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农村河道微生态系统构建及原位修复底泥

环境工程 2022年第11期40卷 54-60页

作者：王亦铭丁露徐佳莹石雷刘一帆梁文伯杨小丽东南大学土木工程学院南京211189

我国农村河道底泥氮磷元素蓄积严重,物化修复技术存在污染物去除不彻底、易破坏水生生态系统等问题。采用生物生态修复技术不仅能抑制底泥污染释放,还能恢复水生生态系统,强化水体自净功能。构建了由“玉米秸秆生物炭固定化脱氮菌-苦草... 详细信息

我国农村河道底泥氮磷元素蓄积严重,物化修复技术存在污染物去除不彻底、易破坏水生生态系统等问题。采用生物生态修复技术不仅能抑制底泥污染释放,还能恢复水生生态系统,强化水体自净功能。构建了由“玉米秸秆生物炭固定化脱氮菌-苦草/伊乐藻-中华田园螺”组合的泥水界面复合微生态系统,并探究了该系统对底泥和上覆水中污染物的去除效果及对底泥微生物群落结构的影响。结果表明:复合微生态系统能有效降低底泥中的氮磷污染,运行62 d后底泥OM、TN和TP去除率分别为85.41%、77.40%和54.98%,可将OM、TN、TP严重污染水平的底泥分别修复至轻度污染、中度污染和清洁水平;同时微生态系统对上覆水氮素具有较好的去除效果,上覆水NH^(+)_(4)-N、TN浓度均达到GB 3838—2018《地表水环境质量标准》Ⅲ类水标准。微生态系统的构建提高了河道底泥系统中的生物多样性,底泥污染的Chloroflexi(绿弯菌门)相对丰度降低,具有降解污染物能力的Proteobacteria(变形菌门)相对丰度提高。

关键词：微生态系统农村河道玉米秸秆生物炭底泥原位修复上覆水水质

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农村河道生态治理模式研究

中国农村水利水电 2009年第10期 55-56,60页

作者：张震宇陈强富张展羽夏继红南京市水利局南京210008 河海大学农业工程学院南京210098

随着社会经济的发展,农村河道侵占严重,水面积锐减,河道淤积导致水利生态功能弱化,河道坍塌导致植被生态弱化,水环境受到很多污染源的影响,特别是农村面源污染。对农村河道的治理应该从水环境治理和河道结构治理两方面着手。河道水环境... 详细信息

随着社会经济的发展,农村河道侵占严重,水面积锐减,河道淤积导致水利生态功能弱化,河道坍塌导致植被生态弱化,水环境受到很多污染源的影响,特别是农村面源污染。对农村河道的治理应该从水环境治理和河道结构治理两方面着手。河道水环境模式有循环利用生态治理模式、整体优化生态治理模式、多尺度相结合的生态治理模式、多技术集成的生态治理模式;河道结构治理模式包括自然生态型河道治理、工程生态型河道治理以及景观生态河道治理三种治理模式。

关键词：农村河道水环境河道结构生态治理

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农村河道生态治理模式水质改善效果模拟

水电能源科学 2024年第3期42卷 200-203,58页

作者：谢梦瑶高玉琴彭亚敏姚怀柱河海大学水利水电学院江苏南京210098 江苏省农村发展研究中心江苏南京210015

随着河长制的全面推行和乡村振兴战略实施,农村河道生态治理行动在全国各地相继展开,农村水环境问题备受关注。立足于农村河道构建水动力-水质耦合模型,通过模拟3种生态治理模式(生态浮床、生态护岸和生态湿地)下农村河道污染物浓度变... 详细信息

随着河长制的全面推行和乡村振兴战略实施,农村河道生态治理行动在全国各地相继展开,农村水环境问题备受关注。立足于农村河道构建水动力-水质耦合模型,通过模拟3种生态治理模式(生态浮床、生态护岸和生态湿地)下农村河道污染物浓度变化情况,分析3种治理模式对河道的水质改善效果。结果显示,生态湿地改善水质效果最佳;3种生态治理模式下,污染物降解量均与污染物本底浓度高度正相关,降解率与污染物本底浓度相关性一般;补水流量越大,污染物降解效果越突出,单位补水流量对降解污染物的贡献度越低,当补水流量约占本底流量的10%时,改善水质效果最佳。研究成果可为农村河道生态治理提供参考。

