太湖流域重大治污工程水生态影响监测与评估

前言

1 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 国内外湖泊水生态监测研究现状 2

1.2.1 湖泊水生态监测与评价技术研究现状 2

1.2.2 湖泊水生态修复效果监测方案制定和实施 5

1.2.3 湖泊水生态系统修复效果评价 10

1.3 引水工程水生态影响评估研究进展 12

1.3.1 国内外富营养化湖泊引水工程 12

1.3.2 引水工程对湖泊水文水动力条件的影响 14

1.3.3 引水工程对湖泊物理化学要素的影响 15

1.3.4 引水工程对湖泊生物的影响 18

1.3.5 引水工程对湖泊水环境与生态影响的评估方法 19

1.4 清淤工程对水生态修复效果评估研究进展 23

1.4.1 生态清淤工程实施关键技术 23

1.4.2 生态清淤工程水生态修复效果评估 27

1.5 研究目标与内容 29

2 太湖流域及其重大生态修复工程概况 31

2.1 流域自然环境与社会经济概况 31

2.1.1 流域自然环境 31

2.1.2 流域水资源 32

2.1.3 流域社会经济 32

2.2 太湖流域引水工程概况 32

2.2.1 引水工程现状格局 32

2.2.2 引水工程规划格局 33

2.2.3 引水工程调度运行状况 34

2.3 流域生态清淤工程概况 37

2.3.1 流域生态清淤工程实施背景 37

2.3.2 太湖生态清淤工程实施过程 38

3 引水工程生态影响监测与评估技术方法 42

3.1 太湖流域引水工程监测方案 42

3.1.1 监测范围界定 42

3.1.2 初始监测断面与点位布设原则 42

3.1.3 监测时间与频次 43

3.1.4 水生态监测指标 43

3.1.5 样品采集与保存 44

3.1.6 监测指标检测方法 44

3.2 太湖流域引水工程水生态监测点位优化技术 44

3.2.1 敏感监测指标筛选 44

3.2.2 基于敏感监测指标的点位优化方法 46

3.3 太湖流域引水工程湖泊水生态效应评估方法 46

3.3.1 评估模式 46

3.3.2 评估程序 46

3.3.3 评估方法 46

3.3.4 评估指标 49

3.3.5 评估原则 49

3.3.6 评估结果 50

4 引水工程水生态影响监测点位优化 51

4.1 监测点位布设 51

4.2 采样时间 52

4.3 敏感理化指标筛选 52

4.4 监测点位优化 57

4.4.1 基于示范区敏感理化指标的点位优化 57

4.4.2 基于示范区浮游藻类群落指标的点位优化 61

4.4.3 示范区跟踪监测点位布设优化方案 65

4.5 本章小结 65

5 太湖流域引水工程水生态效应评估 67

5.1 引江济太工程引水概况 67

5.2 监测湖区气象与湖流概况 69

5.3 引水对湖泊水体理化参数影响 70

5.3.1 引水期监测区水体敏感理化参数的时空分异特征 70

5.3.2 季节性引水对受水湖区水环境影响的综合评估 74

5.4 引水对湖泊浮游藻类群落影响 78

5.4.1 浮游藻类细胞密度时空分布特征 78

5.4.2 引水期与非引水期浮游藻类细胞密度差异 82

5.4.3 浮游藻类种属多样性时空分布 83

5.4.4 浮游藻类群落组成时空分布特征 84

5.4.5 引水对浮游藻类功能群演替的影响 89

5.5 引水影响下水体理化参数与浮游藻类群落的耦联 90

5.5.1 引水期与非引水期监测样点水体理化环境差异 90

5.5.2 引水期与非引水期监测样点藻类群落结构相似性 92

5.5.3 不同季节贡湖湾浮游藻类群落结构与水体理化参数关系 94

5.5.4 不同季节浮游藻类细胞密度与水体理化参数定量耦联 96

5.6 本章小结 100

6 基于生态适宜的引水工程调度方式研究 102

6.1 研究方法 102

6.1.1 实验模型建立 102

6.1.2 实验方案设置 104

6.2 不同引水流量影响下实验生态系统要素的变化 104

6.2.1 不同引水流量影响下实验水体水质的变化 104

6.2.2 不同引水流量影响下藻类群落组成的变化 107

6.2.3 不同引水流量影响下藻类细胞密度的变化 112

6.2.4 引水藻类群落多样性和均匀度的变化 113

6.2.5 不同引水流量影响下藻类群落结构的动态 114

6.2.6 藻类群落变化与环境因子相关性分析 114

6.3 水体理化指标响应特征分析 116

6.4 浮游藻类群落结构的响应特征分析 118

