王林

（遼寧省遼陽水文局，遼寧遼陽111000）

水庫型水源底層水體異常水質調度實驗研究

王林

（遼寧省遼陽水文局，遼寧遼陽111000）

本文以湯河水庫為例，針對水庫型水源底層水體水質異常應急處理，開展水質調度實驗研究。研究表明：隨著庫區(qū)底層水下泄，水質逐漸好轉，并恢復到較好水平，為水庫性水源類似水污染事件的應急處理提供了成功范例。

水質調度；實驗；污染防治；湯河水庫

1 研究背景

湯河水庫是一座以防洪、工業(yè)及城市生活供水為主，兼顧灌溉、養(yǎng)魚、發(fā)電等綜合利用的大Ⅱ型水利樞紐工程，總控制面積1 228 km2，每年供水量為1.2億m3，是遼寧鞍山、遼陽兩市的重要飲用水源。近年來，底層水體發(fā)生異?，F(xiàn)象，散發(fā)出臭雞蛋氣味，導致水廠不能正常工作，嚴重威脅城市供水安全。在其污染防治研究中，開展了水質調度實驗，取得了改善水庫水質狀況的顯著成效。

2 水質應急調度實驗

2.1 實驗斷面布設

監(jiān)測斷面主要布設在輸水洞下的電廠出口、輸水洞出口、湯河入太子河河口，如圖1所示。

圖1 斷面布設示意圖

2.2 監(jiān)測項目及頻次

水質監(jiān)測每0.5～1.0 h監(jiān)測1次，隨水質變化情況監(jiān)測時間間隔作適當調整，監(jiān)測項目主要為硫化物、錳、氨氮。水量監(jiān)測主要采用流速面積法，用流速儀實測。

2.3 水質調度實驗方法

根據(jù)水質狀況，調節(jié)水庫下泄量，使水庫底層污染物在推流的狀態(tài)下排出水庫，要求使用最少的水量排放最多的底層污染物，達到改善水庫水質的目的，并采用Mike11水環(huán)境模型對水質水量變化進行模擬預測。

2.4 調度過程

根據(jù)電廠出口、輸水洞出口水質變化情況調節(jié)水庫下泄水量。10月4日8:40關閉遼陽取水口閥門，打開輸水洞大閘進行異常水體排泄；9:50進行輸水洞檢查，檢查管道有無裂痕漏水、淤積等現(xiàn)象；11:40輸水洞開始放水，流量60 m3/s；13:40加大為120 m3/s；15:40水質明顯好轉，而且?guī)靺^(qū)遼陽取水口水面出現(xiàn)漏斗現(xiàn)象，說明表層水被排出，庫區(qū)水流不再是推流狀態(tài)，于是下泄量降為15 m3/s。10月6日11:30電廠大機組開啟流量15 m3/s，12:00輸水洞大閘關閉，電廠機組保持開啟。截止10月27日，水庫累計放水3 200萬m3。

3 水質調度實驗分析

3.1 電廠出口硫化物變化趨勢

硫化物濃度變化范圍為0.04～0.28 mg/L，平均0.05 mg/L，實驗前濃度最高，達0.28 mg/L。實驗開始后，濃度下降明顯，至10月5日16:00下降至0.10 mg/L，至10月12日5:30下降至未檢出，水質明顯得到改善并趨于穩(wěn)定，至10月26日水庫電廠大機組關閉，下泄水量降為1 m3/s，硫化物濃度又重新升高，至10月30日降至0.1 mg/L（Ⅱ類標準）以下，見圖2。

3.2 電廠出口錳變化趨勢

錳濃度變化范圍為 0.27～1.21 mg/L，平均0.57 mg/L，實驗前濃度最高，達1.21 mg/L。試驗后，呈下降趨勢并趨于穩(wěn)定，但下泄水量降為1 m3/s后，濃度再次反彈，濃度達到1 mg/L以上，至10月31日，濃度才降到0.1 mg/L左右，見圖2。

圖2 湯河電廠出口污染物濃度與水量變化圖

3.3 輸水洞出口硫化物、錳變化趨勢

輸水洞出口（距電廠出口100 m左右）硫化物濃度大大低于電廠出口，水庫放水后濃度明顯降低；錳與電廠出口相比濃度沒有明顯變化，水庫放水后濃度大大降低，見圖3。

圖3 輸水洞出口硫化物和錳濃度變化圖

3.4 湯河入太子河河口水質變化趨勢

在水庫進行調度放水時，為避免對太子河水質產生影響，在湯河入太子河河口設以臨時斷面。放水前經監(jiān)測氨氮濃度為1.22 mg/L，錳濃度為0.4 mg/L，水質達到Ⅳ類標準。隨著水庫放水，水質得到明顯改善，水質達到Ⅱ類標準，見圖4。

圖4 湯河入河口氨氮和流量變化圖

3.5 Mike11模擬分析

通過Mike11水環(huán)境模型研究水質隨水量變化的特征，對水質調度實驗進行驗證和預測。經模擬分析，湯河入太子河河口斷面水量、水質模擬值變化趨勢與實測值有較高的一致性，模擬的峰值和實測峰值也能夠較好地吻合；輸水洞出口斷面在水質調度期間水質模擬值變化趨勢與實測值有較好的一致性，但模擬的峰值和實測峰值吻合度不高，主要因為湯河水庫大閘放水水流較急，而且流量邊幅較大，導致水質在非自然流動狀態(tài)下降解、吸附，模擬結果見圖5和圖6。

圖5 湯河入太子河河口斷面水量模擬結果

圖6 湯河輸水洞出口斷面錳模擬結果

4 結語

1）水質調度在污染治理中成效顯著。水質調度開始后，水質逐漸好轉，并使水體水質恢復到較好的水平，除錳以外，其他指標均恢復到地表水Ⅱ類標準限值以內。

2）調度水量的變化對水質有較大影響。在調度水量由120 m3/s降到15 m3/s和由15 m3/s降到1 m3/s后，水質均出現(xiàn)較大反彈現(xiàn)象，硫化物、錳、氨氮濃度大幅回升，但過一段時間后，又逐漸下降到較好水平。

3）硫化物、錳和氨氮隨水流空間變化顯著，致使湯河入太子河河口水質明顯改善，水質調度試驗未對太子河造成污染。

4）Mike11在水質調度實驗中能夠起到很好的水質水量預測作用。

X832；TV697.1+1

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2016-02-16