关键词：农村河道生态治理 MIKE11 水质改善生态补水

农村河道污染底泥固化稳定化的材料优选及效果评价

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农村河道污染底泥固化稳定化的材料优选及效果评价

作者：黄琪东南大学

学位级别：硕士

传统底泥固化稳定化技术中掺加水泥,固化成本较高,而且底泥固化后回用于土壤,环境友好性差。探索农村就地可取、低成本、环境友好的固化稳定化材料,可促进农村河道污染底泥资源化利用。本研究首先优选了固化效果最佳的矿物质材料及胶凝... 详细信息

传统底泥固化稳定化技术中掺加水泥,固化成本较高,而且底泥固化后回用于土壤,环境友好性差。探索农村就地可取、低成本、环境友好的固化稳定化材料,可促进农村河道污染底泥资源化利用。本研究首先优选了固化效果最佳的矿物质材料及胶凝剂材料;在此基础上,通过单因素及响应面优化试验探究了固化材料的最佳掺量配比。同时,对固化材料与底泥之间的固化反应机理进行了探究,并对固化剂的生态安全稳定性及经济效益进行了综合评价。主要研究结论如下:不同絮凝剂促进底泥自然干化脱水试验结果表明,相同掺量条件下,聚合硫酸铁(Polymeric Ferric Sulfate,PFS)促进底泥自然干化脱水的效率高于聚合氯化铝(Poly Aluminium Chloride,PAC),同时PFS最佳掺量为2.5 g/kg。矿物质材料(膨润土、白云石、碳酸钙、石英砂、炉渣)及胶凝剂材料(柑橘皮、柚子皮、豆腐柴、红薯秸秆、羧甲基纤维素钠、桑树叶、败酱草、海藻酸钠、鸡粪)筛选试验结果表明,膨润土对固化土抗压强度的提高效果最好,柑橘皮粉胶凝效果最优。单因素试验结果表明,随水泥掺量增加,固化土强度提高;膨润土掺量5 g/kg、柑橘皮粉掺量10 g/kg时,能显著提高固化土强度,但过量掺加反而会导致固化强度降低。响应面优化得出固化剂最佳掺量配比为:水泥15 g/kg、膨润土5.14 g/kg、柑橘皮粉9.66g/kg;在此掺量下固化土28 d强度可达3144.84 kPa。对不同掺量配比的固化土试样进行X射线衍射和电镜扫描测试发现,随水泥掺量增加,固化土孔隙减小,纤维状、针棒状的水化铝酸钙和水化硅酸钙的含量增加,柑橘皮释放的果胶含量增加。随膨润土掺量增加,水化硅酸钙和水化铝酸钙的含量先增加后降低,固化土孔隙变大。随柑橘皮粉掺量增加,固化土孔隙由紧密逐渐变得疏松,水化硅酸钙和水化铝酸钙含量降低,团状、球状的低酯果胶絮体含量先上升后下降,低酯果胶絮体含量与固化土抗压强度变化趋势一致。生态安全稳定性试验结果表明,固化土的重金属、TN、TP浸出浓度均符合相应的环境质量标准。固化底泥培养黑麦草试验发现,水泥、膨润土、柑橘皮粉单独掺入底泥,均不利于黑麦草发芽。研究还发现膨润土掺入底泥,对黑麦草生长后期有促进作用;柑橘皮粉直接掺入底泥会促进底泥中致病菌繁殖,不利于黑麦草生长。经济效益评价结果表明,膨润土及柑橘皮粉的掺入在保证了固化土强度的同时,减少了水泥使用量,节约了固化成本。

