柴廣環(huán),邵明廣
(淄博市引黃供水管理局,山東 淄博 255087)
新城水庫(kù)位于淄博市桓臺(tái)縣新城鎮(zhèn)境內(nèi),是一座中型平原水庫(kù),總庫(kù)容是1006萬m3,興利庫(kù)容933萬m3,最高水位19.00m,死水位13.00m。新城水庫(kù)是淄博市引黃供水工程的調(diào)節(jié)水庫(kù),主要是在不能直接從黃河引水時(shí),通過水庫(kù)的調(diào)節(jié)作用為淄博市引黃供水工程提供穩(wěn)定的黃河原水,保證供水生產(chǎn)的平穩(wěn)、連續(xù)。
水庫(kù)防滲型式的影響。新城水庫(kù)庫(kù)區(qū)不透水層埋藏較深,利用目前的施工技術(shù)做垂直防滲比較困難,防滲質(zhì)量難以滿足工藝要求,經(jīng)專家多次論證,決定采用水平防滲方案,即在庫(kù)底150萬m2的面積上水平鋪設(shè)塑料膜,使庫(kù)內(nèi)水受庫(kù)區(qū)地下水的影響較弱。另一方面新城水庫(kù)庫(kù)底平均高程12.1m,周圍地面高程12.5m,庫(kù)內(nèi)水體埋深過小,一旦出現(xiàn)低水位運(yùn)行情況,特別是夏秋季節(jié),太陽很容易將水體曬透,整個(gè)水體溫度上升較快,為藻類的迅速繁殖提供了溫床,加速了水質(zhì)變化。
而同樣是平原水庫(kù)的大蘆湖水庫(kù)就有明顯不同。該水庫(kù)位于淄博市高青縣趙店,此區(qū)域不透水層埋藏較淺,適宜選用垂直防滲方案,庫(kù)底無水平鋪塑。由于大蘆湖水庫(kù)庫(kù)底平均高程6.2m,周圍地面高程8.0m,加之大蘆湖水庫(kù)前身是大蘆湖湖區(qū),庫(kù)內(nèi)水體埋深大。當(dāng)夏秋季氣溫較高時(shí),水庫(kù)表層水溫較高,底層水溫較低,因而整個(gè)水體平均水溫不高,水質(zhì)變化不明顯。
水體運(yùn)動(dòng)的影響。新城水庫(kù)占地200hm2,東西向水面長(zhǎng)度約2.5km;大蘆湖水庫(kù)占地533.33hm2,東西向水面長(zhǎng)度近6km,在季風(fēng)風(fēng)向上,水體運(yùn)動(dòng)情況具有明顯差異性,相同速度的季風(fēng)吹過來,新城水庫(kù)較短的吹程使其形成的波浪遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于大蘆湖水庫(kù)的。這樣,在水平方向新城水庫(kù)水體的運(yùn)動(dòng)是驅(qū)動(dòng)乏力,垂直方向的震動(dòng)也是微弱的。研究表明,水體運(yùn)動(dòng)的不足,會(huì)嚴(yán)重降低水體自凈能力,加劇水體富營(yíng)養(yǎng)化程度,這樣就為藻類生存提供了良好的水動(dòng)力環(huán)境。
水動(dòng)力對(duì)藻類的影響主要是指水體流速對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響。緩流的水體不利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的擴(kuò)散,容易加劇水體富營(yíng)養(yǎng)化程度,特別是氮、磷的積累。新城水庫(kù)盡管是一座中型平原水庫(kù),但庫(kù)容相對(duì)偏小,在一定程度上相當(dāng)于一個(gè)大型沉淀池,黃河水進(jìn)入水庫(kù)后,平均流速小于0.2m/s,處于準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài),為藻類的生存提供了適宜的水力條件,加速藻類水華的發(fā)生。
溫度是影響藻類生長(zhǎng)和繁殖的主要環(huán)境因素之一。實(shí)驗(yàn)表明藻類在高于30℃和低于4℃下,幾乎不生長(zhǎng)。在15~25℃下,均具有明顯的指數(shù)生長(zhǎng)期,隨著溫度的升高,藻類比增殖速率增大。夏秋季節(jié)新城水庫(kù)水體溫度大多處于這個(gè)區(qū)間。
光照是藻類生長(zhǎng)的主要能量來源,是主導(dǎo)藻類垂直分布的決定性因素。當(dāng)新城水庫(kù)處在低水位運(yùn)行時(shí)(低于15.00m),整個(gè)水體較淺,加上庫(kù)區(qū)日照時(shí)間充足,水體很容易被光線穿透,大大加速了藻類的繁殖速度,同時(shí)黃河原水中富含N、P等有機(jī)物,藻類一旦爆發(fā),將迅速繁殖。
按照西北設(shè)計(jì)院最初2144萬m3的設(shè)計(jì)規(guī)模進(jìn)行水庫(kù)擴(kuò)容工程建設(shè)。一是擴(kuò)大連續(xù)水面。增加水面吹程,尤其是東南西北方向的吹程,可以提高水體自凈能力。二是加大流速。水體流動(dòng)性的提高,將會(huì)大大降低水體富營(yíng)養(yǎng)化程度。新城水庫(kù)庫(kù)區(qū)地勢(shì)平坦,庫(kù)底高程基本與原地面高程相同,將庫(kù)底整體下挖,盡可能加大水體埋深,不僅可減緩夏秋季水溫的迅速上升,而且加大了庫(kù)容,減輕了水庫(kù)調(diào)蓄負(fù)荷,既解決頻繁充庫(kù)的問題,又有效地保護(hù)大壩安全。
一是通過向水庫(kù)中投放適量的鰱魚、鳙魚等食藻類魚苗,利用生物凈化作用去除部分藻類,近幾年實(shí)踐表明,生物聯(lián)合控藻技術(shù)效果明顯。二是當(dāng)水體藻類含量較高時(shí)在泵站前池適量投加高錳酸鉀和活性碳進(jìn)行預(yù)處理,確保水質(zhì)安全。
適宜地做好黃河直供水和水庫(kù)水的交替使用,使水庫(kù)水更新相對(duì)快一些,在一定程度上遏止藻類的快速生長(zhǎng)。針對(duì)高藻水的處理成本較高的實(shí)際,盡量將此類水送給對(duì)水質(zhì)要求相對(duì)較低的低端客戶,或?qū)⒏咴逅c低藻水混合使用,減輕后續(xù)凈水工藝的壓力。夏秋高溫季節(jié)盡量保持水庫(kù)適當(dāng)?shù)母咚?,避免因高溫?dǎo)致水體溫度的迅速升高,有效切斷導(dǎo)致藻類爆發(fā)的誘因。2010和2011年新城水庫(kù)高溫季節(jié)持續(xù)保持在17.00~18.00m高水位運(yùn)行,藻類數(shù)量有效控制在1000萬個(gè)/L左右,水庫(kù)水質(zhì)較好,渠道及前池基本上清澈見底。