提升水库下游河流水质的生态放流量确定和可行性分析

大型水利枢纽工程在防洪、发电、供水、航运等诸多方面发挥巨大作用的同时,也改变了河流的天然水文情势,导致下游河流流量减少,削弱了河流水体的自净能力,威胁河流生态系统功能和物种多样性.在此背景下,选定松辽流域石头口门水库及其下游饮马河为研究对象, 首先分析了饮马河主要污染组分COD和NH₃-N浓度的变化趋势以及前期石头口门水库的生态放流措施对下游河流水环境质量的改善效果,然后基于河流水动力和水质模型,通过目标水质反推水库的生态放流量,从而拟定了一套进一步提升河流水环境质量的水库生态放流方案.最后基于水库均衡分析论证了方案的可行性.研究结果表明,原有的水库生态放流计划实施后,劣V类水体同比减少54.55%,效果较为明显.为了满足“十四五”水质目标,进一步提升河流水质,除10月和12月以外,其它月份的生态放流量均需要提高,年生态补水量增加1425万m³,能够满足水库的供水、灌溉需求和蓄水计划,方案具有可行性,能够有效缓解河流水体污染,提升水质.     

饮用水水源保护区河流水环境容量计算模型

基于河流一维水环境容量计算模型,通过水质控制目标分析,引入了饮用水供水水库的水环境容量决定其保护区内河流水质控制目标的概念,提出以水库的水环境容量为其上游保护区内河流段末的水质控制目标,解决了由于河流与湖库的总磷水质标准不一致、水质标准中没有河流总氮指标以及水环境容量计算中河流与湖库水文设计条件不同步等,导致水源保护区内河流的水质控制目标确定困难的问题,建立了针对饮用水水源保护区内河流水环境容量的计算模型和方法,本模型直接表达了饮用水供水水库与其上游河流水环境容量之间的定最关系,体现了2个水域间的连续性和相互作用关系,为实现饮用水供水水库及其上游河流的污染物总量控制提供了可靠的科学依据,应用本模型,计算了正在建设中的老虎潭水库保护区内河流的水环境容量.结果表明,根据老虎潭水库水环境存量,保护区内河流的总氮水环境容量为65.05 t·a-1,现状总氮年入河量应削减33.86 t;总磷水环境容量为5.05 t·a-1,现状条件下尚有2.23 t·a-的剩余水环境容量,文中所提出的建模方法可以推广至水质控制目标不同情况下的连续水域,尤其适用于下游水域水质控制要求高于上游水域的情况,拓展了水环境容量的研究思路和方法.     

基于MIKE11模型提高污染河流水质改善效果的方法

为寻求提高污染河流水质改善效果的方法,本研究选择中国多坝闸重污染河流颍河为研究对象,针对引江济淮工程颍河段的水质改善要求,以颍河主要的污染物高锰酸盐指数、氨氮为指标,提出了应用MIKE11建立试验河流一维河网水动力和水质模型,采用数值模拟的方法,试验研究河流水质改善的最优技术方法,模拟试验主要进行了补水流量、补水水质、补水位置和补水方式等措施对改善颍河水质效果的影响.模拟结果表明:用MIKE11模型中水动力模块(HD)和对流扩散模块(AD)并结合降雨径流模块(NAM)来进行污染河流水质改善是可行的,即补水流量为河流本底流量的10%,分别对补水点1采用Ⅲ类水,补水点2和补水点3采用Ⅳ类水进行补给,补给效果最佳,高锰酸盐指数和氨氮的去除率分别为72.3%和55.7%,使研究区颍河85%以上的河段达到Ⅳ类水水质标准,为河流污染控制提供了一种新方法.     

深圳市河流水污染治理与雨洪利用研究

在深圳市水污染治理已有规划研究的基础上,以三条跨界河流为例,根据饮用水源地功能和交接断面水质目标,研究通过流域产业结构调整及控制人口增长,提高污水收集率和处理率,同时采取流域径流调节、污水资源化、枯季补水增容、人工湿地系统净化、干流河道渠化与生物生态技术等一系列措施,治理河流水污染问题。利用河流水质模型QUAL-Ⅱ,对多种措施进行论证和优化,使原规划治理方案进一步得到完善。结果表明,在采取90%以上截污率截污、干流渠化和滞留塘技术、枯季补水、污水处理后不排入河流或经深度处理达GB3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水质后排入河流几项措施的情况下,可同时实现河流水污染治理和雨洪资源利用的目标,彻底改善深圳市水环境质量,缓解水资源难以为继的约束。     

电站运营对北溪下游水质影响探讨及改进建议

通过对利水电站坝上、坝下布设监测断面,进行为期近一个月的枯水期水质监测,分析上下游水质的变化以期对梯级电站的建设与运营对北溪下游水质的影响进行研究,认为梯级电站的建设运行,形成梯级水库,流速变缓,大气覆氧能力降低,水中溶解氧下降,导致水体自净能力减弱,使水环境容量降低,对污染物的稀释、混合和降解能力减弱,湖库富营养化是水库的主要生态环境问题。为此,提出污染防治对策,并提出当上游污染水团下泄时,作为补救和改善水质时电站应采取的运行方式,为今后河流的突发污染防治、水质保护与改善提供经验借鉴。     