关键词：农村河道污染底泥固化稳定化材料筛选掺量配比固化机理

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农村河道生态治理方法研究及其应用

农村河道生态治理方法研究及其应用

作者：樊进娟大连理工大学

学位级别：硕士

河流是水生态系统的重要载体,对维持自然生态平衡和人类社会的发展具有重要作用,但是随着农业面源污染的不断扩大,加之乡镇企业和畜禽养殖业的污染加剧及生活污水和垃圾的随意排放,农村河流生态系统遭到破坏,水体污染严重,水环境质量下... 详细信息

河流是水生态系统的重要载体,对维持自然生态平衡和人类社会的发展具有重要作用,但是随着农业面源污染的不断扩大,加之乡镇企业和畜禽养殖业的污染加剧及生活污水和垃圾的随意排放,农村河流生态系统遭到破坏,水体污染严重,水环境质量下降。而我国水源地多处于农村地区,农村的水生态问题不仅影响了农村居民的生活环境,而且严重威胁到人们生活饮用水的安全。我国2015年4月2日出台的“水十条”特别强调要从源头保障饮用水安全,推广水生态修复示范适用技术。因此,针对农村河道特性,对农村河道生态治理方法进行研究具有重大的意义。本文在对吉林省双阳河等五条农村河流的断面形式、岸坡情况、水质状况、污染来源等进行实地调查的基础上,结合相关文献资料总结出农村河道的特点和现阶段存在的主要问题,针对农村河道的特性,提出了农村河道生态治理的原则和方法,从结构形态设计、河道岸坡治理和污染水体的生物修复三个方面进行了研究和应用。对农村河道结构形态的蜿蜒性、浅滩-深潭序列和横断面的设计方法进行研究,并应用于吉林省双阳河黑顶子段治理工程。首先将治理段根据河道状况和周围环境进行分区,然后用罗氏法计算不同区段的设计洪水,最后在满足防洪标准的条件下,对不同区段的河道纵横断面进行设计,构建出生态化的河道结构形态。在分析和总结生态护岸与传统护岸的区别、生态护岸类型及其特性的基础上,建立了基于模糊层次分析法的生态护岸优选模型,利用层次分析法确定生态护岸各指标的权重,利用模糊综合评价法对生态护岸形式进行综合评价,并以黑顶子河治理工程为例,设计出农村河道适宜的阶梯石笼插枝护岸、生态混凝土护岸、木桩+抛石护岸、石笼挡墙护岸、半干砌石护岸及棕纤维生态垫护岸等多种生态护岸形式,从中选择出最优的生态护岸形式,为河道岸坡的生态治理提供指导和依据。此外,本文针对水源地上游农村河道提出利用生态渠、人工湿地、生态池、生态浮床、微生物载体箱等多种生物修复技术相结合的水质净化系统来修复污染水体的方法,并编制该方法的实地实验方案。

关键词：农村河道生态治理模糊层次分析护岸优选

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扬州市农村河道现状及综合整治措施

中国农村水利水电 2010年第2期 99-101页

作者：王红贾仁甫李章林扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225009 江苏省扬州市水利局江苏扬州225009

从农村河道的功能以及新农村建设的总体目标出发,分析了扬州市农村河道现状,提出了农村河道综合整治是一个复杂的系统工程。农村河道综合整治应以河道疏浚为主,不断扩展疏浚成果,探索有效的疏浚作业模式,并结合农村垃圾、化肥农药等环... 详细信息

从农村河道的功能以及新农村建设的总体目标出发,分析了扬州市农村河道现状,提出了农村河道综合整治是一个复杂的系统工程。农村河道综合整治应以河道疏浚为主,不断扩展疏浚成果,探索有效的疏浚作业模式,并结合农村垃圾、化肥农药等环境污染治理,同时考虑工程、生态和管理措施,保证疏浚成果得到工程、生态维护,通过探索采纳类似城市小区物业公司的管理模式、协调农村规划建设、加大宣传力度、建立健全的资金保障体系等方面保证疏浚成果得到长期、适时、有效的管理和维持。从而推进农村河网水系建设,实现水通、水流、水清、水活,使农村河道发挥最大的社会经济与环境生态效益,以保障和促进社会主义新农村建设的可持续发展。

