高原深水湖泊抚仙湖溶解氧分层特征及驱动因素

深水湖泊特有的“表水层-温跃层-深水层”的热力学分层结构,决定了湖内溶解氧(DO)的垂直分布和混合交换,影响着湖内生态系统的健康.然而,目前对于深水湖泊耗氧与复氧过程及其驱动因素的研究还不够深入,尤其对高原深水湖泊的研究更为缺乏.为此,本研究于2021年1月-2022年2月进行了分层采样和逐月监测,探究了典型高原深水湖泊抚仙湖的溶解氧分层特征及驱动因素.结果表明：(1)抚仙湖热力学分层周期分为两期,即分层期和非分层期.分层期为3月下旬至11月上旬,混合期为11月下旬至3月上旬.(2)在湖泊热力学分层的驱动下,湖内DO垂直分层明显.表水层DO浓度年内变化范围为6.67～8.64 mg/L,而温跃层和深水层DO最低浓度分别可降至3.15和1.26 mg/L.(3)抚仙湖不同水层DO浓度变化的驱动因素及效应占比不同.表水层DO受到水温、光合作用、大气复氧和气象条件的综合影响;温跃层DO主要受分层强度和浮游植物生命活动的影响;深水层DO主要受分层强度、有机质沉降分解、沉积物有机质分解的影响.研究显示,抚仙湖底层水体长期处于厌氧状态,由此带来的湖泊生境的改变以及底部营养盐释放的风险值得关注.     

千岛湖湖泊区水体季节性分层特征研究

千岛湖是典型的亚热带人工深水水库.为了解水库的物理特征,于2011年对水库温度、溶解氧(DO)、pH值、浊度、有效光合作用辐照强度(PAR)和叶绿素a的季节动态和垂直分层结构进行分析,探讨水库水体季节性分层特征.结果表明,千岛湖水库表层水温在10.4～32.7℃,在4～12月间出现水体分层现象,在夏季形成明显分层,是典型的亚热带单混合水体.水温分层结构对DO、pH值、浊度、PAR和叶绿素a的垂直剖面变化有一定的影响作用.水体溶解氧出现显著的分层现象,且温跃层内DO浓度较低,冬季底层溶解氧出现暂时周期性缺氧;浊度在温跃层内达到最大值,其表层大小主要受降水的影响;叶绿素a含量表层含量较高,且温跃层以下水深维持较低水平,这说明水体分层对水库水质的变化起重要作用.此外,水体光合作用最强处在5～10 m左右,此深度适合藻类生长,这为分析千岛湖水体蓝藻暴发取样和分析提供了依据.     

分层湖库温跃层溶解氧极值现象研究进展

分层湖库温跃层溶解氧(DO)极值现象包括温跃层DO极小(metalimnetic oxygen minimum, MOM)和温跃层DO极大(metalimnetic oxygen maximum)两类. 本文通过系统调研国内外文献,详细梳理了两类极值现象的研究历程、形成原因、研究方法,及其对生态环境造成的影响,比较分析了两类极值现象的异同. 结果表明:①成因方面. MOM的主要成因为浮游生物呼吸耗氧、有机物分解耗氧、边坡沉积物耗氧、DO垂向输移等自然因素,以及温跃层或温跃层下部取水、混合层或滞温层人工增氧等人为因素;温跃层DO极大现象的主要成因为浮游植物的生物作用. ②研究方法方面. 两类现象的研究方法主要为试验方法和模型方法. ③对生态环境的影响方面. MOM会降低捕食者的捕食效率、阻碍水生生物垂向迁移、改变温室气体的垂向分布和释放过程等;温跃层DO极大现象会导致鱼类等水生动物患气泡病甚至死亡. 基于当前研究进展,认为未来研究方法上应强化三维水动力-生物地球化学耦合数学模型的应用,研究内容上应进一步从多维度(垂向和水平)研究分层湖库DO的动力学过程,探究气候变化、极端天气、复合型极端气候事件对DO分层结构变化的影响.      

