CN114772666A - 一种湖泊藻类原位调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湖泊藻类原位调控方法，根据藻类捕获设施的外形布设钢管桩；打捞蓝藻；将单层黑色聚乙烯遮阳网固定藻类捕获设施A区上方，将聚乙烯薄膜固定在藻类捕获设施B区底部；遮光后对打捞蓝藻；将双层黑色聚乙烯遮阳网铺设在藻类捕获设施B区水面上方，在藻类捕获设施A区加铺黑色聚乙烯遮阳网；打捞蓝藻，对沉水植物进行种植。本发明利用遮光处理来消减水体的光照强度，使藻类可获得光照度不能满足其光合作用的需要，达到抑制藻类生长的目的，同时通过沉水植物和聚乙烯薄膜覆盖相结合，降低底泥藻类种源在复苏过程中向水体释放的藻类通量，实现高效控藻的目的，具有简单、易行、实施成本低、无二次污染可持续性更好的特点。

Description

一种湖泊藻类原位调控方法

技术领域

本发明涉及水体修复领域，尤其涉及一种湖泊藻类原位调控方法。

背景技术

目前我国蓝藻问题的治理形势依然严峻，虽然在不少湖泊取得的一定的效果，但距离消除蓝藻的目标还很远。国内外针对蓝藻原位处理开发了不少新技术，如光催化、电化学、电磁场、水力空化混凝、絮凝、气浮除藻、浮上式除藻、溶藻菌、超声波、化感作用、以渔控藻等多种方式，但多处于实验室开发阶段，虽然除藻效率高，但受限于控制条件的限制，很难在原位处理的情况下实现大规模应用。国家在江苏太湖、安徽巢湖以及云南滇池等大型浅水型湖泊，国家都投入了大量的人力资金进行治理，积累了宝贵的经验，主要处理方式为异位处理，可以实现规模化，但是其能耗及运行管理成本较高。

藻类作为一种绿色生物，既可以消减水体污染物，但过量增殖就会引发生态问题。藻类的生长增殖受到诸多环境因素的影响。光照作为其光合作用的主要能量来源，相对于温度、营养盐、pH等而言，是容易实施人为干预的因素，所以可以通过遮光处理来抑制藻类爆发，这点已经得到不少研究的证实。然而，难以在实际中实现对湖泊大面积的遮光处理；其次大面积遮光处理处理，也会对湖泊水体中其他水生生物带来不可忽视的潜在生态风险。如今也有研究指出，单纯采用物理遮光法虽然能够有效控藻，但却并不能够对水中营养盐产生影响，而长期遮光会使溶解氧含量降低，不利于湖泊生态系统的恢复与稳定。

另外，底泥中的藻类种源在复苏过程中也会向水体中释放藻类，在遇到合适的条件下，又会大面积爆发，所有针对湖泊藻类水华的治理，除了要尽可能降低水体中的藻类生物量，同时必须对底泥藻类种源进行有效控制。目前常规对底泥藻类种源去除方法，有清淤处理、投撒微生物菌剂和化学药剂等，但存在成本高、持续效果差，且容易存在二次环境污染等问题。

因此，针对上述所存在的问题，有必要提出一种湖泊藻类原位修复方法，可以对水体中的藻类生物量进行有效控制，同时又可以抑制底泥藻类种源的释放，并且简单易行，可持续效果好。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的上述不足，提供一种湖泊藻类原位调控方法。本发明为低成本、容易实施的控藻方法，根据藻类自身在湖泊中的生长发育规律及影响藻类迁移运动的关键环境因子，通过物理覆盖的方式对底泥中蓝藻越冬种源进行隔绝，再通过遮光处理来降低藻类光合作用控制藻类增值，从而找到一条控制和防止藻类水华的新方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种湖泊藻类原位调控方法，包括以下步骤：

