CN114409088A - 一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计，涉及富营养化水技术领域。该基于一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计，包括以下步骤；S1、对受损水体内的生物进行采集，将碎屑、浮游生物、鱼类及底栖动物进行采集；S2、根据现有数据，构建水体生态系统的Ecopath模型，综合分析系统的能量流动过程、营养级结构和生态系统总体特征；S3、通过Ecopath模型内置经验公式转化得到，浮游生物和碎屑在采集点进行实测数据；S4、查看模型输出结果，计算未利用的水草和浮游藻类初级生产量；S5、根据S4步骤中未利用的水草和浮游藻类初级生产量，来对鱼类投放量进行确定。通过该修复设计，有效降低成本，提高修复效果。
Description
技术领域
本发明涉及富营养化水技术领域，具体为一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计。
背景技术
水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河湖、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，不过这种自然过程非常缓慢。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华。因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。
富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。同时，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层“绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，也会中毒致病。
现阶段对于富营养化水体修复措施还存在一定不足，不能有效来降低修复成本，且不能有效对水体富营养化进行数据分析，来进行更加有效修复，相比之下，一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计可有效来解决这一问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计，解决了富营养化水体不便修复的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计，包括以下步骤；
S1、对受损水体内的生物进行采集，将碎屑、浮游生物、鱼类及底栖动物进行采集，并对生物进行分类；
S2、根据现有数据，构建水体生态系统的Ecopath模型，综合分析系统的能量流动过程、营养级结构和生态系统总体特征，来进行划分功能组，并进行对功能组数据来源及参数估算；
S3、根据S2步骤，鱼类P/B系数(年生产量/年平均生物量)调查各鱼类年龄组成数据推算得到，浮游生物P/B系数根据实测数据估计算，鱼类生物量(特定区域特定时间单位面积中某种生物的总量)，通过Ecopath模型内置经验公式转化得到，浮游生物和碎屑在采集点进行实测数据；
S4、查看模型输出结果，确定当前系统的初级生产力是否超标，即总初级生产力与总呼吸量比值是否〉1，比值越大，说明未利用的初级生产力越高，计算未利用的水草和浮游藻类初级生产量；
S5、根据S4步骤中未利用的水草和浮游藻类初级生产量，来对鱼类投放量进行确定；
S6、对水体内N、P等营养盐含量进行数据检测，并选用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。
优选的，所述鱼类可选用食藻性鱼类，如：鲢鱼、鲤鱼及鲫鱼等，在不投放饵料的情况下，食藻性鱼类可吞食浮游植物和浮游生物。
优选的，所述水生生物可选用凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类，可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。
优选的，所述底栖动物可用螺、蚌、贝类水生动物，可达到直接控制浮游植物的目的。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计。具备以下有益效果：
1、本发明一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计，同氧化塘、底泥疏浚、换水稀释、释放凝聚剂或杀藻剂等治理水体内污染的技术方法相比，生物操作技术的经济成本相对较低，操作相对更为简便可行。
2、本发明一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计，生物操纵通过对水体消费者的操纵及其对群落结构的影响，来达到预期的效果，无二次污染，对生态安全没有大的负面影响。
3、本发明一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计，生物操纵技术所需的鱼类，贝类，水生植物都可以购买，技术易于操作，且经济效益好，技术多样化，且适应范围广。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1所示，本发明实施例提供一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计，包括以下步骤：
S1、对受损水体内的生物进行采集，将碎屑、浮游生物、鱼类及底栖动物进行采集，并对生物进行分类；
S2、根据现有数据，构建水体生态系统的Ecopath模型，综合分析系统的能量流动过程、营养级结构和生态系统总体特征，来进行划分功能组，并进行对功能组数据来源及参数估算；
S3、根据S2步骤，鱼类P/B系数(年生产量/年平均生物量)调查各鱼类年龄组成数据推算得到，浮游生物P/B系数根据实测数据估计算，鱼类生物量(特定区域特定时间单位面积中某种生物的总量)，通过Ecopath模型内置经验公式转化得到，浮游生物和碎屑在采集点进行实测数据；
S4、查看模型输出结果，确定当前系统的初级生产力是否超标，即总初级生产力与总呼吸量比值是否〉1，比值越大，说明未利用的初级生产力越高，计算未利用的水草和浮游藻类初级生产量；
S5、根据S4步骤中未利用的水草和浮游藻类初级生产量，来对鱼类投放量进行确定；
S6、对水体内N、P等营养盐含量进行数据检测，并选用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。
其中鱼类可选用食藻性鱼类，如：鲢鱼、鲤鱼及鲫鱼等，在不投放饵料的情况下，食藻性鱼类可吞食浮游植物和浮游生物。
其中水生生物可选用凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类，可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。
其中底栖动物可用螺、蚌、贝类水生动物，可达到直接控制浮游植物的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计，其特征在于：包括以下步骤：
S1、对受损水体内的生物进行采集，将碎屑、浮游生物、鱼类及底栖动物进行采集，并对生物进行分类；
S2、根据现有数据，构建水体生态系统的Ecopath模型，综合分析系统的能量流动过程、营养级结构和生态系统总体特征，来进行划分功能组，并进行对功能组数据来源及参数估算；
S3、根据S2步骤，鱼类P/B系数(年生产量/年平均生物量)调查各鱼类年龄组成数据推算得到，浮游生物P/B系数根据实测数据估计算，鱼类生物量(特定区域特定时间单位面积中某种生物的总量)，通过Ecopath模型内置经验公式转化得到，浮游生物和碎屑在采集点进行实测数据；
S4、查看模型输出结果，确定当前系统的初级生产力是否超标，即总初级生产力与总呼吸量比值是否〉1，比值越大，说明未利用的初级生产力越高，计算未利用的水草和浮游藻类初级生产量；
S5、根据S4步骤中未利用的水草和浮游藻类初级生产量，来对鱼类投放量进行确定；
S6、对水体内N、P等营养盐含量进行数据检测，并选用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。
2.根据权利要求1所述的一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计，其特征在于：所述鱼类可选用食藻性鱼类，如：鲢鱼、鲤鱼及鲫鱼等，在不投放饵料的情况下，食藻性鱼类可吞食浮游植物和浮游生物。
3.根据权利要求1所述的一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计，其特征在于：所述水生生物可选用凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类，可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。
4.根据权利要求1所述的一种基于生态系统模型和生物操纵技术的富营养化水体修复设计，其特征在于：所述底栖动物可用螺、蚌、贝类水生动物，可达到直接控制浮游植物的目的。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220429 |