6.5 基于水生态效应的引水调度策略分析 119

6.5.1 引水时节 119

6.5.2 引水流量与引水时长 120

6.5.3 基于水生态效应的引水调度策略建议 121

6.6 本章小结 122

7 清淤工程生态影响监测与评估技术方法 123

7.1 太湖流域清淤工程监测方案 123

7.1.1 点位布设 123

7.1.2 监测时间与频次 124

7.1.3 监测指标 124

7.1.4 样品采集与保存 125

7.1.5 监测指标检测 126

7.2 太湖流域清淤工程水生态监测点位优化技术 126

7.2.1 敏感指标筛选 126

7.2.2 太湖流域清淤工程水生态效应监测点位优化方法 127

7.3 太湖流域清淤工程湖泊水生态效应评估方法 127

7.3.1 评估模式 127

7.3.2 评估程序 128

7.3.3 评估方法 128

7.3.4 评估原则 129

7.3.5 评估结果 129

8 清淤工程生态影响监测点位优化 130

8.1 生态清淤工程的水生态影响监测点位布设 130

8.2 数据采集和统计分析方法 131

8.3 竺山湾清淤工程水生态影响监测点位布设研究 132

8.3.1 底泥理化性质和底栖动物群落基本情况 132

8.3.2 基于底泥理化指标的采样点聚类分析 133

8.3.3 基于底栖动物群落的采样点聚类分析 135

8.4 梅梁湾清淤工程水生态影响监测点位布设研究 138

8.4.1 底泥理化性质和底栖动物群落基本情况 138

8.4.2 基于底泥理化指标的采样点聚类分析 138

8.4.3 基于底栖动物群落的采样点聚类分析 140

8.5 生态清淤工程水生态影响监测时间和频率 142

8.5.1 数据采集和处理方法 143

8.5.2 太湖生态清淤工程水生态影响监测时间和频率确定 144

8.6 本章小结 148

9 太湖流域清淤工程水生态效应评估 149

9.1 水生态监测评价指标选择 149

9.1.1 底栖动物候选评价指标 149

9.1.2 评价指标筛选方法 151

9.1.3 基于底泥物理化学性状的水生态影响评价指标筛选 151

9.1.4 基于底栖动物生态学指标的水生态影响评价指标筛选 152

9.1.5 底栖动物指示生物筛选 157

9.2 太湖生态清淤工程实施前后水环境变化 158

9.2.1 采样地点分布 159

9.2.2 采样点水质变化趋势 160

9.2.3 生态清淤工程实施前后底泥理化性质变化 172

9.3 生态清淤工程实施前后底栖动物评价 178

9.3.1 采样区域底栖动物总体情况 178

9.3.2 生态清淤工程实施前后底栖动物群落指数变化分析 179

9.3.3 生态清淤工程实施前后底栖动物种群数量变化分析 185

9.4 生态清淤工程实施前后水生植物评价 188

9.4.1 水生植物群落监测方法 188

9.4.2 生态清淤工程实施前后水生植物变化分析 191

10 结论与建议 195

10.1 引水工程水生态影响监测与评估结论 195

10.2 清淤工程水生态影响监测与评估结论 197

10.3 引水工程水生态影响监测与评估建议 200

10.4 清淤工程水生态影响监测与评估建议 200

参考文献 202

彩图 2100433B

本书是“十二五”国家水体污染控制与治理科技重大专项子课题“太湖流域重大工程生态影响监控与评估”研究成果的系统总结。主要以“引江济太”工程与太湖生态清淤工程为研究对象，通过分析引水与生态清淤工程影响下太湖浮游植物、底栖生物、水生植物及其生境理化要素的动态响应，优化了重大工程生态影响跟踪监测技术，构建以单因子指数与综合指数为一体的重大工程生态影响评估指标体系，提出了太湖流域重大工程生态影响跟踪监测与评估技术方案，可为流域重大治污工程水生态监测与评估提供技术参考。

本书是海洋公益性科研经费专项项目"滨海电厂污染损害监测评估与生态补偿技术研究"（以下简称"滨海电厂"）项目（编号：200905010）成果之一。通过对我国沿海11个滨海电厂温排水温度异常区海域生态环境的系统调查与研究，结合历史监测资料分析，结合生态经济学理论，开展滨海电厂温排水监测技术、数值模拟技术、生态影响实验研究及生态影响评估技术的研究与示范应用，系首次开展滨海电厂温排水生态影响监测与评估技术研究、监测技术与评估技术规程制定、滨海电厂温排水数据库建设及其生态损害评估系统开发。基于研究成果，对滨海电厂温排水影响面积及邻近海域功能区划调整、滨海电厂温排水混合区界定，以及开展滨海电厂温排水海洋生态系统动力学等研究提出展望。