步骤1、根据藻类捕获设施的外形布设钢管桩；

步骤2、将不透水围隔侧边的上部和下部的塑料绳分别套在对应的钢管桩上部和底部，不透水围隔围合成藻类捕获设施，保持藻类捕获设施两侧侧面以及背风侧三侧面围合，迎风侧打开，维持打开状态7d～10d，对漂浮在水面的蓝藻进行人工打捞；

步骤3、藻类捕获设施的迎风侧至背风侧，划分为藻类捕获设施B区和藻类捕获设施A区，

单层的黑色聚乙烯遮阳网固定在藻类捕获设施A区的钢管桩上部，从而将单层的黑色聚乙烯遮阳网固定藻类捕获设施A区水面上方，

聚乙烯薄膜固定在藻类捕获设施B区的钢管桩底部，从而将聚乙烯薄膜固定在藻类捕获设施B区底部；

步骤4、藻类捕获设施A区遮光处理1d～5d内，每天对漂浮在藻类捕获设施B区水面的蓝藻进行人工打捞；

步骤5、将双层的黑色聚乙烯遮阳网铺设在藻类捕获设施B区水面上方，并在藻类捕获设施A区加铺一层黑色聚乙烯遮阳网；

步骤6、遮光处理1d～3d，撤掉藻类捕获设施A区和藻类捕获设施B区的黑色聚乙烯遮阳网，打捞藻类捕获设施A区和藻类捕获设施B区的蓝藻，将沉水植物按照划定好的区域和种类，包裹好种植基质后，采取抛投方式种植在藻类捕获设施A区。

如上所述沉水植物包括苦草、金鱼藻、穗花狐尾藻、以及马来眼子菜，自藻类捕获设施A区靠近岸边水域向远离岸边水域的方向，根据不同的水深，依次抛投苦草、金鱼藻、穗花狐尾藻、以及马来眼子菜。

如上所述苦草、金鱼藻、穗花狐尾藻、以及马来眼子菜的种植面积比例为3：1：1：1。

如上所述钢管桩上部和下部设置有L型挂钩，黑色聚乙烯遮阳网底部粘有泡沫浮球，黑色聚乙烯遮阳网边沿设置有不锈钢圆环，不锈钢圆环套设在钢管桩上部的L型挂钩上；聚乙烯薄膜上设置有塑料环，塑料环套设在钢管桩下部的L型挂钩上。

如上所述不透水围隔底部设置有碎石配重，顶部设置有泡沫浮体。

如上所述钢管桩底部入土深度不低于1m，钢管桩顶部高于湖泊水位30cm～50cm。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果为：

本发明利用遮光的方法直接减少藻类光合作用的能量来源，可以有效控制藻类增长繁殖，相比其他现有技术而言，实施成本较低，而且遮光材料可以多次重复利用；相比使用底泥清淤来清除蓝藻种源而言，使用物理覆盖的方式，对环境二次污染风险更小，成本底，技术难度更小；相比使用微生物菌剂、化学药剂等方式，效果会更加持久。通过采取分区域进行遮光处理，而且对遮光强度、遮光时间及遮光面积都采取不同实施标准，这是根据藻类自身对光照变化所产生的应激反应，以及实际工程案例实施过程中的经验，进行的合理设置，目的是为了达到最佳控制效果。利用物理覆盖的方式，可以起到隔绝底泥藻类种源，降低藻类复苏向水体的动态释放通量。选择在深水区采用聚乙烯薄膜覆盖，在浅水区采取沉水植物种植，主要是考虑到深水区透明度不够导致植物不能有效进行光合作用难以存活，浅水区透明度足够满足植物正常生长。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的剖面图；

图3为黑色聚乙烯遮阳网平面图

图4为聚乙烯薄膜平面图

附图中，各标号所代表的部件名称如下：

1、藻类捕获设施，11、藻类捕获设施A区，12、藻类捕获设施B区，13、钢管桩，14、L型挂钩，15、不透水围隔，16、泡沫浮体，17、碎石配重，18、塑料绳，2、黑色聚乙烯遮阳网，21、不锈钢圆环，22、泡沫浮球，3、沉水植物，31、苦草，32、金鱼藻，33、穗花狐尾藻，34、马来眼子菜，4、聚乙烯薄膜。41、塑料环。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实例对本发明作进一步的详细描述，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并非是对本发明的限制。

