湖泊清淤对生态环境影响及对策探讨

以安徽省宣城南漪湖为例,根据研究区湖泊现状及环境调查结果,分析了实施南漪湖入湖河口清淤工程对生态环境的影响,进而探讨了施工和完工阶段的生态环保对策。研究表明,清淤工程产生不利环境影响集中出现在施工阶段,采取合理环境保护措施及科学监测可有效降低环境污染,研究成果可供类似清淤工程参考。

南漪湖水质时空演化特征及污染来源解析

文章基于水质采样和监测数据开展南漪湖水质评价,采用单因子评价和综合评价法,解析水质时空演化规律,基于聚类分析和主成分分析法识别湖泊水质主要影响因子,判定主要污染来源。单因子评价结果表明,2013—2021年南漪湖水质均在Ⅳ类及以下。综合水质标识法评价结果表明,南漪湖水质呈波动性变化,水质总体上处于Ⅲ类,主要表现为氮磷污染,且入湖河流对湖泊水质影响较大。汛期(6—8月)水质的主要影响因子为总氮(total nitrogen,TN)、氨氮和五日生化需氧量(biochemical oxygen demand,BOD_(5)),主要来自农田径流、外湖水产养殖和生活污水等污染源;非汛期(1—5月、9—12月)主要影响因子为氨氮、TN、高锰酸盐指数COD_(Mn)(chemical oxygen demand)、叶绿素a和总磷(total phosphorus,TP),主要受生活污水、湖底内源污染等的共同影响。该研究为制定湖区水质改善方案提供多重污染源控制角度的理论参考。

南漪湖生态清淤试验工程方案研究

开展河湖生态清淤工程对河湖水生态治理有重要意义。以安徽宣城南漪湖为例,结合试验区现场实际特征,研究制定了湖泊生态清淤可行方案。研究发现,遵循“动态调整”的理念,对湖区分区进行清淤工程,采用“表层底泥清淤疏浚+深层疏浚”的方案,疏浚一、二区清淤疏浚量分别为247.72万、1389.38万m^(3),可满足水质达标要求。表层底泥清淤疏浚机械采用绞吸式挖泥船,深层疏浚采用专用工作船吸运至临时指定点再转运的方式,同时对真空预压、机械脱水一体化、土工管袋固结3种淤泥固结技术在经济、技术和环保等方面进行比选分析,最终推荐采用土工管袋固结技术对南漪湖淤泥进行固结成土。本研究成果可作为类似清淤工程的参考。

安徽南漪湖大型底栖动物群落结构

2002年7月至2004年7月,对安徽南漪湖12个采样点的大型底栖动物群落结构进行了调查研究,共获得大型底栖动物39种,隶属于3门28属。大型底栖动物的现存量在2003年冬季出现最高值,密度最低值出现在2004年夏季。软体动物的现存量占绝对优势,其优势种为河蚬(Corbicula fluminea)、梨形环棱螺(Bellamya purificata)、铜锈环棱螺(B.aeruginosa)和长角涵螺(Alocinma longicornis)。Shannon-Wiener多样性指数、Margalef多样性指数和Pielou指数的年均值分别为0.83、0.51和0.77。南漪湖西部物种数、物种多样性、现存量均较东部高。建闸蓄水后,南漪湖的环境发生了很大的改变,随水深增加,大型底栖动物的现存量呈明显下降的趋势。

南漪湖沉积物磷的赋存形态及对上覆水的影响

以宣城市南漪湖为例,采用改进的无机磷分级提取方法对全湖共39个点位沉积物中磷(P)赋存形态进行系统研究,并分析其与上覆水体、间隙水等相互关系.结果表明,南漪湖水体磷污染水平已经处于高位,沉积物间隙水磷与上覆水体磷空间分布特征具有密切关系.南漪湖沉积物中总磷(TP)含量变化范围为463.3~1016.6mg/kg,其中各形态磷空间分布具有明显的差异性,与外源磷输入等密切相关.赋存形态含量大小、相对比例顺序依次为:钙结合态磷(Ca-P)>铁结合态磷(Fe-P)>铝结合态磷(Al-P)>还原剂可溶性磷(RS-P)>残渣态磷(Res-P)>弱吸附态磷(L-P).沉积物中TP含量与Fe-P、RS-P、Res-P极显著正相关,与L-P含量显著正相关.外源磷输入和水产养殖对南漪湖沉积物内源磷中Fe-P和RS-P贡献可能较大.南漪湖沉积物内源磷对上覆水体的潜在风险较高,其中生物有效性较高的L-P、Al-P、Fe-P和Rs-P的总和相对比例可达60%左右.沉积物中磷形态与间隙水磷浓度关系较密切,其中Al-P、Ca-P对间隙水中磷迁移转化具有重要影响.南漪湖主要出入湖河口沉积物磷的吸附解吸平衡浓度(EPC0)变化范围为0.009~0.014mg/L,均表现为EPC0<总溶解性活性磷浓度(SRP),主要河口沉积物目前仍为外源磷输入的汇.

