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广东省某大型水库水质时空变化特征综合评价

广东水利电力职业技术学院学报 2025年第1期23卷 21-27页

作者：洪昌红刘达肖耿锋杨凤娟张之琳麦颖文广东省水利水电科学研究院广州510635 河口水利技术国家地方联合工程实验室广州510635

针对广东省某大型水库水质评价缺乏长期性整体性分析问题,采用水库河流区S1、过渡区S2和湖泊区S3点位2010-2022年月度水质数据,通过水质指数(CCME-WQI)评价水库水质状况,并结合主成分分析、相关性分析方法探究水库长期运行过程中水质时... 详细信息

针对广东省某大型水库水质评价缺乏长期性整体性分析问题,采用水库河流区S1、过渡区S2和湖泊区S3点位2010-2022年月度水质数据,通过水质指数(CCME-WQI)评价水库水质状况,并结合主成分分析、相关性分析方法探究水库长期运行过程中水质时空变化特征及主要影响因子。结果表明:(1)从空间尺度看,S1点位氮磷污染物浓度较高,S2和S3点位DO和Chla浓度较高,各监测点位TP浓度呈上升趋势;(2)从时间尺度看,各监测点位WQI总体呈上升趋势,2014年后水质改善较为明显;(3)水库S1点位水质变化主要由pH、NH_(3)-N和TN主导,而S2和S3点位则主要由pH、BOD_(5)和COD_(Mn)主导,Chla变化与COD_(Mn)、BOD_(5)、TP极显著正相关(p<0.001),但与TN等极显著负相关(p<0.001)。受上游入库污染物影响,S1点位氮磷污染物浓度较高;S2水动力条件较弱,存在较高藻华风险;2014年入库污染物总量得到有效控制是水库水质改善根本原因。建议进一步加强水库联合调度、藻华应急处置、水生态保护与修复研究,提升水库水生态风险防范与处置能力。

关键词：水质指数主成分分析水体富营养化藻华

循环水养殖系统尾水池塘生态系统稳定的影响因素探究

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循环水养殖系统尾水池塘生态系统稳定的影响因素探究

作者：肖耿锋华南理工大学

学位级别：硕士

池塘养殖目前仍是我国淡水养殖的主要方式,但在长期发展过程中存在水资源浪费、鱼病频发、养殖废水排放污染周围水体等问题。近年来,随着对养殖废水排放的管理趋于规范和严格,集装箱循环水养殖技术等新型的水产养殖方式应运而生,依靠生... 详细信息

