中国北方再生水修复河道的水文变化及其生态效应

基本信息
批准号:41730749
项目类别:重点项目
资助金额:304.00
负责人:宋献方
学科分类:
依托单位:中国科学院地理科学与资源研究所
批准年份:2017
结题年份:2022
起止时间:2018-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孟庆义,郑凡东,韩冬梅,刘立才,杨丽虎,马英,卜红梅,李炳华,张应华
关键词:
地下水生态效应特征污染物再生水水文变化
结项摘要

Using reclaimed water to recharge rivers is an effective measure to alleviate the ecological crisis for urban rivers and lakes. Rapid changes of water quality and quantity for river restoration caused by reclaimed water inevitably have significant impacts on river environment and aquatic ecosystems. The project selects Miyun, Huairou and Shunyi in the Chaobai River, Beijing as the study areas to (1) analyze the spatial and temporal evolutions of the surface water hydrology and environment of rivers restored by reclaimed water, (2) clarify the influences to the groundwater table and water quality due to river restoration by reclaimed water, (3) reveal migration and transformation mechanism of the typical pollutants in the river sediments and vadose zone media, (4) simulate the changes of hydrological processes through the quality and quantity coupling models, (5) establish the ecological response relationships between reclaimed water quality and aquatic organisms and reveal the ecological response relationship and interaction mechanism between physicochemical indexes and aquatic organisms for river restoration by reclaimed water, and (6) determine the ecological flow and nutrient thresholds for river health, and thus propose an ecological restoration mode of "ecological flow + aquatic organisms→ecosystem health assessment" for river restoration using reclaimed water. This study could provide scientific basis for river ecological restoration and water resource sustainable use.

利用再生水补给河道是缓解城市河湖生态危机问题的有力措施。再生水用于修复河道引起的水质水量快速变化,必然对河道水环境和水生态系统产生显著影响。本项目选择北京潮白河密云、怀柔、顺义段为研究区域,分析再生水修复河道的地表水水文水环境时空演变过程;阐明再生水修复河道对地下水水位、水质的影响行为;揭示再生水特征污染物在河床底质及包气带介质中的迁移转化机理;通过水量-水质-水生态耦合模型,模拟再生水修复河道的水文变化过程;建立再生水水质与水生生物之间的生态响应关系,揭示再生水修复河道的理化指标与水生生物之间的生态响应关系和作用机制;确定再生水修复河道的生态流量和营养盐阈值,进而提出再生水修复河道的“生态流量+水生生物→生态系统健康评价”的生态修复模式,通过本项目的研究,为河道生态修复和水资源可持续利用提供科学依据。

项目摘要

利用再生水补给河道是缓解城市河湖生态危机问题的有力措施。再生水用于修复河道引起的水质水量快速变化,必然对河道水环境和水生态系统产生显著影响。本项目选择北京潮白河密云、怀柔、顺义段为研究区域,分析再生水修复河道的地表水水文水环境时空演变过程;阐明再生水修复河道对地下水水位、水质的影响行为;揭示再生水特征污染物在河床底质及包气带介质中的迁移转化机理;通过水量-水质-水生态耦合模型,模拟再生水修复河道的水文变化过程;建立再生水水质与水生生物之间的生态响应关系,揭示再生水修复河道的理化指标与水生生物之间的生态响应关系和作用机制;确定再生水修复河道的生态流量和营养盐阈值,进而提出再生水修复河道的“生态流量+水生生物→生态系统健康评价”的生态修复模式。重要结果包括:(1)Chl-a河道沿程分布主要受控于河道水力条件,空间上Chl-a与河水NO3-N、pH存在强互馈关系,藻类生长显著影响河道地表水水质;(2)提出了基于潜在水源同位素线(PWL)的河岸带柳树茎水氢同位素偏移的校正方法;(3)再生水补给增加了底泥反硝化细菌,表层底泥主要通过有机氮合成去除NO3-N,深层底泥主要通过反硝化反应去除NO3-N;(4)再生水补给对受水区水质影响明显,含水层深度越浅,影响越大;距离北部水源地越近,影响越大。(5)再生水影响了芦苇C、N计量特征的空间变化,相较于根和茎,芦苇叶对环境的响应最为显著,且再生水主要影响了鲫鱼肌肉的δ15N值;(6)再生水修复河道典型断面藻华发生的阈值条件为TP > 0.035 mg/L和NH4-N > 0.17 mg/L,当河水NO3−N浓度高于20 mg/L时,河岸带地下水将面临氮污染风险,地表水、地下水、底泥的生态风险熵大于1,对水生生物具有高生态风险。通过本项目的研究,为河道生态修复和水资源可持续利用提供科学依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
3

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

DOI:
发表时间:2020
4

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
5

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020

相似国自然基金

1

河岸带水文过程模拟及河道蓄水补源的生态水文效应

批准号:50679025
批准年份:2006
负责人:陈喜
学科分类:E0901
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
2

断流河道间歇性输水影响下地下水质变化及其生态效应研究

批准号:40871239
批准年份:2008
负责人:陈永金
学科分类:D0716
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
3

青海湖小冰期以来气候变化的生态水文效应

批准号:40901021
批准年份:2009
负责人:程弘毅
学科分类:D0702
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
4

河道鱼类产卵场生态-水文-水力响应机制与模拟方法研究

批准号:51709238
批准年份:2017
负责人:陶洁
学科分类:E0901
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目