红枫湖季节性热分层消亡期水体的理化特征

以云贵高原典型的人工河道型水库红枫湖为研究对象,对近2年来4个代表性湖区季节性热分层消亡期水体的理化特征进行了原位监测. 结果表明:红枫湖水体季节性热分层历经发生、发展和消亡的周期性演化过程,对湖泊水环境的变化起着重要的控制作用. 秋季初期,气温骤降易于引起季节性热分层的突发性消亡,表现为水体垂向混匀. 以2010年为例,分层消失使得上层水温由28.6 ℃降至23.0 ℃,ρ(DO)(溶解氧浓度)由9.6 mg/L降至4.0 mg/L,pH由8.8降至7.9,电导率由0.32 mS/cm升至0.36 mS/cm,局部湖区出现鱼类死亡现象;短时间内的剧烈垂直混合,致使沉积物营养盐扰动释放,上部水体ρ(TP)增加了约0.01 mg/L,ρ(TN)增加了0.1 mg/L. 红枫湖水体垂向混合可对湖泊水环境产生重要影响,其影响的水体深度和环境效应一方面与气温变幅等因素有关,另一方面还受湖泊温跃层位置和底层水体的绝对温度等因素控制,在预测该类突发性水质恶化事件及评估其环境影响时需予以考虑.      

溶解氧对湖库热分层和富营养化的响应——以枣庄周村水库为例

为研究热分层和富营养化对湖库溶解氧变化特征的影响,于2014年1月~12月对周村水库水温、溶解氧、叶绿素以及初级生产力的季节变化及垂向分布进行了监测.结果表明:水温和溶解氧的分层期均为4~11月份;分层期叶绿素在20~50μg/L之间,初级生产力为2.16~2.23gO₂/(m³·d),光补偿点在1~3m之间;恒温层在5月中旬进入厌氧状态;由于光补偿点位置较高,5~8月份氧跃层位置为1~6m,高于温跃层上界面;而氧跃层位置偏高造成溶解氧在垂向上的极值一般在表层,且变温层溶解氧浓度梯度较大;9~11月份温跃层的下移使得氧跃层和厌氧区界面同时下移,厌氧区界面与温跃层上界面的位置变化始终同步,而氧跃层受水体耗氧作用的影响在热分层结构相对稳定时会再次上移.热分层和水体富营养化均对溶解氧的浓度和分布有重要的影响.     

热排放对水库溶解氧的影响

报道了电厂热排放对水库溶解氧的影响。结果表明,溶解氧含量随水温而变化,建立了T-DO回归方程.除深水库底层外,溶解氧含量通常不小于5.0mg/L.大伙房水库的自然生态环境特征是湖水的季节性分层和夏季底层贫氧.电厂热排放,表层水温增加,使湖水分层更加明显,热成层和化学成层的延长将导致夏季极端气象条件下湖下层氧的耗竭加强.     

太湖水温分层现象的监测与分析

水温是湖泊环境研究中的重要物理参数之一。湖泊中水温的状况及其分层现象将直接或间接的影响到湖库水环境中的各种物理、化学和生物过程。深水型湖泊的温度成层现象为众多学者所公认,也是研究热点之一,而浅水型湖泊的温度成层温差小、持续时间短,因此鲜有此方面的研究。本文以典型浅水湖泊－－太湖为研究对象,根据现场近3个月的监测资料,分析了太湖的水温结构,证明了太湖水温日成层现象的存在,并对太湖日成层现象发生规律及其影响因素做了初步的探讨。     