池塘养殖目前仍是我国淡水养殖的主要方式,但在长期发展过程中存在水资源浪费、鱼病频发、养殖废水排放污染周围水体等问题。近年来,随着对养殖废水排放的管理趋于规范和严格,集装箱循环水养殖技术等新型的水产养殖方式应运而生,依靠生态池塘等污水处理设施对养殖废水进行无害化处理,在节水减排和废水循环利用上表现出巨大潜力,可满足生态文明建设和鱼类安全生产的要求。然而,目前对于集装箱循环水养殖技术中生态池塘对养殖废水的处理能力、效率和机理仍然缺少系统的研究,对影响系统稳定运行的因素还未达成共识。鉴于此,本文基于新建的集装箱循环水养殖系统,在系统稳定性较差的建成初期,开展以下研究:(1)对养殖系统水循环路径上不同功能区域的水质理化指标进行为期七周的连续检测,研究水体中氮磷等化合物浓度的变化规律及生态池塘对养殖废水的处理效果;(2)对生态池塘的底泥及水体循环路径上不同功能区域养殖水体的微生物群落结构进行16S rRNA测序,探究底泥及水体中微生物群落的丰富度、多样性和组成情况,并分析环境因子与微生物群落之间的相互关系;(3)使用AQUATOX模型构建尾水池塘水生态系统模型,对浮游生物及底栖动物等功能组分的生物量的演化情况进行模拟,并针对影响系统稳定的因素进行池塘生态系统发展预测和情景工况模拟。通过对现场实验和模型计算结果进行分析,可得出以下结论:(1)养殖水体中溶解氧浓度满足鱼类生长需求,但不利于在生态池塘#1和#2形成厌氧和兼性厌氧环境;(2)p H值的变化容易受到人为和环境因素干扰,在第四周和第七周骤升至8.5以上,不利于养殖鱼类健康和藻类生长;(3)建成初期系统对氮磷化合物的降解转化能力不足,亚硝酸盐、硝酸盐、总氮和总磷浓度在实验结束时高达6.16±0.49 mg/L、15.61±2.32 mg/L、14.12±0.42 mg/L和11.18±1.00 mg/L,水体处于富营养化状态;(4)养殖水体和底泥的微生物群落中优势门为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),底泥的微生物群落丰富度和多样性远高于水体,底泥是微生物进行生命活动的主要场所;(5)底泥的微生物群落结构在养殖初期较为稳定,而水体中微生物群落结构随时间显著变化,在后期蓝藻细菌门(Cyanobacteria)发展成为水体中微生物组成的优势门,黄杆菌属(Flavobacterium)等致病菌属为优势属,需要警惕水体发生“水华”的风险和鱼类养殖安全问题;(6)氨氧化菌(AOA和AOB)和硝化细菌(NOB)在底泥中相对丰度远高于水体中,但相对丰度也分别仅为0.03%～1.28%、2.57%～8.26%,而聚磷菌(PAOs)相对丰度接近于0。同时养殖水体中中碳源不足、营养物浓度过高是影响微生物群落结构的重要因素;(7)数值模拟表明硅藻因捕食损失生物量迅速下降,绿藻和蓝藻为优势藻,且蓝藻生物量在模拟时段内生物量增长超过300%,水生动物更容易适应系统环境的变化;(8)系统依靠自身的自净能力在长时间的养殖过程中可以有效削减营养物质浓度,但是削减氮磷输入是迅速降低水体富营养化程度的关键手段,同时在生态池塘中适量投放滤食性鱼类并在池塘#3中培植沉水植物可以限制水生动物的生物量,有利于池塘各组分功能的恢复和平衡。综上所述,集装箱循环水养殖系统在建成初期碳源不足、生态池塘中溶解氧浓度过高和p H值偏大等问题抑制了微生物的生命活动,影响了系统的脱氮除磷效果,氮磷化合物大量积累形成富营养化环境。在此条件下,水生动物大量繁殖对藻类生长形成胁迫,系统各组分功能之间处于失衡状态。可以通过削减氮磷输入,如优化饲料投喂方案和饲料配方,培植沉水植物和投放滤食性鱼类等措施使系统功能得到有效恢复。本文的研究结果,可为改进集装箱循环水养殖系统和其它新型水产养殖方式的设计方法、日常管理提供重要参考,可为降低新型水产养殖方式在实际养殖作业和推广过程中的不确定风险提供技术支持。

关键词：集装箱循环水养殖模式养殖废水处理 16S rRNA测序 AQUATOX模型

室内循环养殖系统中曝气流量对尼罗罗非鱼生长的影响

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水产学报 2020年第7期44卷 1075-1085页

作者：程香菊肖耿锋谢骏舒锐华南理工大学土木与交通学院中国水产科学研究院珠江水产研究所广州观星农业科技有限公司

曝气流量是曝气推流循环养殖系统的重要控制性因素,为综合研究不同曝气流量对鱼类生长和鱼肉品质的影响,参照野外养殖基地,利用自行设计的室内循环流水养殖模型,在0、30和50 L/min三组曝气条件下,以尼罗罗非鱼[初始体质量为(23.61±3.50... 详细信息

