藻功能为一体的溢流污水污染物削减装置能有效削减溢流污水中的COD、TP、TN。基于实验室试验研究后的实际应用结果表明:溢流污水污染物削减装置对一定降雨时段(1h)的溢流污水中COD、TP、TN的截留率可达45.89%、32.59%、16.47%。  5.将外源污染物削减技术、生态改善技术及景观水体生物自净功能强化技术集成应用于曲江湖及关联河段,水体各水质指标(除TP,其最高值为0.18mg/L)达到Ⅳ类水水质标准;曲江湖湖滨带植物多样性显著提高,Shannon-Wiener指数为1.04;浮床区TN、氨氮和Chla浓度明显低于参照点处的相应指标值。
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