电站运营对北溪下游水质影响探讨及改进建议

文章通过对利水电站坝上、坝下布设监测断面,进行为期近一个月的枯水期水质监测,分析上下游水质的变化以期对梯级电站的建设与运营对北溪下游水质的影响进行研究,认为梯级电站的建设运行,形成梯级水库,流速变缓,大气覆氧能力降低,水中溶解氧下降,导致水体自净能力减弱,使水环境容量降低,对污染物的稀释、混合和降解能力减弱,湖库富营养化是水库的主要生态环境问题。为此,提出污染防治对策,并提出当上游污染水团下泄时,作为补救和改善水质时电站应采取的运行方式,为今后河流的突发污染防治、水质保护与改善提供经验借鉴。     

中小型水电站库区富营养化变化趋势探析——以红岩水电站为例

流域梯级电站开发日益使河流湖库化,特别是建在流域下游的水库尤为明显,湖库富营养化已成为水库的主要生态环境问题,备受中外学者关注。本文通过对红岩水电站库区富营养化程度预测判别,分析了中小型水电站库区蓄水后富营养化变化趋势,提出中小型水电站库区富营养化控制对策,为湖库区水质保护与改善提供参考。     

2002-2017年葠窝水库及入库河流水质相关性分析和影响因素

葠窝水库是辽宁省重要的水源地,水质长期处于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ～Ⅳ类。目前,库区与入库河流之间相关性及主要影响因子尚不明确,因此,运用相关性分析及主成分分析法(PCA)对水库及4条入库河流在2002—2017年期间主要水质参数变化趋势、相关性及影响因素进行分析。结果表明:氨氮、石油类和挥发酚为研究水体主要污染指标,自2013年始均有所好转;库区与4条入库河流有显著相关性,3个典型区域中,河流上游区主要污染源为农业面源和生活源;下游区和库区主要污染源为农业面源和工业源,建议加强点源控制和面源削减来改善水质。     

黄柏河流域的水环境问题及治理对策

黄柏河流域是葛洲坝水库的一条支流,其下游水质水量受水库和流域径流的双重影响,水环境复杂,黄柏河中上游的水环境受经济社会发展的影响,水环境质量有逐年下降的趋势,需要进行综合治理。本文分析了黄柏河流域水环境问题,探讨了水环境问题产生的原因,提出了流域治理的思路、原则和对策,为该流域的治理提供参考。     

序言

正筑坝是目前最为显著的人为扰动河流事件。迄今为止,世界上约70%以上的河流被大坝拦截,且大坝修建的数量还在增加。水库可以用来发电、供水、防洪和改善航行,但却阻断河流连续体而影响其生态环境。大坝的物理阻隔减少了河流泥沙向下游的输送,影响了洄游鱼类的迁徙;水体滞留时间的增加影响了生源要素的生物地球化学循环,改变了温室气体的释放通量;反季节蓄水和底层泄水发电的人为调节方式形成了新的蓄水河流的生态格局。这     

温榆河流域闸坝群对河流水量水质影响分析

流域闸坝群对河流水文水环境的影响是目前变化环境下流域水循环研究中的热点和难点之一。论文从流域尺度上探讨了温榆河流域闸坝群对水文循环和污染物运移的作用,分析了闸坝群对温榆河干流水量和水质浓度的影响。研究表明：①闸坝群调蓄减小了温榆河的径流量,削减洪峰,调节非汛期径流,源头的水库对径流调蓄强,削峰显著,而中下游地区的闸坝对径流调蓄较弱,对汛期洪峰有削减作用,但增加了非汛期径流量;②对于河流水环境影响,源头水库库容大,纳污能力强,有助于消减坝上水质浓度,但在水库坝下以及中下游地区水闸,闸坝切断河流,降低河流流通性,水质浓度提高。研究将为认识温榆河流域水污染成因提供依据,同时也为流域水污染整治和水资源高效利用提供技术支撑。     

洋河水库泄洪对近岸海域水质的影响

基于验证良好的秦皇岛河流-海岸一二维耦合数学模型,探讨了洋河水库泄洪对近岸海域水质的影响。由于水库COD浓度略高于近岸海域COD标准浓度,但远低于河道水体COD浓度,水库开闸放水初期,河口海域COD日平均浓度和超标面积较泄洪前有所增大,此后随着水库的不断泄洪,海域COD日平均浓度和超标面积逐渐减小,最终趋于稳定,海域水质较泄洪前得到明显改善。在相同水库放水COD浓度下,泄量越大,携带水库下游河道的污染物入海越多,海域COD日平均浓度超标面积越大,且泄量与超标面积间服从线性函数关系。在污染物入海通量相同的情况下,减小污染物入海浓度在一定程度上可以改善近岸海域水质状况。     

