深水层化水库中降雨触发藻华的关键驱动机制与人工混合调控阈值研究

本研究揭示了深水层化水库（如Lijiahe Reservoir）中降雨事件通过营养盐脉冲输入（如TP）、水温（WT）和光照（Zeu/Zmix）动态变化触发藻华的机制，提出基于悬浮物（SS）和总磷（TP）沉降动力学的WLAs（Water-lifting Aerators）再激活阈值（72-164小时），为气候变化下水库藻华防控提供工程实践指导。

　　

Highlight

深水层化水库中，降雨事件通过多重机制驱动藻华爆发：风暴期间水温（WT）下降和光照（Z_eu/Z_mix）减少抑制藻类生长，而雨后营养盐（如磷）输入与水文条件恢复则显著促进藻类增殖。人工混合（WLAs）通过破坏分层、降低WT和营养盐浓度，实现藻类密度95%以上的削减效果。

关键驱动因子与延迟触发机制

随机森林模型和PLS-PM分析表明，藻类动态与WT、营养盐及水柱相对稳定性（RWCS）显著相关。极端降雨通过地表径流输入大量生物可利用磷（以颗粒态为主），而稳定分层加剧营养盐限制效应，放大脉冲式输入的生态影响。

人工混合的调控效应

WLAs通过增加混合深度（Z_mix）和降低Z_eu/Z_mix比值抑制藻类增殖。但降雨导致的浊度升高迫使WLAs停运，需根据SS和TP沉降动力学（符合准二级动力学方程，R²=0.99）设定再激活阈值：最大流量65、165和680 m³/s时，对应阈值分别为72、89和164小时。

Conclusion

本研究为深水水库藻华管理提供关键参数：降雨强度与WLAs再激活时间的量化关系，以及混合调控对藻类关键驱动因子（WT、营养盐、RWCS）的干预路径，助力应对气候变化下的极端降雨风险。