曝气流量是曝气推流循环养殖系统的重要控制性因素,为综合研究不同曝气流量对鱼类生长和鱼肉品质的影响,参照野外养殖基地,利用自行设计的室内循环流水养殖模型,在0、30和50 L/min三组曝气条件下,以尼罗罗非鱼[初始体质量为(23.61±3.50)g]为对象,进行为期56 d的研究。结果显示:①30 L/min组中尼罗罗非鱼的最终体质量和特定生长率分别为(79.56±3.82) g和(2.81±0.54)%/d,其中特定生长率比0和50 L/min组分别高出11.07%和8.49%,同时该曝气流量下血清中的总蛋白和甘油三酯浓度较高,而尿素氮浓度较低,比如第56天时总蛋白浓度比0和50 L/min组分别高出57.43%和10.43%,甘油三酯浓度则分别高出22.19%和12.32%,但尿素氮浓度降低了39.02%和37.50%。葡萄糖浓度受曝气流量影响不显著。50 L/min组谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性高于0和30 L/min组;②第56天时30 L/min组中鱼肉的硬度、弹性和咀嚼性高于0和50 L/min组,硬度分别比0和50 L/min组高出27.10%和15.85%,弹性高出9.10%和3.54%,咀嚼性高出42.25%和24.06%,而回复性在50 L/min组略高于其他两组。研究表明,低曝气流量(0 L/min)下,由于缺少水流刺激和溶解氧含量不足,导致尼罗罗非鱼生长速率缓慢;而高曝气流量(50 L/min)下流速过大会加快尼罗罗非鱼体内营养物质的消耗;中等曝气流量(30 L/min)最有利于尼罗罗非鱼的生长和鱼肉品质的提升。

关键词：尼罗罗非鱼曝气流量循环养殖系统生长品质

季风气候区东风水库水质和沉积物时空特征及污染评价

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中国水利水电科学研究院学报(中英文) 2024年

作者：肖耿锋杜欢欢洪昌红刘达林文圣广东省水利水电科学研究院河口水利技术国家地方联合工程实验室

为了揭示季风气候区水库饮用水源地的水质和沉积物时空特征及污染风险，以广东省云浮市东风水库为研究对象，通过现场调查和试验研究，分析水质特征的季节变化情况和沉积物营养盐的分布特征，针对水质特征采用综合营养状态指数（TLI）... 详细信息

为了揭示季风气候区水库饮用水源地的水质和沉积物时空特征及污染风险，以广东省云浮市东风水库为研究对象，通过现场调查和试验研究，分析水质特征的季节变化情况和沉积物营养盐的分布特征，针对水质特征采用综合营养状态指数（TLI）法和改进TOPSIS模型进行评价，并采用综合污染指数对沉积物的污染状况进行评价。结果表明，水库各监测断面TLI为36.45～49.51，营养状态均为中营养；TOPSIS评价结果显示水库水质季节性波动变化较大，丰水期初期水质出现恶化趋势；坝前和库尾综合污染指数为1.96和1.62，均为中度污染状态，水库内源氮磷污染风险较高；污染源调查分析结果表明林业、农业种植产生的面源污染和沉积物氮磷污染物释放导致的内源污染为水库潜在污染来源。研究成果可为季风气候区饮用水源地水生态保护与修复提供参考。

关键词：水质评价沉积物评价面源污染水库饮用水水源地东风水库

基于AQUATOX模型的集装箱养殖尾水净化塘生态系统模拟及调控预测

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环境工程学报 2022年第5期16卷 1525-1536页

作者：冯丽娟肖耿锋程香菊谢骏舒锐华南理工大学土木与交通学院广州510641 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州510640 中国水产科学研究院珠江水产研究所广州510380 广州观星农业科技有限公司广州511453

为解决传统养殖中养殖尾水的环境污染问题,促进池塘养殖可持续发展,基于新建的集装箱式循环水养殖系统,构建了三级养殖尾水净化塘水生态系统模型,对池塘水质、浮游植物及水生动物生物量以及池塘生态系统的演变进行了为期6个月的模拟预测... 详细信息