安徽南漪湖浮游动物的物种多样性研究

对安徽南漪湖浮游动物的群落结构特征、种类组成、物种多样性进行了初步研究,旨在为其渔业资源保护和合理开发利用提供科学依据。研究结果表明:浮游动物共89种,其中原生动物23属34种,占总种数的38.20%;轮虫23属37种,占总种数的41.57%;枝角类11属15种,占总种数的16.85%;桡足类3种,占3.37%。优势种因季节而异,主要有累枝虫、螺形龟甲轮虫、针簇多枝轮虫、象鼻溞、終椤8∮味镒罡呱锪砍鱿衷谙募?主要是由于枝角类大量出现;生物密度最高量出现在2004年春季,主要是因为原生动物大量出现。

不同的螃蟹养殖方式对南漪湖水生植物多样性的影响

通过对南漪湖不同螃蟹养殖区域内的植物多样性进行研究发现围网养殖的蟹田内水生植物多样性指数为0.5以下,非围网养殖区域内植物多样性指数在0.6-0.7之间,非养殖区域植物多样性指数达到了0.8以上。植物群丛有明显的不同。在围网养殖区,群丛比较单一,主要是苦草和黑藻群丛,伴生植物简单,而且出现了危害极强的外来种凤眼莲和水花生。在非围网养殖区主要群丛出现了菱、小叶眼子菜,在非养殖区主要群丛则进一步增加,有马来眼子菜、菹草、金鱼藻、槐叶萍等,伴生种也比较丰富。通过本研究共采集鉴定南漪湖水生植物25科49种,其占安徽省水生维管植物所属科(41科)的69%,所属种(151种)的35.2%,多样性明显偏低。

蟹池养殖麦穗鱼重金属的富集特征

为了掌握重金属在麦穗鱼体内的富集规律,确保蟹池养殖麦穗鱼的食用安全性,2015年4月、8月和12月分别对宣城市郎溪县河蟹养殖池塘和南漪湖定期采集水样和麦穗鱼,采用原子吸收分光光度法测定水样和鱼样中的重金属含量。结果表明:河蟹养殖池塘水体Pb、Cu、Zn、Cd和Hg含量均符合《无公害食品淡水养殖用水水质》(NY 5051—2001),南漪湖水体重金属含量基本符合《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅰ类或Ⅱ类水平。整个检测周期内,水体中的重金属含量随着季节的变动而增加;不同水体中的麦穗鱼重金属含量有所差异,总体上呈现出同一时期蟹池鱼体重金属含量高于湖泊的现象,且2种水体麦穗鱼重金属单项污染指数均小于0.5,含量均符合《无公害食品水产品中有毒有害物质限量》(NY 5073—2006)。

安徽南漪湖水生维管植物区系分析

通过样方调查,结合文献资料,对安徽南漪湖水生维管植物进行区系分析。结果表明,南漪湖水生维管束植物有26科33属47种。植物区系分析显示,除世界分布属外,温带分布在湖区占优势地位,表明南漪湖地处亚热带,为热带向温带过渡地区。植物区系具有明显热带、亚热带与温带的性质,以温带性质为主。通过濒危植物分析,发现南漪湖单种属、寡种属、少种属植物在所属33种植物所占比例超过60%,水生维管植物共(47种)占安徽省水生维管植物(共151种,包括3亚种,6变种)的31.2%,多样性明显偏低。

南漪湖渔业经济可持续发展路径的调研

对位于安徽省宣城地区的南漪湖的水产捕捞业、养殖业、水产品流通和渔业管理等现状进行了广泛的调查,提出了南漪湖渔业经济开发中存在的诸如生产要素投入过度,水产养殖技术贡献率偏低;湖泊环境污染,制约渔业经济可持续发展;种植业农民大量兼营渔业带来的渔业管理等问题。作者认为,为实现南漪湖渔业经济的可持续发展,应加强产品质量管理,调整产业结构、提高科技贡献率和建立生态环境互惠型渔业经济发展模式。