关键词：农村河道综合整治河道疏浚社会主义新农村

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基于模糊物元法的农村河道生态状况评价

中国农村水利水电 2022年第4期 80-84,91页

作者：方国华叶晓晶姚怀柱廖涛宋子奇河海大学水利水电学院南京210098 江苏省水利厅农村水利科技发展中心南京210029 江苏省水利勘测设计研究院有限公司江苏扬州225127

农村河道生态状况评价是科学制定农村河道生态治理措施的基础。根据农村河道的特点,从河道功能、河道形态、河道环境、河道生态与景观、河道管护和综合评判6个方面构建农村河道生态状况评价指标体系。运用集成序关系分析-熵权法确定各... 详细信息

农村河道生态状况评价是科学制定农村河道生态治理措施的基础。根据农村河道的特点,从河道功能、河道形态、河道环境、河道生态与景观、河道管护和综合评判6个方面构建农村河道生态状况评价指标体系。运用集成序关系分析-熵权法确定各指标的组合权重,建立模糊物元评价模型,对江苏省农村河道生态状况进行综合评价。结果表明:江苏省农村河道生态状况总体良好,部分农村河道生态状况恶劣,江苏省农村河道生态状况存在地区差异。评价结果与实际情况基本一致。

关键词：农村河道生态状况评价序关系分析法熵权法模糊物元法

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响水县农村河道协同治理问题与对策研究

响水县农村河道协同治理问题与对策研究

作者：蔡明明中国矿业大学

学位级别：硕士

随着生态文明建设的不断深入,以及国家乡村振兴局的挂牌成立,农村河道作为美丽乡村的重要组成部分,治理工作显得尤为重要。而基于现阶段国家粮食安全问题,农村河道也将进一步发挥农业灌溉功能。然后,农村河道的治理工作涉及到多个部门,... 详细信息

随着生态文明建设的不断深入,以及国家乡村振兴局的挂牌成立,农村河道作为美丽乡村的重要组成部分,治理工作显得尤为重要。而基于现阶段国家粮食安全问题,农村河道也将进一步发挥农业灌溉功能。然后,农村河道的治理工作涉及到多个部门,因而研究农村河道协同治理问题极具实践价值和现实意义。本文基本沿着“发现问题、查找原因、提出对策”的思路,基于协调治理、公共管理、生态系统和可持续发展等理论,研究了响水县农村河道协同治理的问题。尽管响水县已经推进了农村河道协同治理,但经过调研以及结合农村河道协同治理的初步实践来看,响水县农村河道协同治理存在机制尚未健全、河道治理过于依赖政府、社会参与治理不足等问题,“死灰复燃”现象在河道治理过程中也时有发生。通过对协同治理问题原因的深入分析,在借鉴国内外河道治理的基础上,立足于响水县实际情况,分别从制度建设、规划管理、要素保障和拓宽治理渠道等方面提出响水县农村河道协同治理的针对性对策,希望能够提升响水县农村河道协同治理水平。本文共有表2个,参考文献55篇。

关键词：河道治理协同治理河道污染农村河道

上海市典型富营养化农村河道里塘河生态修复技术研究

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上海市典型富营养化农村河道里塘河生态修复技术研究

作者：杜霞上海海洋大学

学位级别：硕士

本文在总结前人研究成果的基础上，针对上海市农村河道富营养化程度的特点，研究了可调式沉水植物网床以及沉水植物分别与食藻虫和滤食性贝类三角帆蚌相结合在治理上海市富营养化农村河道中的应用模式以及净化效果。通过大量的室内试验... 详细信息