目录

序

前言

第1章 绪论 1

1.1 滨海电厂温排水对邻近海域生态影响 1

1.1.1 滨海电厂发展趋势及海水冷却水对环境的影响 1

1.1.2 滨海电厂温排水与热污染 2

1.1.3 滨海电厂温排水的特征 3

1.2 国内外研究进展综述 4

1.2.1 温排水对海洋生态环境影响研究进展 4

1.2.2 温排水生态影响相关技术研究进展 8

1.2.3 海洋生态动力学研究进展及其在滨海电厂温排水中的应用探索 12

1.3 主要研究内容 13

第2章 滨海电厂温排水对海洋生态环境影响分析 15

2.1 温排水对海洋水环境的影响 18

2.1.1 温升 18

2.1.2 余氯 24

2.1.3 溶解氧 27

2.1.4 pH 29

2.1.5 活性磷酸盐 31

2.1.6 氨氮 32

2.1.7 总汞 33

2.2 温排水对海洋沉积物的影响 34

2.2.1 硫化物 34

2.2.2 有机碳 35

2.2.3 总氮 36

2.2.4 总磷 36

2.2.5 总汞 37

2.3 温排水对海洋生物的影响 37

2.3.1 浮游植物 37

2.3.2 浮游动物 40

2.3.3 底栖生物 43

2.3.4 鱼卵仔稚鱼 45

2.4 温排水对海洋生态灾害的影响 46

2.4.1 赤潮灾害 46

2.4.2 水母灾害 48

第3章 滨海电厂温排水生态影响实验 49

3.1 围隔实验 49

3.1.1 原理与方法 49

3.1.2 温升对海洋水质的影响 52

3.1.3 温升对海洋浮游生物的影响 61

3.2 余氯对海洋生物的影响实验 66

3.2.1 实验设计 67

3.2.2 实验方法 67

3.2.3 余氯浓度控制方法 69

3.2.4 实验结果 71

第4章 滨海电厂温排水监测技术 85

4.1 监测范围确定 85

4.1.1 国内外电厂温升范围研究概况 85

4.1.2 典型电厂环评预测温升影响范围 86

4.1.3 监测范围设定原则与方法 87

4.2 监测站位布设 88

4.2.1 断面布设原则 88

4.2.2 监测站位布设 89

4.2.3 对照站选择 90

4.3 监测指标设置 90

4.3.1 海洋生态环境常规监测指标 90

4.3.2 污染性监测指标 92

4.3.3 社会调查指标 93

4.4 监测频率设定 93

4.4.1 频率设定原则 94

4.4.2 监测频率确定 94

4.5 监测方法 94

4.5.1 水温 95

4.5.2 余氯 95

4.5.3 3H 100

4.6 监测数据处理方法 102

4.6.1 温升及包络面积计算方法 102

4.6.2 温排水生态影响评价方法 103

第5章 滨海电厂温排水数值模拟技术 106

5.1 温排水数值模拟技术进展概述 106

5.2 温排水数值模型介绍 108

5.2.1 MIKE21模型 109

5.2.2 DELFT3D模型 109

5.2.3 FLUENT模型 109

5.2.4 POM模型 110

5.2.5 ECOM模型 110

5.2.6 FVCOM模型 111

5.3 二维温排水数值模拟原理和计算方程 111

5.3.1 二维模型控制方程 112

5.3.2 二维模型定解条件 113

5.3.3 相关参数"para" label-module="para">

5.3.4 水面综合散热系数 114

5.4 三维温排水数值模拟原理和计算方程 120

5.4.1 三维模型控制方程 122

5.4.2 三维模型定解条件 122

5.4.3 湍流封闭方法 124

5.4.4 三维温排水温度场预测模拟方案 125

5.5 温排水温升影响的数值模拟应用 128

5.5.1 核电厂温排水温升影响的数值模拟应用 128

5.5.2 火电厂温排水温升影响的数值模拟应用 134

第6章 滨海电厂温排水海洋生态损害评估技术 138

6.1 温排水海洋生态损害评估进展概述 138

6.2 温排水海洋生态损害评估概念内涵 139

6.2.1 温排水海洋生态损害概念的提出 139

6.2.2 温排水海洋生态损害评估的内涵 139

6.3 温排水海洋生态损害评估方法 140

6.3.1 温排水的影响 140

6.3.2 评估内容 141

6.3.3 评估指标体系构建 142

6.3.4 评估值参数依据 143

6.3.5 生态损害价值评估方法 144

6.4 温排水海洋生态损害评估系统开发 147

6.4.1 专题数据库设计 148

6.4.2 数据库接口设计 151

6.4.3 监测评估系统开发 152

第7章 监测与评估技术应用 160

7.1 监测技术应用 160

7.1.1 温升计算方法应用 160

7.1.2 生态影响评价方法应用 163

7.1.3 余氯检测方法应用 166

7.2 评估技术应用 169

7.2.1 温排水海洋生态损害评估方法 169

7.2.2 评估指标标准值的选取 170

7.2.3 案例应用 170

参考文献 173 2100433B

• 前言

• 第1章流域水生态环境质量监测与评价方法

• 第2章辽河流域水生态环境质量监测与评价

• 第3章太湖流域水生态环境质量监测与评价

• 第4章松花江流域水生态监测与评价运行示范