高分卫星的水环境反演建模与应用——以南漪湖为例

利用高分遥感数据反演内陆水体中的污染物,对于评价流域污染防治效果,以及确定防治措施具有重要意义。而用于预测水质参数的光谱指数,主要包括植被指数、水体指数等,是基于水质光谱特征,在遥感影像处理中,选取合适的波段组合提取的;完成提取后,再使用数学建模方法,建立光谱特征与水质参数的定量模拟预测模型。常用的遥感反演模型有波段比值模型、一阶微分模型、半分析模型、BP神经网络模型等。本研究以南漪湖为例,通过室外站点检测和室内实验,在分析水体固有光学特性的基础上,引入机器学习算法,即随机森林算法,建立基于高分系列卫星影像的湖泊水体随机森林反演模型,识别南漪湖水质时空变化特征,并对模型性能以及反演的精确度进行评价。

南漪湖春夏季浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

2015年3月至8月对安徽南漪湖浮游植物群落结构进行了研究。结果显示,南漪湖共鉴定出浮游植物7门60属120种,其中绿藻门69种,其次为硅藻门(16种)、蓝藻门(14种)和裸藻门(13种)。浮游植物的总密度和总生物量(平均值±标准差)分别为(90. 53±58. 48)×105cells/L和(4. 21±2. 48) mg/L。浮游植物总密度呈现逐渐升高的趋势,而浮游植物总生物量呈现先降低再升高的趋势。春季浮游植物生物量以扁裸藻属Phacus和小环藻属Cyclotella为主,夏季以裸藻属Euglena、盘星藻属Pediastrum和微囊藻属Microcystis为主。水温及营养盐快速变化可能是造成南漪湖春夏浮游植物群落结构季节变化的重要原因。

南漪湖春夏季节叶绿素a浓度变化及其与环境因子间的关系

于2015年3月至8月研究南漪湖不同湖区春夏季叶绿素a浓度变化及其与理化因子间的关系.结果表明:南漪湖东西湖区叶绿素a浓度随时间的变化呈逐月上升趋势.Pearson相关性分析显示,东湖区的叶绿素a浓度与各理化因子间无显著相关性;西湖区叶绿素a浓度与水温呈显著正相关,与总氮(TN)、总磷(TP)呈显著负相关,而与其他理化因子无相关关系.

1985-2016年南漪湖湖泊面积变化对沉积速率及泥沙输移通量的影响

通过测试南漪湖2008年、2014年和2015年沉积物柱芯中的环境放射性核素^(210)Pb_(ex)和^(137)Cs,辅以相互印证的^(210)Pb CRS计年模式和^(137)Cs定年时标方法,定量估算了南漪湖过去百余年间的沉积速率变化;基于遥感目视解译方法获得了南漪湖1985—2016年湖泊面积时空变化,结合构建的湖泊泥沙输移模型,定量估算了南漪湖出湖河流的年均泥沙输移量;基于此,进一步分析了湖泊沉积速率和泥沙输移通量与湖泊面积变化之间的相关关系。结果表明:南漪湖同一湖区不同年份沉积物柱芯剖面中^(210)Pb_(ex)和^(137)Cs比活度分布特征相近,^(210)Pb_(ex)比活度遵循随深度增加而减小的趋势,^(137)Cs则在24和16 cm左右分别记录了1954年首次沉降和1963年最大沉降蓄积峰值;南漪湖沉积速率整体呈现波动变化趋势,在20世纪50年代前后沉积速率出现极大值,随后至采样年份该沉积速率呈缓慢上升趋势,这种变化可能与不同历史时期的自然因素和人类活动密切相关;过去31年间,南漪湖湖泊面积整体上呈缩小趋势,减少了57.37 km^(2),主要集中于西北、东北和东南部等区域,湖泊周边过度围垦是影响湖泊面积变化的主导性因素;南漪湖出湖河流的年均泥沙输移量约为1904.60 t/a,湖泊沉积速率和泥沙输移通量受湖泊面积变化影响较大,随着湖泊面积的增加,湖泊沉积速率和泥沙输移通量分别呈指数降低和线性增加的趋势。

南漪湖及其周边乡镇社会经济可持续发展的研究

南漪湖水资源是南漪湖地区经济发展的重要的可再生资源,是沿湖数万农渔民维持生计的最后出路。研究表明,南漪湖地区具有几个明显的社会和经济特征。近10年来,南漪湖渔业捕捞人口占渔业人口的比例呈现持续下降趋势。南漪湖周边乡镇教育水平低下,2001年,小学以下文化程度的人口比例高达56%以上。教育发展缓慢严重制约了农村经济发展、产业结构调整和农业劳动力向经济发达地区的流动。研究报告认为为了实现南漪湖湖区经济的可持续发展,应建立"政府+合作组织(传统渔民+兼业渔民)+市场"的管理模式。农民合作组织或机构的形成有助于分散的个体经营者应对日益激烈的市场竞争;提高生产效率;有利于提高调整产业结构的能力;提高剩余劳动力的再就业能力。论文对制约南漪湖地区社会经济可持续发展的因素也进行了比较深入的探讨。

