深水型水库环保疏浚对水质的影响及敏感参数研究——以通济桥水库为例

国内对于作为饮用水水源地并具有水温分层特征的深水型水库环保疏浚,缺乏长期实测评价工程前后水质变化规律以及易于发生变化的水质参数的实例.因此,对于这种类型的环保疏浚,如何进行效果评价并在工程实施中控制敏感参数成为一个没有解决的问题.本文以典型的饮用水水源地、深水型的通济桥水库为对象,通过长期水质监测,研究了环保疏浚的影响.结果发现环保疏浚对总氮（TN）削减起到较好的效果,但是疏浚期间总磷（TP）浓度明显上升,完工半年后TP浓度仍略高于往年同期水平.其中,坝前库区TN浓度降低至疏浚前多年同期均值的56%~87%,而TP浓度却为疏浚前的1.87倍以上.并发现浊度、TN、TP和锰（Mn）对于环保疏浚敏感响应.其中,TP波动与底泥扰动引起的浊度变化有密切的关系;坝前库区疏浚新生底泥Mn含量较高（1251.25 mg/kg）,夏季水温分层加剧了库底水体的厌氧状态,是Mn出现异常的主要原因.以通济桥水库为鉴,建议深水型环保疏浚重点考虑底泥扰动及后续季节性水温分层对水质控制效果产生的影响.     

我国水库渔业对水质的影响及其生态控制对策

我国水库资源丰富,水质优良,是极佳的淡水养殖水体;实施科学合理的渔业可降低水库氮磷营养负荷,是合理利用水面和生物资源的需要.我国水库渔业自1950年代起步,1979年后快速发展,水库养殖面积迅速扩大、养殖产量显著增加、养殖品种多样化,先后发展形成6种不同的渔业模式.由于片面追求水库渔业的产量,大量施肥和投饵带来过量外源氮、磷等营养元素导致水库水体的富营养化,水质下降,有的水库甚至暴发了蓝藻水华.针对库区水质保护的要求,数项生态控制对策被提出以降低水库渔业对水质的负面影响.     

基于湖库水质目标的流域氮、磷减排与分区管理——以天目湖沙河水库为例

湖库水环境保护在保障生产与生活用水、维系生态平衡、发展旅游等方面发挥着重要的作用.水质目标管理是保护湖库水质的最佳管理办法.本文以天目湖地区沙河水库及其流域为研究区域,建立模型模拟沙河水库流域的水文与水质,评估入库污染通量和主要来源;依据水质目标测算氮、磷污染的容量和减排量,结合土地的生态保护与开发适宜性评估,提出氮、磷污染分区减排和土地管控的对策和措施.研究结果表明,沙河水库氮、磷污染物入库通量分别为206.01和3.29 t/a,面源总氮和总磷分别占总入库量的85.7%和67.5%.不同土地利用类型氮、磷输出强度有显著差异,总氮输出强度依次为茶园 >耕地 >建筑用地 >裸地 >草地 >退耕地 >林地 >河湖漫滩,总磷输出强度与地表覆盖度有关,依次为裸地 >建筑用地 >茶园 >耕地 >草地 >退耕地 >林地和河湖漫滩.从氮、磷输移过程来看,沙河水库流域总氮排放量为321.64 t/a,进入河流的为255.53 t/a,在河道输送过程中损失19.4%,最终有206.01 t/a进入水库;沙河水库流域总磷排放量为13.42 t/a,进入河流的为7.90 t/a,在河道输送过程中损失58.3%,最终有3.29 t/a进入水库.不同分区河流氮、磷滞留降解率有很大的差异,中田河总氮、总磷滞留降解能力最强,分别为34.71%和84.31%.2009年的通量计算结果显示,沙河水库总氮达到Ⅳ类水质目标需要的入湖减少量为32.01 t/a,入湖削减比例为15.50%,总氮达到Ⅲ类水质目标需要的入湖减少量为59.66 t/a,入湖削减比例为29.00%;总磷达到Ⅲ类水需要的入湖减少量为0.682 t/a,入湖削减比例为20.70%,总磷达到Ⅱ类水需要的入湖减少量为1.479 t/a,入湖削减比例为44.90%.为了实现基于土地利用的面源污染减排管控,选定植被覆盖度、水源涵养能力、地形坡度、土地利用、氮磷分区贡献量、与道路和村落距离等指标综合评估生态保护价值和开发适宜性,并划定禁止开发区、限制开发区和保护性开发区3个管理分区,最终确定各分区的开发强度限制和管控方式.     

