筑坝河流营养特征研究 ——以福建省敖江山仔大坝河段为例

论文摘要

筑坝河流对营养物质的截留和积累引起的河段富营养化问题是当前水环境污染的热点问题之一。作为饮用水源地的敖江山仔筑坝河段，筑坝对河流营养物质输送的改变通过“水华”问题暴露出来，蓝藻的大量增殖已经威胁到人们的饮水安全，因而对该河段营养特征的研究，有重要的理论和现实意义。 本研究采用野外监测和实验室模拟分析相结合的技术路线，对山仔筑坝河段水质营养盐特征、浮游生物特征，沉积物对水体营养贡献特征进行了定量分析和探讨，取得了如下研究成果： （1）山仔大坝河段垂直水温属于单对流型，从春季—夏季—秋季（3月到11月）形成稳定的热分层，冬天（12月到次年1月、2月）形成均匀的水体温度，直接影响了水体中营养盐、溶解氧、pH值等参数的垂直分布。 （2）山仔大坝河段冬季浮游植物以硅藻门为主，春季由以硅藻门和绿藻门为主转为以蓝藻门为主；夏季蓝藻门占绝对优势；秋季以蓝藻门和隐藻门为主，一年内分别在春末、秋初发生“水华”，优势种均为喜温且具有强竞争优势的蓝藻门水华微囊藻（Microcystis flos-aquae）。山仔大坝河段浮游动物以原生动物和轮虫类居多，原生动物占总浮游动物数量50％以上。 （3）山仔筑坝河段春季表层沉积物总磷含量600 mg／kg-1000mg／kg，从河流区→缓冲区→湖泊区总磷含量逐渐增加；垂直方向总磷含量总体表现为表层＞中层＞下层。该河段沉积物磷元素以无机磷为主，占总磷含量的60％-80％，有机磷含量在20％-40％，其中铁／铝结合形态磷占总磷含量一半左右。不同季节该河段沉积物间隙水和上覆水体间存在着明显的溶解性磷浓度梯度，磷的释放通量大小表现为湖泊区＞缓冲区＞河流区，大小在0.04—0.17 μg*cm-2*d-1之间，沉积物磷对水体营养贡献大小在0.7％-6％之间，说明目前库区沉积物磷释放作用还未对水库水质产生较大影响。 （4）应用综合营养参数指数法评价该河段的营养状态，结果表明目前该河段秋冬季节的水体尚处于中营养水平，春季水体有从中营养向富营养化水平发展的趋势，夏季水质已经处于富营养化水平；营养状态表现为河流区＞过渡区＞湖泊区。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 第1章 导论
• 1.1 筑坝河流生态系统特征
• 1.1.1 世界范围河流筑坝概况
• 1.1.2 筑坝对河流生态系统的胁迫
• 1.2 筑坝河段富营养化问题
• 1.2.1 富营养化含义
• 1.2.2 国内外水库富营养化状况
• 1.2.3 富营养化危害
• 1.3 国内外水体营养特征研究进展
• 1.3.1 营养状况判别研究
• 1.3.2 营养特征模型研究
• 1.3.3 改善和恢复营养状况对策研究
• 1.4 选题依据、目的与意义、研究内容与技术路线
• 1.4.1 选题依据
• 1.4.2 目的与意义
• 1.4.3 研究内容与技术路线
• 第2章 研究区域概况
• 2.1 自然环境
• 2.1.1 地理位置和水文特征
• 2.1.2 气象气候
• 2.1.3 地质地貌
• 2.1.4 土壤
• 2.1.5 植被
• 2.1.6 陆生动物
• 2.1.7 山仔筑坝工程简况
• 2.2 社会经济环境
• 2.2.1 主要县区社会经济
• 2.2.2 主要乡镇社会经济
• 2.3 土地利用状况调查
• 2.4 流域污染源调查
• 2.4.1 污染源调查原则及调查分区
• 2.4.2 流域主要污染源调查结果分析
• 2.4.3 非点源污染分析
• 2.5 小结
• 第3章 敖江山仔大坝河段水质参数特征
• 3.1 引言
• 3.2 山仔大坝河段建坝前水质参数特征
• 3.3 山仔大坝河段建坝后水质参数年际特征
• 3.3.1 1997-2005年水质基本情况
• 3.3.2 2003-2005水质参数特征
• 3.3.3 1997-2005氮磷营养盐结构年际变化
• 3.4 2005年水质参数季节变化
• 3.4.1 实验方法
• 3.4.2 结果与讨论
• 3.5 典型天气条件下水质参数的连续观测
• 3.5.1 观测方法
• 3.5.2 典型天气条件下主要水质参数
• 3.5.3 降雨和非降雨天气条件下营养盐比较
• 3.6 小结
• 第4章 敖江山仔大坝河段浮游生物特征
• 4.1 引言
• 4.2 山仔大坝建坝后浮游植物特征
• 4.2.1 浮游植物的采集和分析方法
• 4.2.2 2005年与1996-1997年浮游植物种类变化
• 4.2.3 2005年与2001-2003年浮游植物种类演替规律
• 4.2.4 2005年与1996-1997年浮游植物密度比较
• 4.2.5 浮游植物垂直分布特征
• 4.3 山仔大坝建坝后浮游动物特征
• 4.3.1 浮游动物的采集和分析方法
• 4.3.2 建坝后浮游动物种类的变化
• 4.3.3 2005年浮游动物密度的特征
• 4.4 环境因子对优势浮游植物水华微囊藻增长潜力试验
• 4.4.1 试验方法
• 4.4.2 结果与讨论
• 4.5 小结
• 第5章 敖江山仔大坝河段沉积物磷负荷研究
• 5.1 引言
• 5.2 沉积物磷元素形态分级特征
• 5.2.1 试验方法
• 5.2.2 结果与讨论
• 5.3 沉积物─水界面磷元素行为及受控因素分析
• 5.3.1 实验方法
• 5.3.2 结果与讨论
• 5.4 沉积物磷元素对水体贡献分析
• 5.4.1 实验方法
• 5.4.2 结果与讨论
• 5.5 水体磷负荷动态平衡分析
• 5.6 小结
• 第6章 山仔大坝河段水质营养状况评价与对策分析
• 6.1 引言
• 6.2 2003-2005四个季节营养状况综合评价
• 6.3 山仔大坝河段蓝藻“水华”爆发成因分析
• 6.4 山仔大坝河段蓝藻“水华”爆发效应分析
• 6.5 山仔大坝河段水质营养状况对策分析
• 6.6 小结
• 第7章 结论与建议
• 7.1 主要结论
• 7.2 创新点
• 7.3 不足之处
• 7.4 研究展望
• 附录1 山仔大坝河段主要浮游植物和浮游动物图谱
• 附录2 敖江流域等高线图、DEM图、土地利用类型图
• 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历
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