生態(tài)混凝土護砌改善微污染水源水質及生態(tài)效應研究.pdf

1、長期以來，人們對河湖等地表水體的堤岸治理僅側重于水土保持、防洪、航運等單方面的需求，普遍采用的硬質化護砌切斷了水體與陸地間的物質、能量和信息交換，從而導致了地表水體水質惡化、自凈功能喪失、物種多樣性下降、生態(tài)系統(tǒng)破壞等諸多嚴重后果。水體硬質岸坡的生態(tài)化改造以及生態(tài)水體的構建已成為治水工程的新理念。隨著對生態(tài)堤岸內涵及其功能研究的不斷深入，水體生態(tài)岸坡構建及其生態(tài)效應評價迫切需要建立一套完整的技術與理論體系，從而實現(xiàn)地表水體生態(tài)治理的目的

2、，對河湖環(huán)境保護也具有重要的理論和現(xiàn)實意義。 論文研究在綜述分析國內外河湖工程治理研究動態(tài)的基礎上，利用理論分析和實驗模擬相結合的研究方法，從河流生態(tài)岸坡的構建技術及其功能研究的角度出發(fā)，提出了微污染水體的生態(tài)治理工程模式。本文采用新型生態(tài)環(huán)保材料—生態(tài)混凝土構建了生態(tài)護砌河道實驗模型，并以大量實驗研究和理論分析為基礎，提出了一整套河流生態(tài)岸坡水質改善功能及生態(tài)效應評價的技術與理論體系，重點探討了生態(tài)混凝土護坡構建技術及河流岸坡

3、生物棲息地改替等生態(tài)修復的工程實踐方法。 根據(jù)天然河流形態(tài)和運動特征，構建了仿天然河流自然彎曲特征的生態(tài)混凝土護砌河道實驗模型，通過實驗模型控制，模擬并研究徑流型河道和感潮型河道的水質凈化效果以及抗污染沖擊負荷的能力，并取得了良好的水質改善效果。論文研究中提出的生態(tài)混凝土護砌河道岸坡植被覆蓋率高，水質改善效果明顯，相對“三面光”河道中污染物去除率有很大提高；在模擬感潮型河道水質改善效果時，生態(tài)護砌的水質改善效果全面優(yōu)于模擬徑流型

4、河道時的水質改善效果；同時研究表明，生態(tài)護砌河道抗污染沖擊負荷的能力較強，實驗河道中TN濃度分別瞬時增加時，生態(tài)護砌河道水質恢復的時間較“三面光”河道有很大程度的縮減。 針對黃浦江等地表水源地中阿特拉津、酞酸酯類等微量內分泌干擾物的檢出頻率和濃度均呈上升趨勢的特性，通過大量實驗分析重點研究了生態(tài)護砌河道對微量有機物的去除效果，最終得出生態(tài)護砌河道能有效去除水中阿特拉津、酞酸酯類、氯代苯類等微量有機污染物，而“三面光”河道微量有機

5、物的去除效果不穩(wěn)定，且去除率低的有利結論，為水源地的水質安全保障提供了重要參考依據(jù)。 基于實驗河道水質演變規(guī)律和生物一生態(tài)學原理，研究建立了實驗型河道綜合水質數(shù)學模型，提出的綜合水質模型較以往的經驗模型參數(shù)大大減少，模型物理意義明確，模擬效果較好，通過參數(shù)率定，可有效識別生態(tài)護砌河道中污染物的去除效應。在對實驗河道水質演變理論分析基礎上，實驗研究了生態(tài)護砌河道的水動力學特性，并確定了生態(tài)護砌河道的粗糙系數(shù)。 通過微生物學

6、檢測和坡面基質生化性質分析，探討了河道生態(tài)護砌面上微生物量、富集微生物的分布特性及堤岸微生物棲息地改替等生態(tài)修復技術，提出了河道岸坡面的水生植物生長區(qū)是改善河流生態(tài)系統(tǒng)最活躍的功能區(qū)，也是河流生態(tài)修復的控制區(qū)。采用PFU法監(jiān)測實驗河道的微型生物群落結構，對比研究了生態(tài)護砌河道、“三面光”河道的微型生物群落的構成特征，研究結果顯示生態(tài)護砌河道微型生物群集速率較快，在較短的時間內實現(xiàn)了微生物物種平衡，生態(tài)系統(tǒng)自我完善功能強大，微型生物群集速