稳定分层水库水质的季节性变化特征及扬水曝气水质改善

为了解深水型水库水体的热分层结构、水质特征及扬水曝气系统对水质的改善情况,对水温、溶解氧、p H、叶绿素a、营养盐、溶解性有机碳浓度等水质指标进行为期一年的监测,探讨各项指标的季节性变化规律.结果表明,黑河水库水体呈单循环混合模式,在3-10月形成自然热分层,水体的热分层导致相应水库水质明显分层.黑河水库为偏碱性水体,叶绿素a、总磷、总氮、铵态氮和溶解性有机碳浓度平均值分别为2.21μg/L、0.022 mg/L、1.32 mg/L、0.20 mg/L和2.93 mg/L,表明黑河水库处于中-富营养状态.热分层期底部水体溶解氧浓度在0~7.9 mg/L之间,平均值为2.9 mg/L,氮磷质量比在41~100之间,表明黑河水库是一个底部季节性缺氧、高营养盐型水库.在水库自然热分层末期,应用扬水曝气技术,不仅改善了底部水体的厌氧/缺氧环境,抑制了厌氧/缺氧条件下内源污染物的释放和藻类的增殖,而且还使得水库水体提前混合,实现了强制混合与水体自然混合过程的有机衔接,延长了水质持续改善的作用时效,有效地改善了水环境,保障了安全供水.     

稳定分层水库水质的季节性变化特征及扬水曝气水质改善

为了解深水型水库水体的热分层结构、水质特征及扬水曝气系统对水质的改善情况,对水温、溶解氧、pH、叶绿素a、营养盐、溶解性有机碳浓度等水质指标进行为期一年的监测,探讨各项指标的季节性变化规律.结果表明,黑河水库水体呈单循环混合模式,在3-10月形成自然热分层,水体的热分层导致相应水库水质明显分层.黑河水库为偏碱性水体,叶绿素a、总磷、总氮、铵态氮和溶解性有机碳浓度平均值分别为2.21 μg/L、0.022 mg/L、1.32 mg/L、0.20 mg/L和2.93 mg/L,表明黑河水库处于中-富营养状态.热分层期底部水体溶解氧浓度在0～7.9 mg/L之间,平均值为2.9 mg/L,氮磷质量比在41～100之间,表明黑河水库是一个底部季节性缺氧、高营养盐型水库.在水库自然热分层末期,应用扬水曝气技术,不仅改善了底部水体的厌氧/缺氧环境,抑制了厌氧/缺氧条件下内源污染物的释放和藻类的增殖,而且还使得水库水体提前混合,实现了强制混合与水体自然混合过程的有机衔接,延长了水质持续改善的作用时效,有效地改善了水环境,保障了安全供水.     

南北同枯场景下南水北调中线丹江口水库供水调度方式

南北同枯场景下南水北调中线丹江口水库供水调度是保障水源工程有效供给、优化配置供水水源的重要课题,如何科学制定不同供水对象的供水水量、兼顾水源区及受水区用水需求、充分发挥丹江口水利枢纽的调蓄作用,是南水北调中线工程功能效益发挥的关键.以南水北调中线水源工程丹江口水库为研究对象,深入分析了中线工程通水后丹江口水库供水现状及面临的技术难题,从而提出南北同枯场景的判别标准及相应水库供水调度的方法,揭示了汉江中下游、清泉沟和南水北调中线供水对水库起始供水水位的响应机理,提出"蓄丰补枯、均衡减少"的方法是南北同枯场景下丹江口水库的供水调度方式,不同供水起始水位及供水方式情况下供水调度仿真结果表明,本文所得结论可为丹江口水库在实际运行中制定调度方案提供参考.     

三峡水库童庄河浮游植物及其与水质的关系

通过对三峡水库支流童庄河库区的浮游植物进行调查,共检出浮游植物132种,其中蓝藻门23种,隐藻门2种,甲藻门3种,硅藻门55种,裸藻门3种,绿藻门46种.其中硅藻门的种类居首位,甲藻和隐藻则在数量上占优势.主要优势种为飞燕角甲藻(Ceratium hirundinella)和隐藻一种(Cryptomonas sp.).浮游植物的种类和数量随季节和水域不同而呈现差异.应用水质理化指标、污染指示种和污染指示群落评价童庄河水质,显示其水质为Ⅴ类,为β-中污型水体.     