为解决传统养殖中养殖尾水的环境污染问题,促进池塘养殖可持续发展,基于新建的集装箱式循环水养殖系统,构建了三级养殖尾水净化塘水生态系统模型,对池塘水质、浮游植物及水生动物生物量以及池塘生态系统的演变进行了为期6个月的模拟预测,并设置添加沉水植物和添加低密度滤食性鱼类2种情景模拟。结果表明:水质模拟值的变化趋势与实测值基本一致,模拟值与实测值的平均相对误差为4.98%~23.37%;模拟预测的设定条件下和模拟时段中,池塘生态系统的结构趋于稳定,形成以绿藻为主的藻类群落、以摇蚊和桡足类为主的水生动物群落;在尾水净化塘中,添加沉水植物对氮磷去除效果不明显,但对增加水体中溶解氧质量浓度作用明显,3个池塘溶解氧变化率最大值分别为23.11%、45.39%和77.90%;添加低密度滤食性鱼类有助于浮游植物的生长,3个池塘硅藻生物量的最大增幅为89.80%、47.22%和22.06%,绿藻生物量的最大增幅为76.95%、54.05%和23.29%,蓝藻生物量的最大增幅为45.99%、33.37%和20.30%。综上所述,基于AQUATOX构建串联的尾水净化塘水生态系统模型并模拟培植沉水植物和添加低密度滤食性鱼类的生物处理方法,不仅能够为管理者调整喂养结构提供借鉴与帮助,也可用于调控水生态系统组分,有利于水生态系统功能的恢复和平衡。本研究结果可为管理集装箱式循环水养殖模式的喂养结构、构建尾水净化塘生态系统、改进其他利用生物处理技术处理养殖尾水的养殖模式提供参考。

关键词： AQUATOX模型水产养殖尾水处理生物处理技术

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载铁生物质陶粒除磷性能研究

中国农村水利水电 2023年第5期 26-33,40页

作者：洪昌红肖耿锋黄本胜邱静张之琳广东省水利水电科学研究院广东广州510630 广东省水动力学应用研究重点实验室广东广州510630 河口水利技术国家地方联合工程实验室广东广州510630

为实现农村生活污水治理与污泥利用相结合,以广东省北江清淤底泥和湿地植被为原料,添加铁盐制成载铁生物质陶粒(陶粒A),同时使用非载铁生物质陶粒(陶粒B)、市售黏土质污水处理陶粒(陶粒C)开展生活污水除磷试验研究。试验结果表明:陶粒A... 详细信息

为实现农村生活污水治理与污泥利用相结合,以广东省北江清淤底泥和湿地植被为原料,添加铁盐制成载铁生物质陶粒(陶粒A),同时使用非载铁生物质陶粒(陶粒B)、市售黏土质污水处理陶粒(陶粒C)开展生活污水除磷试验研究。试验结果表明:陶粒A具有丰富的蜂窝网状孔隙结构,可为铁离子提供有效载体,同时为磷酸盐的吸附提供了通道和活性点位。等温吸附模型表明陶粒A和陶粒B对总磷的吸附结果较符合Langmuir模型(R^(2)>0.95),陶粒C对总磷的吸附结果较符合Freundlich模型(R^(2)>0.82),且陶粒A的理论饱和吸附量Q_(max)远大于其他两种陶粒,为383.26 mg/kg。动态柱吸附实验显示陶粒A的最大吸附量q_(0)和半穿透时间τ均大于陶粒B和陶粒C,分别达到7.06 mg/g、458.80 min,使用Thomas模型和Yoon-Nelson模型均能较好地描述陶粒的动态吸附过程(R^(2)>0.86)。

关键词：载铁生物质陶粒农村污水治理等温吸附模型动态吸附模型

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再生水补水河涌的水环境风险分析

广东水利水电 2023年第1期 66-71页

作者：张威肖耿锋洪昌红广州市河涌监测中心广州510600 广东省水利水电科学研究院广州510635

该文以广州市猎德涌为研究对象,沿补水水流方向设置4个监测点位对水质指标时间和沿程变化进行分析。结果表明,使用再生水对河涌进行生态补水1个月后,水质指标区域逐渐稳定,水环境风险基本可控;基于改进TOPSIS水质评价模型对不同监测点... 详细信息

该文以广州市猎德涌为研究对象,沿补水水流方向设置4个监测点位对水质指标时间和沿程变化进行分析。结果表明,使用再生水对河涌进行生态补水1个月后,水质指标区域逐渐稳定,水环境风险基本可控;基于改进TOPSIS水质评价模型对不同监测点位水质情况进行综合分析发现,再生水经过湖泊调蓄和输水距离变长水质恶化风险增大。该研究可为以广州市为代表的南方丰水地区城市使用再生水进行河湖生态补水的水环境风险初步预判提供借鉴。