基于DRYESM模型的红枫水库水体热分层特征及关键控制因素模拟研究

水温结构是湖库生态系统演化的重要基础,热分层稳定性对深水湖库水体物理、化学和生物演化具有重要影响,因此研究水体热分层特征及关键控制因素具有重要意义。本文运用DYRESM水动力模型模拟了红枫水库2014年全年的水温变化特征,并对影响水体热分层结构的关键控制因素进行了探究。结果表明:1) DYRESM水动力学模型可有效模拟红枫水库的水体热分层特征及时间演化规律,可准确预测水体热分层形成和消亡的时间及去分层强度。2)气温变化对水库水体热分层具有明显影响,增温可加速水体热分层的形成,造成温跃层下潜和去分层延迟;短波辐射的增强(40%)不会对红枫湖水温结构造成明显影响,但可导致去分层发生时间后延;风速是水体热分层稳定性的敏感因素,当风速增加40%后,热分层演化发生较大变化,表现在6～9月份中层及底层水温大幅升高(从9℃上升到14℃),去分层时间提前30天,相应造成分层期缩短。     

贵州高原红枫湖水体理化特征与碳氮硅的时空分布研究

通过分析贵州红枫湖不同水文期水体理化特征与碳氮硅含量的时空分布,以期揭示西南山区深水性湖库水环境质量的周期性变化规律。结果表明,在平水期和枯水期,红枫湖水温、pH值、溶解氧、叶绿素a含量等水体上下层变幅较小,丰水期水深6 m左右有明显的分层现象,以溶解氧最为典型,分层期底层水中溶解氧降至1.0 mg/L以下。受外源有机物大量输入和湖内藻类生长的双重影响,丰水期湖泊中DOC含量较平水期和枯水期高。NO_3~--N和DON分别占TDN的23.3%~89.4%、7.4%~26.7%。夏季湖水底层滞水带缺氧条件有利于NH_4~+-N和NO_2~--N的生成,并导致溶解态硅的含量增高。相关性分析表明,贵州高原深水性湖库的季节性水质恶化事件与夏秋季节水体分层结构失稳密切相关。     

亚热带深水水库——龙滩水库季节性分层与富营养化特征分析

为揭示亚热带大型深水水库——龙滩水库水体季节性分层和富营养化特征,于2012年11月(枯水期),2013年4月(平水期)和7月(丰水期)对其环境因子及富营养化指标进行研究.结果表明:1龙滩水库分层结构呈不完全混合型湖泊特征,枯水期为单温跃层结构,表层至60 m为混合层,60~80 m为温跃层,80 m以后为永滞层.平水期和丰水期为双温跃层结构,表层到10 m为混合层,10~20 m为温跃层,20~40 m为混合层,40~60 m为次温跃层,60 m以后为混合层.2水温分层主导其它环境因子的分层结构,分层结构限制了水体上下对流,尤其永滞层的存在减少了内源污染的危害.3水库枯水期综合营养指数(TLI)在23.4~32.8之间,平水期在27.1~38.6之间,丰水期在26.0~45.1之间,均呈贫营养到中营养状态,其中总氮营养状态指数TSIc(TN)在60.3~72.5之间,呈富营养到重度富营养状态,氮磷比为107∶1,呈磷限制型.     

水的纯化与超纯水的制备

综述了水的纯化和超纯水的制备,介绍了蒸馏法、离子交换法和反渗透法等纯化水的技术与超纯水新技术的进展。     

生物水净化剂对养殖水质及饵料生物的影响

用生物水净化剂对投加无机肥和有机肥的养殖水体进行试验研究。结果表明,无论是投加无机肥或有机肥的养殖水体,生物水净化剂对其水质都有较强的净化作用。与对照组相比较,处理组NH3-N、叶绿素均有不同程度的降低,NH3-N最高降幅达到89.4%,COD得到有效控制,透明度显著增加。在有机肥实验中,生物水净化剂对藻类有明显的抑制作用,浓度越高,对藻类的抑制作用越明显。饵料生物方面,尽管生物水净化剂对大型浮游动物(轮虫和浮游甲壳动物)的直接影响不明显,但它对原生动物有明显的促进作用。因此,生物水净化剂在改善养殖水体水质方面有较高的应用价值。     

