水动力条件对浅水型湖泊脱氮效率的影响及参数优化

来源：环境工程技术学报杂志2025年第4期北京时间：

作者：杨毅, 唐常源, 邓天龙, 张依章, 唐颖栋, 段利丽

摘要：水动力调控作为生态退化浅水湖泊的有效修复手段备受关注，但如何优化水动力条件以实现最佳修复效果仍是亟待解决的关键科学问题。以南宁市某浅水湖泊为研究对象，通过将其划分为无水力联系的试验区和对照区，开展为期36 d的原位对比试验；试验区利用流量为100 m³/h的循环水泵实现水体的水平与垂直循环，而对照区保持静止状态，系统探讨了水动力条件对浅水型湖泊理化指标及氮迁移转化的影响。结果表明：1）与静态对照区相比，试验期间（0~36 d）试验区水体电导率（EC）和溶解氧浓度的波动范围减小，CODMn降低，表层水\mathrmNH_4^+ -N浓度平均值增加了1.83倍，底层水\mathrmNO_3^- 浓度平均值下降幅度达45.09%，水体总氮（TN）浓度平均值减少了24.84%。2）水动力循环打破了试验区原有的好氧层-兼性层-厌氧层分层结构，形成以循环模式为特征的动态系统。该系统通过促进表层与底层水体及营养盐的交换，显著增强了硝化-反硝化耦合脱氮过程，有效抑制氮素的过度累积，从而改善湖泊水质与生态环境。3）基于污染物降解速率，提出了计算研究区达到预期脱氮效率时最佳循环流量所需的关键参数，如试验区水深、面积、TN浓度等，为水动力调控提供了量化依据。本研究揭示了水动力管理在浅水型湖泊水质改善中的关键作用，为水生态系统修复提供新的理论支持与实践参考。

关键词：水动力循环, 富营养化, 浅水型湖泊, 氮迁移转化, 脱氮效率