村镇生态护岸绿色基础设施综合体的构建——以安徽宣城南漪湖环湖地区为例

南漪湖环湖地区受到周边农业生产、圩区水产养殖及上游流域水量变化的影响,出现了水质污染、洪涝灾害、水土流失、水域及陆地生态系统之间缺乏良性互动、绿色基础设施功能单一等生态问题。鉴于生态护岸自身特征及其综合效益,文中认为可以通过构建生态护岸绿色基础设施综合体来解决南漪湖环湖地区的多种生态问题,在南漪湖现状分析研究的基础上提出了具有针对性的生态护岸类型和生态技术选择,并选取了较为典型的4个生态空间进行了生态护岸绿色基础设施综合体模式的构建,为生态护岸绿色基础设施综合体在我国风景园林建设中的应用提供了一种思路。

水阳江中游南漪湖治理控制工程方案选定

水阳江流域上游山区暴雨集中 ,洪峰流量大 ,经常超过中下游河道的安全泄量。按照流域规划要求 ,水阳江综合治理主要措施是上游建库蓄洪 ,中游建闸控制蓄洪 ,下游清障开卡。南漪湖是水阳江中游最大的调蓄湖泊。在北山河马山埠和双桥河口分别建闸控制洪水 ,同时封堵油榨沟河 ,是解决中游洪水的切实可行的、合理的工程方案。

浅谈宣城市水污染防治项目建设与绩效目标

为贯彻落实国务院和安徽省相关文件,在宣城市水污染防治工作方案的基础上,明确无量溪河、南漪湖及其入湖水体、水阳江玉山饮用水源地、梅溧河作为宣城市近期水污染防治工作重点。根据各重点水体现有环境问题,针对性地提出相应项目建设和绩效目标,并做效益分析,力争为精准开展宣城市水污染防治工作提供理论基础。

南漪湖银鱼资源衰退原因及对策

南漪湖具有银鱼生长繁衍的良好生态条件，１９８１～１９８７年总产银鱼１１５０ｔ。１９８８年后由于过度捕捞，经济鱼类种类组成改变；加上多年旱灾低水位的影响，造成资源严重衰退。通过分析认为：合理调整经济鱼类种类组成，开展放流移植增殖，加强资源保护管理等将使银鱼年产量达到历史最高水平的２．６９倍。

南漪湖叶绿素a浓度荧光反演算法研究

叶绿素a(Chlorophyll-a,Chl-a)浓度是监测浮游植物和水质状况的代表性指标,对湖泊富营养化评价具有重要意义。为了探求南漪湖多时相的Chl-a浓度高光谱特征及反演方法,选取2020年—2021年间南漪湖8次走航式水体实验同步采集的98组高光谱数据和Chl-a浓度数据,分析不同Chl-a浓度条件下南漪湖实测光谱的变化特征,同时考虑水质组分变化和采样时间变化对光谱的影响,提取能反映Chl-a浓度信息的特征波段。然后引入峰谷距离法、荧光基线高度法、峰面积法和基于峰面积法改进的谷上峰面积法共同反演南漪湖Chl-a浓度,并利用5折交叉验证法比较不同反演算法的优劣。研究结果表明:(1)随着Chl-a浓度的增大,荧光峰位置向红外方向移动,Chl-a吸收谷和荧光峰分别有加深和升高的趋势,峰谷差异更加明显,荧光峰附近谱段能够有效反映Chl-a浓度变化;(2)利用5折交叉验证法将样本分为5组,依次作为验证集进行建模,对于不同组别的验证集各方法的RMSE和MAPE极差平均值分别为0.4375μg·L^(-1)和28.27%,可见样本建模集与验证集的选取会显著影响精度评价结果,5折交叉验证的方法可以减小上述误差,在样本范围内最大程度地比较出各方法的优劣;(3)结合Chl-a浓度吸收谷极小值处水平切线提出的谷上峰面积法取得了最优的反演结果,其验证精度分别为R^(2)=0.7567,RMSE=1.6531μg·L^(-1),MAPE=40.77%,相较于峰谷距离法、荧光基线高度法和峰面积法精度均有提升,为叶绿素a浓度荧光反演提供了新的思路。