本文在总结前人研究成果的基础上，针对上海市农村河道富营养化程度的特点，研究了可调式沉水植物网床以及沉水植物分别与食藻虫和滤食性贝类三角帆蚌相结合在治理上海市富营养化农村河道中的应用模式以及净化效果。通过大量的室内试验和现场工程试验，得出以下结论： (1)2009年7月至2010年5月对上海市农村河道进行调查，所有被调查的河道均已经达到富营养化状态，16条农村河道的4项主要水质指标中几乎无I类水。其秋冬季超过90%的河道的总氮含量处于劣Ⅴ类水水质状态，夏季也有83.33%处在这个水平;总磷含量呈现劣Ⅴ类水的河道也在冬季明显较多，达到81.25%，夏季次之为58.33%，而秋季大约有56.25%的河道的总磷含量处在Ⅲ类水状态;氨氮含量在春冬分别有56.25%和62.5%的河道处在劣Ⅴ类状态，但夏季有75%的河道的氨氮处在三类或Ⅱ类状态;这些河道的高锰酸盐指数全年基本处于Ⅳ类水状态。调查还发现同一河道在一年中的盐度也是有变化的，冬季河水的盐度相对较高，最高能达到1.6。科学的分析水体污染状况，采取相应措施加强对农村河道的管理，控制水体的进一步恶化已经到了刻不容缓的地步。 (2)沉水植物狐尾藻和伊乐藻与三角帆蚌的室内试验和室外围隔试验发现，沉水植物狐尾藻和伊乐藻都有较好的去除氮磷的效果，围隔试验和室内试验的结果总趋势相同，但是结果不完全相同。狐尾藻的栽培密度不宜过高，过高会使得植株体腐烂，反而会释放富营养化物质，使得水体水质比原先更加差，在流动性差的水体中狐尾藻密度200g/㎡比较适宜。伊乐藻比较轻，在生态修复上应用比较方便，而且易于成活。围隔试验表明，沉水植物的多少与水体中氮磷的去除有正相关性;因受围隔大小的限制，随着时间的推移沉水植物的生长速率呈降低的趋势;三角帆蚌能够较好的去除水体中浮游植物和叶绿素。 (3)2010年3月用食藻虫引导沉水植物生态修复工程技术对上海市临港新城果园镇里塘河道富营养化水体进行了工程治理和生态修复，选取河段500m，河宽20m，水深平均3.5m。为了保持食藻虫在治理河段水体中的密度，在河道两端采用筛绢网帘拦截,治理河段共投入4kg食藻虫，立即采用抛秧法在治理河段近岸3m处种植400kg，其密度为135g/m2;南岸采用扦插法栽培苦草四行约30,000株，其密度为100株/m2。结果表面:在生态修复工程2-3个月后，苦草伊乐藻逐步形成水下植被，覆盖率高达40%。每月水质跟踪检测结果表明:化学需氧量(CODMn)、总氮(TN)和总磷(TP)在最低时分别比1月份下降了60.67%、85.36%和88.74%;修复过程中11月份水质最好：氨氮平均为0.088mg/L,亚硝态氮平均0.024mg/L,叶绿素a平均5.31mg/m。试验期间,修复区水体TN、TP、NO-N、NH-N和CODMn显著低于对照区,水体透明度(SD)平均在150～180cm,水质达到国家Ⅱ～Ⅲ类地表水水质标准。因此,食藻虫与苦草和伊乐藻结合的生态修复方法是河道治理的一条有效途径,该修复工程的成功实施也为其他生态修复工程提供了技术支持。 (4)水生植物作为水生态系统的主要初级生产者之一，通过调节网床深度或者通过水花生等耐浊植物拦截泥沙来使水体中沉水植物成活可有效降低成本，提高水体中溶氧，逐步形成水下植被，恢复水生态平衡。可调式沉水植物网床技术对河道水质有明显的改善作用。试验前期水体氮磷含量出现陡然下降态势;中期氮磷含量下降较为平缓，去除速率相对较低;末期氮磷含量不再呈现下降趋势，呈现新的稳定态势。从去除速率和去除量可以看出，氮的去除速率和水体中本身含有的氮含量有关，水体自身含氮磷量越高，其反应速率越快，去除速率越高。水花生对于泥沙等悬浮物的拦截有良好的作用，水花生拦截和沉水植物网床相结合的技术对于高泥沙高悬浮物的污染河道修复有良好的效果。

关键词：里塘河农村河道沉水植物食藻虫三角帆蚌沉水植物网床生态修复