滆湖重建沉水植物生境对抑制沉积物再悬浮的模拟研究

作     者：龚然 胡梅 续衍雪 徐力刚 蒋名亮 Gong Ran;Hu Mei;Xu Yanxue;Xu Ligang;Jiang Mingliang

作者机构：南京工程学院环境工程学院南京211167 江西省生态环境监测中心南昌330037 生态环境部环境规划院长江经济带生态环境联合研究中心北京100041 清华大学水利系水电工程系北京100084 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与流域水安全重点实验室南京210008 中国科学院南京地理与湖泊研究所鄱阳湖湖泊湿地综合研究站九江332899 江西省鄱阳湖流域生态水利技术创新中心南昌330029 

出 版 物：《湖泊科学》 (Journal of Lake Sciences)

年 卷 期：2024年第36卷第5期

页      面：1403-1411,I0010-I0013页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U2240224,42307106) 南京工程学院校级科研基金项目(ZKJ201804) 江西省科技计划项目(20213AAG01012,20212BBG71002,20222BCD46002) 江西省水利厅科技项目(202325ZDKT08) 长春市科技发展计划项目(23SH03)联合资助 

主　　题：滆湖 沉水植物 沉积物再悬浮 数学模型 情景预测 

摘      要：滆湖自1990s以来水生态环境变化迅速,水生植物几乎消亡,生态系统由“草型清水湖演变为“藻型浊水湖,其浅水特性在风力作用下常造成底床沉积物的再悬浮现象。泥沙和营养物质频繁重回上覆水体导致水质长期难以改善,故重建沉水植物生境被认为是恢复滆湖生态环境的措施之一。本文构建滆湖水环境模型,模拟和分析水动力及沉积物的再悬浮过程。研究表明,在常规风力条件下(约2.2~2.8 m/s),全湖底床切应力均值(■)约为0.023 N/m^(2),全湖几乎不存在沉积物再悬浮现象,而在强风条件下(如大于10 m/s),■可达0.45 N/m^(2),全湖绝大部分区域的沉积物均可以发生再悬浮,南部浅水区域及其东西沿岸为再悬浮发生的高频地区。模型设定了一种沉水植物生境的情景条件进行模拟与预测。研究结果表明,在易发生再悬浮且适合沉水植物生长的南部区域,重建覆盖度约为12%的沉水植物,可削减实际条件下■的24.4%,从而分别降低年均和强风时刻全湖固体悬浮物(TSS)浓度的29.3%和25.1%。对一次强风过程的模拟结果表明,情景条件下■由实际条件下的0.45 N/m^(2)下降为0.34 N/m^(2),全湖TSS均值和最大值比实际条件分别下降了20.9和470 mg/L,沉水植物生境的存在对全湖TSS浓度改善效果显著。