实施例1：

本发明提供了一种湖泊藻类原位调控方法，在湖泊的下风向，藻类容易聚集的区域，设置藻类捕获设施1，并在藻类捕获设施1的不同区域采取聚乙烯遮阳网2的遮光处理、沉水植物3的种植、底部铺设聚乙烯薄膜4进行物理覆盖等方式，分别对水体藻类增值控制、底泥藻源释放控制等进行处理。具体实施过程包括以下步骤：

步骤1、根据藻类捕获设施1的外形布设钢管桩13，钢管桩13按照给定的坐标点位及间距固定就位，钢管桩13底部入土深度不低于1m，钢管桩13顶部高于湖泊水位约30cm～50cm；

步骤2、将不透水围隔15侧边的上部和下部的塑料绳18分别套在对应的钢管桩13上部和底部，不透水围隔15围合成藻类捕获设施1，保持藻类捕获设施1两侧侧面以及背风侧三侧面围合，迎风侧打开，维持打开状态7d～10d，对漂浮在水面的蓝藻进行人工打捞，本实施例中，背风侧是指靠近岸边一侧，迎风侧是指与背风侧相对的一侧；

步骤3、藻类捕获设施1的迎风侧至背风侧，划分为藻类捕获设施B区和藻类捕获设施A区，

单层的黑色聚乙烯遮阳网2的边沿通过不锈钢圆环21套设固定在藻类捕获设施A区11的钢管桩13上部，从而将单层的黑色聚乙烯遮阳网2固定藻类捕获设施A区11水面上方；

聚乙烯薄膜4的边沿通过塑料环41固定在藻类捕获设施B区12的钢管桩13底部，从而将聚乙烯薄膜4固定在藻类捕获设施B区12底部；

步骤4、藻类捕获设施A区11遮光处理1d～5d内，每天对漂浮在藻类捕获设施B区水面的蓝藻进行人工打捞；

步骤5、将双层的黑色聚乙烯遮阳网2铺设在藻类捕获设施B区12水面上方，并在藻类捕获设施A区11加铺一层黑色聚乙烯遮阳网2；

步骤6、遮光处理1d～3d，撤掉藻类捕获设施A区11和藻类捕获设施B区12的黑色聚乙烯遮阳网2，打捞藻类捕获设施A区11和藻类捕获设施B区的蓝藻，将沉水植物3按照划定好的区域和种类，包裹好种植基质后，采取抛投方式种植在藻类捕获设施A区11。

沉水植物3根据水深分块种植，水深为0.5m～1.5m，本实施例中，沉水植物3包括苦草31、金鱼藻32、穗花狐尾藻33、和马来眼子菜34，自藻类捕获设施A区11靠近岸边水域向远离岸边水域的方向，根据不同的水深，依次抛投苦草31、金鱼藻32、穗花狐尾藻33、以及马来眼子菜34，苦草31、金鱼藻32、穗花狐尾藻33、以及马来眼子菜34的种植面积比例为3：1：1：1。

藻类捕获设施A区11与藻类捕获设施B区的面积比为3～10：1。

钢管桩13上部和下部设置有L型挂钩14，上部L型挂钩14露出水面，下部L型挂钩14与底泥接触；所述钢管桩13直径5cm～8cm，长度4m～5m，间距4m～5m；所述不透水围隔15高度2m～3m，底部有碎石配重17，顶部有泡沫浮体16。

黑色聚乙烯遮阳网2边沿设置有不锈钢圆环21，遮光率达到95％以上，不锈钢圆环21套设在钢管桩13上部的L型挂钩14上，黑色聚乙烯遮阳网2底部粘有泡沫浮球22，单块黑色聚乙烯遮阳网2的宽度1.5m～2m，长度15m～20m，单块黑色聚乙烯遮阳网2之间可以拼接；所述聚乙烯薄膜4上设置有塑料环41。聚乙烯薄膜4上的塑料环41套设在钢管桩13下部的L型挂钩14上。