深圳市2015~2021年雨源型河流水质时空变化及其对降雨的响应

雨源型城市河流水容量偏小,缺乏动态补充水源,易受污染.基于深圳市2015~2021年全市（不含深汕）9大流域的21个水质指标数据和逐日降雨数据,利用单因子指数评价、综合污染指数、层次聚类分析和Pearson相关分析等方法,研究深圳市河流水质时空分布特征及特征污染物对降雨的响应关系.结果表明：①2015年全区大部分断面水质都是劣Ⅴ类水,2018年10月后河流水质总体得到大幅度改善,与2018年深圳市开展治水专项活动背景一致,到2021年约62%的断面水质达Ⅰ~Ⅲ类水标准;②深圳市（不含深汕）西部人口稠密地区的水质污染较东部更严重,河口和支流下游水质污染较上游更严重;③深圳市坪山河、龙岗河、茅洲河和深圳河的水质受降雨的影响显著;④深圳市河流的主要特征污染指标是DO、COD、BOD₅、NH₄⁺-N、TP、高锰酸盐指数、石油类和阴离子表面活性剂;对于坪山河和龙岗河,降雨使TP和NH₄⁺-N指标浓度升高;对于茅洲河,降雨使TP和COD指标浓度升高;对于深圳河,降雨使COD、TP和NH₄⁺-N指标浓度升高.以上结果能够揭示深圳市雨源型河流水质时空变化情况及其对降雨事件引发的非点源污染的响应关系,为深圳市打造更高品质水环境提供科学参考.     

基于熵理论的河流水环境评价及应用

在经济社会不断发展的今天,环境问题越来越突出,分析和评价环境问题已经不能仅从单一角度进行,而是要从综合、系统的角度来对待,引入系统熵理论,通过结合熵理论的指标值权重求解方法和协调度的指标达标计算方法来建立河流水环境评价模型,并以深圳市龙岗河2007年4个监测点全年水质平均监测数据为算例对该区域的河流水环境进行评价,得出龙岗河上游水质优于下游水质,以及沿河排污、中游污水处理工程对水质变化的作用,探讨该方法的可行性。     

生态修复技术在保护水库水源地中的应用

为改善和保证库区水体水质 ,有必要对生态系统受到破坏的水库水源地进行生态修复。结合水库水源地的自然、社会特点 ,提出对保护区内涧河、入库口门、库区等处及水土保持生态修复的设想 ,使水体水质得到净化 ,进而保证水库供水的可持续发展。     

基于水质达标的水电站最小下泄流量研究

确定水电站坝下最小下泄流量、满足下游河流水质要求是水电站调度重要考虑因素。该文以青山水库水电站为例,以下游南苕溪汪家埠断面水质达标为目标,对坝下最小下泄流量的确定进行了研究分析,为管理部门提供决策依据。     

巢湖小流域污染源解析及对策措施研究——以十五里河为例

以合肥市巢湖入湖河流十五里河为例,在十五里河水质现状调查及有效分析河流小流域污染源解析的基础上,因地制宜、因时制宜地针对各污染源项,提出了包括沿河重点污染源控制工程、城市面源污染控制工程、农村及农业面源污染控制工程、河流水质修复措施、生态补水及河流生态修复措施、河流综合监测等对策措施建议。以期为十五里河水体污染的控制及水生态系统的修复提供对策模式,也为其他类似入湖河流的治理提供思路与探索。     

深圳市40年河流水质变化及影响因素研究

为掌握深圳市河流水质状况及其变化趋势,文章开展了深圳市近40年河流水质变化特征研究,并对深圳市河流水环境质量变化与社会经济发展和水环境治理的相关性进行了分析。结果表明:随着社会经济的快速发展,深圳市河流水质经历了先不断下降后持续改善的历程。受流域经济发展和水污染治理进程的不同影响,各主要河流水质变化拐点不尽相同,全市整体拐点出现在2002年左右。人均地区生产总值对河流水质整体污染水平影响最大,污染程度与经济增长符合环境库兹涅茨曲线的倒U型关系,脱钩点出现在人均地区生产总值65 000元左右。     

深圳市水污染防治的战略地位及对策措施

深圳市由于经济社会迅猛发展和人口急剧膨胀，水污染形势日趋严峻。水污染防治不仅关系到深圳市、香港以及其他周边城市的饮用水源保护和供水安全保障，而且关系到跨境水环境问题解决和生态环境保护。河流、水库、海域的污染防治是息息相关的。以河流治理为突破口，以生活污染为重点，以污水处理设施建设及污水管网配套为基本手段，采取各类措施综合治理水污染，是目前及今后一段时间内深圳水污染防治的重点和主要对策措施。     

台湾的环境保护② 台湾的水污染和防治

台湾岛内大小河流有100余条,水库50余座,年均降水量为2500mm。据环保署对其中47条主次要河川水质监测结果证明:下游河段未受污染的有21条,轻度污染的2条,中度污染有15条,严重污染者9条。显示台湾地区主要河流下游河段已有半数以上受到了不同程度的污染。若以污染长度(主、次要河流总长度为2889.3公里)表示,则严重污染河段占10.3％,中度污染河段占14.8％,轻度污染河段占8％,未受污染的则为66.9％。另据调查显示,1993年台湾12座主要水库,只剩下一座台北翡翠水库的水质尚可。