River discharge,land use change,and surface water quality in the Xiangjiang River,China

To compare the impacts of river discharge on the surface water quality of the Xiangjiang River in China, 12 surface water quality parameters recorded at 31 sampling sites from January 1998 to December 2008 along the river and its main tributaries were analyzed. Significantly higher concentrations of total nitrogen, ammoniacal nitrogen, and total phosphorus, and biochemical oxygen demand were observed during low‐flow periods than during high‐flow periods, implying a higher risk to local residents drinking untreated water during low‐flow periods. Pollution indexes, including the inorganic pollution index and integrated pollution index (IPI), were negatively related to impervious surface area (ISA) and cropland area (CLA) when ISA (CLA) was less than 160 (3000) km². However, the relationship was positive when ISA (CLA) was larger than 160 (3000) km², which provided a reasonable explanation for the observed spatial patterns of water quality. Distinct increasing temporal trends for two kinds of pollution indexes were also found. The annual ISA was significantly related to the rapid degradation of water quality from 1998 to 2008, with correlation coefficient (r) values of 0.816 (p = 0.002) and 0.711 (p = 0.014) for the organic pollution index (OPI) and IPI, respectively. However, annual rainfall was negatively correlated with the two indexes with r values of 0.785 (p = 0.002) and 0.448 (p = 0.093) for OPI and IPI, respectively. Our study highlights that decision makers should be more aware of recent increases in the pollution of the Xiangjiang River, especially at downriver sites and during low‐flow periods. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

辽宁省大伙房水库及入库河流水质空间特征与河库水质关系

入库河流与水库存在空间上的连续性,河流污染物输入是水库水质恶化的主要原因,对大伙房水库及其入库支流61个采样点的水质状况进行调查,并运用聚类分析和主成分分析对大伙房水库及入库支流的水质空间特性和主要污染物进行分析.聚类分析显示,按照水质相似性将大伙房水库及入库支流水质可分为上游区、下游区和库区3个典型空间区域.分别对3个区域进行主成分分析,结果显示:入库支流上游区和下游区水质主要影响因素为氨氮、总氮和化学需氧量,库区影响水质的主要因素为温度、p H值、浊度、溶解氧、电导率、氨氮和总氮.对上游、下游和库区水质均有显著影响的因子为氨氮和总氮,上游区、下游区和库区氨氮浓度均值分别为0.06、0.10和0.19 mg/L,总氮浓度均值分别为0.13、0.16和0.26 mg/L.入库河流下游区对水库水质影响较大,受社河和浑河污染物输入的影响,大伙房水库水质在空间上呈现社河入库区水质优于浑河入库区水质.并且库区氨氮和总氮浓度均与距岸边距离呈负相关,溶解氧和p H值均与距入库口距离呈负相关,表明入库河流污染物输入和环库区面源污染均对大伙房水库水质产生一定影响.     

Spatial and temporal patterns of the water quality in the Danjiangkou Reservoir,China

Abstract

The three-route South-to-North Water Diversion Project (SNWDP), transferring water from the water-rich Yangtze River and its tributaries to the much drier area of North China for irrigation, industrial and domestic use, has been implemented in China since 2002. Thus, water quality in the Danjiangkou Reservoir, the water source area of the SNWDP's Middle Route, is of great concern. We investigate its water quality from 2004 to 2006 by monitoring some important physical (T, turbidity and SPM) and chemical (DO, pH, alkalinity, TDS, SpCond, ORP, COD_Mn and BOD) parameters and nutrient (nitrogen and phosphorus) contents. Consequently, their spatial and temporal patterns in the reservoir were examined. The results indicate that the water of the reservoir is of a Ca and HCO₃ type, and the major pollutants are nitrogen and COD_Mn. Comparisons among the sampling sites show that water quality increases downstream, implying the self-purification capacity of the reservoir. The reservoir in general has better water quality in the dry season than in the wet season. Integrated basin management would be critical of the water quality in the Danjingkou Reservoir for the interbasin water transfer project.