关键词：再生水补水猎德涌水环境风险改进TOPSIS模型

节水型流域建设路径探究——以广东省东江流域为例

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广东水利水电 2024年第3期 71-76,104页

作者：肖耿锋洪昌红黄本胜刘达成忠理陈颖悟广东省水利水电科学研究院广州510635 广东省水动学力应用研究重点实验室广州510635 广东省东江流域管理局广东惠州516000

为了探索节水型流域建设路径,并将广东省东江流域建设为我国首个节水型流域典范,该文通过分析东江流域水资源开发利用情况、用水节水特征和节水潜力,对比东江流域与钱塘江流域、闽江流域之间水资源节约集约利用情况,提出“1245”节水型... 详细信息

为了探索节水型流域建设路径,并将广东省东江流域建设为我国首个节水型流域典范,该文通过分析东江流域水资源开发利用情况、用水节水特征和节水潜力,对比东江流域与钱塘江流域、闽江流域之间水资源节约集约利用情况,提出“1245”节水型流域建设路径。结果显示:①东江流域存在农业和生活用水水平较低、地区节水水平不均衡等问题,流域农业、工业和服务业均存在较大节水潜力;②流域内河源市和惠州市需继续推进节水型城市和县域节水型社会建设,流域内各地市需持续强化农业、火电行业等重点节水举措。通过分析东江流域节水型社会建设情况并探究“1245”节水型流域建设路径,能有效为节水型流域建设提供借鉴。

关键词：东江流域节水型社会节水型城市县域节水型社会节水型流域典范

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塔里木盆地塔北台盆区奥陶系油气分布有序性

石油与天然气地质 2025年第1期46卷 15-30页

作者：云露曹自成耿锋汪洋丁勇刘永立中国石化西北油田分公司新疆乌鲁木齐830011

塔河和顺北油气田是中国石化在塔里木盆地塔北台盆区发现的面积最大、富集程度最高、油气连片分布、多层系聚集的两大油气田。分析了塔河和顺北油气田奥陶系油气藏的油气性质、油品多相态、成藏模式与差异成藏富集、油气井油气产出与断... 详细信息

塔河和顺北油气田是中国石化在塔里木盆地塔北台盆区发现的面积最大、富集程度最高、油气连片分布、多层系聚集的两大油气田。分析了塔河和顺北油气田奥陶系油气藏的油气性质、油品多相态、成藏模式与差异成藏富集、油气井油气产出与断裂差异活动性,研究了塔北台盆区奥陶系油气分布有序性。结果表明:①多源多期生排烃、烃源岩差异热演化、长期稳定发育的古隆起和古斜坡背景及储层形成与发育共同控制了塔北台盆区油气性质和油品相态的有序分布。②多期构造调整和多期成藏控制了塔北台盆区气藏-超重质油藏的油气主成藏期、油气藏类型有序分布和油气富集程度。③断裂垂向输导和研究区东部岩性与不整合面侧向输导形成了顺北成藏模式;顺北地区多为原地充注,油柱高度大;坡度控制下侧向调整与通源断裂带规模控制了油气差异富集;烃源岩演化特征控制了本区在海西晚期和燕山期成藏为主的原生油气藏分布;断裂、不整合面和岩溶缝洞体横向输导为主形成了塔河成藏模式;塔河油气田呈现多期立体连片成藏,深大断裂带与古隆起和古斜坡控制了油气差异富集。④在富油气区带整体有序成藏背景下,通源走滑断裂带具有“控储、控藏、控富”有序成藏特性,油气沿深大走滑断裂带运移路径周边圈闭富集。⑤根据塔里木盆地塔北台盆区奥陶系油气有序性分布,提出环满加尔坳陷西缘、环轮台断裂带和环阿瓦提北坡为立体勘探增储上产潜力区。

关键词：富集规律有序分布油气藏奥陶系顺北地区塔河地区塔北台盆区塔里木盆地