大型水库热分层的水质响应特征与成因分析

为研究大型水库热分层期间水质的响应特征及成因,于2018年4月—2018年12月对大黑汀水库坝前水体的水温及溶解氧等理化指标进行了连续性垂向监测,在此基础上分析了大黑汀水库季节性热分层变化规律以及各水质指标的响应特征。结果表明：（1）大黑汀水库水体呈典型的单循环混合模式,热分层期间,溶解氧在垂向分布同样表现出季节性变化,且在水体底部出现严重的缺氧现象,但在形成时间上比热分层略有迟滞;（2）氨氮、总磷、磷酸盐以及铁、锰浓度表现为底层 > 中层 > 表层的变化趋势。研究表明,水体热分层会改变水体中溶解氧的垂向分布结构,并进一步导致沉积物向上覆水体释放大量的氮、磷营养盐以及铁、锰等污染物,对水库的正常运行和管理产生不利影响。     

聚类分析法在水质监测断面水质分析中的应用

为了在不影响污水治理的前提下减少监测断面的设定,利用SPSS中聚类分析的方法对滏阳河河段上八个监测断面的监测资料,选取COD、氨氮等五个水质指标监测数据进行优化分类,并对监测断面的水质变化趋势做了简要的分析。结果表明:Ⅰ类监测断面(南留旺、东武仕水库、木鼻、张庄桥)水质较好,Ⅱ类监测断面(沁河苏曹站、曲周南干渠)和Ⅲ类监测断面(苏里、莲花口)的水质污染较为严重,而这些监测断面均位于邯郸市区内或者是经过市区以后的一段距离内。因此邯郸市区内的重污染企业仍是水污染的主要污染源。聚类分析法可以很好地将多个水质断面进行归类分析,并对河水污染治理起到指导作用。     

水库缺氧区时空演化特征及驱动因素分析

湖库水体在热分层时期的缺氧现象将严重影响底层水体水质,破坏底层水生生物栖息环境,导致湖库整体水质及生态环境质量的下降。本文以引滦入津源头工程大黑汀水库为例,研究了水库热分层及缺氧区的时空演化特征,识别了在一定的水质及底质污染状况条件下,水库缺氧区形成与演化的主要驱动因素。研究表明,大黑汀水库缺氧现象出现时间为每年6月份至10月份,最严重时全库有60%的回水区域会出现缺氧问题,坝前延伸距离可达12.0 km。缺氧区内水体溶解氧浓度低于2.0 mg/L。研究认为,热分层状况是决定水体溶解氧状况及缺氧区演化的主要驱动因素;藻类浓度通过对溶解氧结构及底层水体耗氧条件的影响驱动了缺氧区的年内演化规律;水库的地形条件变化是水体缺氧区形成的重要辅助性因素;水动力学条件则主要影响水库缺氧区的稳定性。     

大流量调度过程对水库缺氧区抑制阈值条件研究

大型水库在热分层期间出现的底部缺氧问题将严重影响湖库底层水体水质,威胁水库供水安全。水库大流量调度引起的强水动力条件可有效削弱甚至完全消除库区缺氧现象。本文以引滦入津源头工程——大黑汀水库为例,采用三维水动力-水质模型复演了水库缺氧区的演化过程,发现大黑汀全库在缺氧区稳定发展时段的8月份有2/3区域出现缺氧现象。为应对缺氧引起的供水安全风险,本文基于多情景分析方法给出了大流量调度过程抑制大黑汀水库缺氧现象的分级调度阈值条件。当大流量调度过程日均流量达到96.5 m³/s且持续时长15～30 d时,大黑汀水库约70%～90%的缺氧区可得到抑制;当流量达到115.7 m³/s且持续时长15~30 d时,90%~100%的缺氧区可得到抑制,库区缺氧现象将基本消除。