在本发明中，步骤1中所述钢管桩13顶部高于湖泊水位约30cm～50cm，使黑色聚乙烯遮阳网2与湖泊水面保持一定的垂直距离，借助空气流通来补充水体表层的溶解氧，黑色聚乙烯遮阳网2背阳面悬挂泡沫浮球22，避免其由于自身重力作用导致中部凹陷到湖泊水体中，同时也可以将黑色聚乙烯遮阳网2与湖泊水面撑开，借助空气流通来补充水体表层的溶解氧。

在本实施例中，步骤2中所述不透水围隔15的底部有碎石配重17，顶部有泡沫浮体16；碎石配重17可以有效抵抗风浪对藻类捕获设施1的拉扯作用，避免不透水围隔15底部与外界水体相连通，塑料绳18及泡沫浮体16可以使不透水围隔15在钢管桩13上自由上下浮动以适应湖泊水深变化。

本实施例中，步骤2中的所述藻类捕获设施1呈葫芦型，藻类捕获设施B区12和藻类捕获设施A区11整体为葫芦型，并将迎风侧打开维持一段时间，这样设置可以借助风力的作用，使藻类在藻类捕获设施1中大量聚集，一方面是可以尽量多的消减湖泊藻类生物量，另一方面大量藻类聚集可以对吸收更多的营养物质，降低水体氮、磷含量。

本实施例中，步骤3中的所述黑色聚乙烯遮阳网2可以在工厂提前分块拼接好，加速施工的进度，在黑色聚乙烯遮阳网2的背阳面悬挂泡沫浮球22，是避免其由于自身重力作用导致中部凹陷到湖泊水体中；所述聚乙烯薄膜4铺设在遮光藻类捕获设施B区的底部，是考虑到藻类捕获设施B区水深较深，透明度不满足植物正常生长，采取聚乙烯薄膜物理覆盖的方式可以起到隔绝底泥藻类种类向水体的释放通量，同时克服水深带来的弊端。

本实施例中，步骤4中的遮光处理时间为1d～5d，单层遮光强度不低于95％以上。采取这样的遮光强度是迫使藻类由于光照缺乏，不能进行光合作用，进而不断消耗自身有机营养，降低比增殖速率，从而抑制它的持续增殖；二是将遮光时间维持在适当的时间，可以促使藻类出现上浮聚集，抑制逐渐下沉的迹象，便于后续的人工打捞。

本实施例中，步骤5中铺设两层黑色聚乙烯遮阳网2，是为了进一步消减光照强度，降低湖泊水体底层的藻类密度。

在本实施例中，步骤6中对水深进行限定，并采取分区域种植的方式，一是为了满足不同植物生长对光照透明度的需求，二是方便实施，降低植物之间的种间竞争。

实施例2：

本实施例一种湖泊藻类原位调控方法，在高纬度湖泊藻类原位调控的过程中，步骤4中，藻类捕获设施A区11的初次遮光面积占藻类捕获设施A区11面积的40％、初次遮光时间维持在5d、初次遮光率为75％；步骤5中，藻类捕获设施A区11的二次遮光面积占藻类捕获设施A区11面积的60％，藻类捕获设施B区12的二次遮光面积占藻类捕获设施B区12面积的60％、遮光时间为2d、遮光率为90％。其他与实施例1一致。

实施例3：

本实施例一种湖泊藻类原位调控方法，在中纬度湖泊藻类原位调控的过程中，步骤4中，藻类捕获设施A区11的初次遮光面积占藻类捕获设施A区11面积的50％、初次遮光时间维持在5d、初次遮光率为80％；步骤5中，藻类捕获设施A区11的二次遮光面积占藻类捕获设施A区11面积的80％，藻类捕获设施B区12的二次遮光面积占藻类捕获设施B区12面积的80％、遮光时间为2d、遮光率为95％。其他与实施例1一致。其他与实施例1一致。

