紊流脈動對藻類生長及水環(huán)境的影響研究.pdf

1、藻類的生長與營養(yǎng)鹽濃度、環(huán)境因子和水動力條件關(guān)系密切。三峽水庫蓄水后，受到干流倒灌頂托的影響，庫區(qū)次級河流回水區(qū)的水文特征發(fā)生顯著變化，流速減緩，水體更新周期變長，自凈能力下降，富營養(yǎng)化現(xiàn)象嚴(yán)重，春夏季節(jié)水華頻發(fā)，對庫區(qū)水環(huán)境安全造成巨大危害。分析該類水域的水力條件，雖然流速極低，但由于其水力半徑較大，流動仍處于紊流狀態(tài)，紊流脈動是其重要的水動力因素。
　　為探討紊流脈動強(qiáng)度對藻類生長及水環(huán)境的影響，采用自行設(shè)計(jì)的垂直振動格柵紊流

2、裝置，在一定的光照和水溫條件下，通過改變各組實(shí)驗(yàn)裝置中格柵的振動頻率調(diào)節(jié)水體中的紊流脈動強(qiáng)度，在營養(yǎng)鹽充足的封閉水體中開展了實(shí)驗(yàn)研究。在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在紊流水體中開展不同溫度下的模擬實(shí)驗(yàn)，探究紊動條件下溫度與藻類生長的關(guān)系。通過模擬實(shí)驗(yàn)與分析，得出以下結(jié)論：
　　1）在實(shí)驗(yàn)設(shè)定的紊動強(qiáng)度范圍內(nèi)，紊流脈動會顯著影響水體中藻類的生長過程、生物量峰值及氮磷營養(yǎng)鹽等水環(huán)境因子的變化情況。
　　2）較微弱的紊流脈動能促進(jìn)水體中藻

3、類的生長，而較強(qiáng)的紊流脈動則會抑制藻類的生長，格柵的振動頻率為0.5Hz時(shí)，藻類生長最佳。隨著紊流脈動強(qiáng)度的增加，藻類生物量峰值的抵達(dá)時(shí)間會逐漸推遲。在0-1.5Hz振動頻率范圍內(nèi)，葉綠素a濃度與TN、TP顯著負(fù)相關(guān)，其中TP與葉綠素a濃度的相關(guān)性最為顯著，并且藻類生長越好，相關(guān)性越強(qiáng)。
　　3）不同強(qiáng)度紊流脈動下，氮磷含量的變化情況具有顯著的差異，其中磷的變化差異最大。當(dāng)格柵振動頻率達(dá)到2.0Hz時(shí)，較之振動頻率為0.5Hz的實(shí)

4、驗(yàn)，水體中TN和TP的最大消減量分別降低了55.2％和69.0%。不同強(qiáng)度的紊流脈動均能促進(jìn)水體的pH值迅速調(diào)節(jié)至藻類生長所需的穩(wěn)定水平，且穩(wěn)定值的波動范圍較小，維持在8.40左右，溫度的變化對水體最適宜pH值的影響較小。
　　4）在15℃、20℃、25℃和30℃下，微弱紊動的水體中藻類的生長和營養(yǎng)鹽的變化過程在各個(gè)溫度下表現(xiàn)出相同規(guī)律，但葉綠素 a最大現(xiàn)存量和氮磷的最大削減量隨溫度的變化發(fā)生了明顯差異。25℃下，藻類生長最佳，T