水源更换对给水管网水质的影响研究

为了研究水源更换对给水管网水质的影响,对北方A市水源更换过程中管网水质理化指标进行了监测分析.通过33 h的监测发现,由于水源水质不同造成管网水质化学不稳定,管网水水质部分指标发生了明显的下降,pH从7.54降到7.18,碱度从188　mg·L^-1降到117 　mg·L^-1,氯化物从310 　mg·L^-1降到132 　mg·L^-1（以Cl^-计）,电导率从0.176　S·m^-1降到0.087 　S·m^-1,钙离子和镁离子略有下降分别为15 　mg·L^-1和11 　mg·L^-1,这些都是由于滦河水质与黄河水质不同造成的;余氯在换水过程中发生了较复杂的变化,主要是由于水源更换造成耗氯量增加以及夜间用水量少造成管网水输配时间长引起的;pH、碱度、余氯的变化使得管网水中铁的含量增加,最高达到0.4 　mg·L^-1,超出饮用水标准规定的0.3 　mg·L^-1.通过分析水源更换过程中水质的变化,提出了控制管网水质稳定的方法主要有提高pH、增加碱度、投加缓蚀剂和严格保证出厂水及管网水水质指标特别是余氯等.     

供水管网水质评价方法的探讨及其应用

利用了模糊数学评价模型和综合指数评价模型分别对南方某市部分给水管网水质进行评价。评价结果分析表明,模糊数学评价法具有评价准确性好、操作简单的特点;综合指数法具有评价结果直观、精确度较高的优点。从评价结果上看,综合指数法较模糊数学评价法更为合理。     

南水北调中线工程核心水源区水环境分析与对策

湖北省十堰市地处南水北调中线工程腹地核心水源区,对水源区水环境安全监控有着重要的意义和作用。文章阐述了核心水源区环境监测实施现状情况;对核心水源区水环境安全监控存在的问题进行了分析;提出了加强核心水源区水环境安全监控的建议与对策。     

地表水水质变化对饮用水的影响

本文对泰兴市区域内主要的地表水水质进行了分析,结合饮用水源取水口建设概况及取水口水质现状,说明保护长江水质就是保护饮用水源,并提出保护饮用水源-长江水质的措施.     

再生水回用于循环冷却水的水处理剂配伍性研究

再生水回用于工业循环冷却水时,投加杀生剂和缓蚀阻垢剂是防止细菌大量繁殖以及减缓水质腐蚀管道、提高管道传热效率的有效方法之一。针对自配的复配杀生剂TH-1、TH-2与复配缓蚀阻垢剂TH-3,研究了2类药剂在同时作用时对系统的杀菌率、缓蚀率及阻垢率的影响,并利用扫描电镜对垢的形态及元素组成进行分析。实验结果表明:在异养菌总数约2.8×107CFU/mL时,2种杀生剂投加14 d后杀菌率可达99%以上;对不锈钢、铜质挂片的最大腐蚀率为0.002 2 mm/a,药剂同时作用时对碳钢具有明显的协同缓蚀的效果,腐蚀率均符合国标要求,对水质的阻垢率也有不同程度的提高,复配杀生剂与缓蚀阻垢剂配伍性良好。     

水利工程对水质的影响评价——以麻栗坝水库为例

通过对麻栗坝水库工程的水质进行预测分析,结果表明,麻栗坝水库不会产生富营养化,重金属含量不会明显增加,水利工程对水体质量变化影响较小。     

管理水冲突促进水合作

担任过新墨西哥水渠灌溉管理员的斯坦利·克劳福德(Stanley Crawford)在他的文章中曾描写过两个邻居：“关系从来不好……下游的邻居通常指责上游的邻居从来不让水流到他的地方，并且还指责他在偶尔往下游放水的时候往水里倒垃圾。”其实，这种争夺水的对立关系最早可追溯到新石器时代，也就是人类在公元     

试论循环水浓缩倍数与节水

本文以该厂循环水实际运行情况，简述了影响循环水浓缩倍数提高的一些因素及对策，实现节约用水。