实施例4：

本实施例一种湖泊藻类原位调控方法，在低纬度湖泊藻类原位调控的过程中，步骤4中，藻类捕获设施A区11的初次遮光面积占藻类捕获设施A区11面积的90％、初次遮光时间维持在5d、初次遮光率为95％；步骤5中，藻类捕获设施A区11的二次遮光面积占藻类捕获设施A区11面积的100％，藻类捕获设施B区12的二次遮光面积占藻类捕获设施B区12面积的100％、遮光时间为3d、遮光率为99％。其他与实施例1一致。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种湖泊藻类原位调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据藻类捕获设施(1)的外形布设钢管桩(13)；

步骤2、将不透水围隔(15)侧边的上部和下部的塑料绳(18)分别套在对应的钢管桩(13)上部和底部，不透水围隔(15)围合成藻类捕获设施(1)，保持藻类捕获设施(1)两侧侧面以及背风侧三侧面围合，迎风侧打开，维持打开状态7d～10d，对漂浮在水面的蓝藻进行人工打捞；

步骤3、藻类捕获设施(1)的迎风侧至背风侧，划分为藻类捕获设施B区和藻类捕获设施A区，

单层的黑色聚乙烯遮阳网(2)固定在藻类捕获设施A区(11)的钢管桩(13)上部，从而将单层的黑色聚乙烯遮阳网(2)固定藻类捕获设施A区(11)水面上方，

聚乙烯薄膜(4)固定在藻类捕获设施B区(12)的钢管桩(13)底部，从而将聚乙烯薄膜(4)固定在藻类捕获设施B区(12)底部；

步骤4、藻类捕获设施A区(11)遮光处理1d～5d内，每天对漂浮在藻类捕获设施B区水面的蓝藻进行人工打捞；

步骤5、将双层的黑色聚乙烯遮阳网(2)铺设在藻类捕获设施B区(12)水面上方，并在藻类捕获设施A区(11)加铺一层黑色聚乙烯遮阳网(2)；

步骤6、遮光处理1d～3d，撤掉藻类捕获设施A区(11)和藻类捕获设施B区(12)的黑色聚乙烯遮阳网(2)，打捞藻类捕获设施A区(11)和藻类捕获设施B区(12)的蓝藻，将沉水植物(3)按照划定好的区域和种类，包裹好种植基质后，采取抛投方式种植在藻类捕获设施A区(11)。

2.根据权利要求1所述的一种湖泊藻类原位调控方法，其特征在于，所述沉水植物(3)包括苦草(31)、金鱼藻(32)、穗花狐尾藻(33)、以及马来眼子菜(34)，自藻类捕获设施A区(11)靠近岸边水域向远离岸边水域的方向，根据不同的水深，依次抛投苦草(31)、金鱼藻(32)、穗花狐尾藻(33)、以及马来眼子菜(34)。

3.根据权利要求2所述的一种湖泊藻类原位调控方法，其特征在于，所述苦草(31)、金鱼藻(32)、穗花狐尾藻(33)、以及马来眼子菜(34)的种植面积比例为3：1：1：1。

4.根据权利要求1所述的一种湖泊藻类原位调控方法，其特征在于，所述钢管桩13上部和下部设置有L型挂钩(14)，黑色聚乙烯遮阳网(2)底部粘有泡沫浮球(22)，黑色聚乙烯遮阳网(2)边沿设置有不锈钢圆环(21)，不锈钢圆环(21)套设在钢管桩(13)上部的L型挂钩(14)上；聚乙烯薄膜(4)上设置有塑料环(41)，塑料环(41)套设在钢管桩(13)下部的L型挂钩(14)上。

5.根据权利要求1所述的一种湖泊藻类原位调控方法，其特征在于，所述不透水围隔(15)底部设置有碎石配重(17)，顶部设置有泡沫浮体(16)。

6.根据权利要求1所述的一种湖泊藻类原位调控方法，其特征在于，所述钢管桩(13)底部入土深度不低于1m，钢管桩(13)顶部高于湖泊水位30cm～50cm。

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