太湖底泥悬浮沉降规律及对水环境影响研究

在春、夏、秋、冬4季开展太湖底泥悬浮沉降野外原型实验，同时进行室内底泥悬浮沉降的水槽实验，建立太湖不同区域、不同扰动强度下底泥悬浮物在水土界面污染物通量计算关系式。通过分析太湖长序列风向风速及同步监测的悬浮物资料，采用数理统计方法，确定太湖不同区域底泥悬浮与沉降的临界风速。在室内外实验基础上，考虑临界风速的影响，利用得到的太湖各区域底泥再悬浮污染物通量与动力扰动的响应关系，建立考虑太湖底泥再悬浮污染物通量影响的太湖水环境数学模型，为制定太湖底泥清淤等内源污染治理方案提供科学依据。

太湖是典型的大型富营养化浅水湖泊。动力扰动下的底泥起悬机制、再悬浮通量及营养盐释放对湖体氮磷浓度的影响是浅水湖泊富营养化控制的难点。本项目在春、夏、秋、冬4 季开展太湖底泥悬浮沉降野外原型实验和室内静沉降实验，同时结合野外高频同步观测、室内实验以及数值模拟技术，围绕太湖底泥悬浮规律及对水环境影响开展研究。通过野外原位高频连续气象、水动力、水质同步观测，分析了太湖不同水域在水—土界面水动力及悬浮物剖面分布特征，结合长序列观测资料得到太湖底泥起悬临界风速范围为3-4 m/s，其中梅梁湾为3.2 m/s、湖心区为3.8 m/s。基于此研发了能够模拟太湖水平和垂向流的底泥再悬浮发生装置及配套原位底泥采样器，模拟不同扰动条件下底泥再悬浮过程。有效的建立野外观测和室内实验的联系，拟合得到太湖不同湖区底泥起悬率与野外风速定量关系表达式，估算得到太湖底泥年均TN释放通量为1455 t/a，TP为630 t/a。同时，构建了太湖水动力—水质—底泥释放耦合水环境数学模型，模拟底泥释放对太湖湖体TN和TP浓度的影响。为揭示太湖内源发生机制及湖泊长效管理提供科学依据。