趙子群，支翔宇，王龍

（北京市密云水庫管理處，北京 101512）

引言

水庫是人類活動和自然環(huán)境交互作用的重要節(jié)點，不僅為供水、發(fā)電和灌溉等多種用途提供了重要的水資源，還具有調(diào)節(jié)水循環(huán)、防洪和保護生態(tài)環(huán)境等功能。然而，隨著城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展，水庫面臨著日益嚴重的水質(zhì)問題，其中水面污染是一個普遍存在的挑戰(zhàn)。水面污染包括廢水排放、固體廢棄物和農(nóng)業(yè)非點源污染物等的污染，這些污染物的存在對水庫的生態(tài)系統(tǒng)、水質(zhì)和水生生物多樣性造成了嚴重影響。此外，水面污染還會引發(fā)藻類爆發(fā)和氧化還原失衡等問題，導(dǎo)致水生生物死亡和富營養(yǎng)化現(xiàn)象的加劇。因此，水庫水面保潔成為保護水質(zhì)和維護水庫生態(tài)健康的重要措施。通過有效的水面保潔措施，可以減少污染物的輸入，改善水質(zhì)，促進水生生物的恢復(fù)和保護。

1 水庫水面保潔效果評價指標

1.1 水體透明度指標

水體透明度反映了水體中懸浮物質(zhì)、溶解物質(zhì)和渾濁度對光線透過程度的影響。透明度的測量通常通過測量光線透過水體的能力來進行，水體透明度指標的測量結(jié)果可用于評估水體的清澈程度和污染程度。高透明度值通常表示水體中懸浮物質(zhì)和溶解物質(zhì)較少，水質(zhì)較清澈；相反，低透明度值表明水體中存在較多的懸浮物質(zhì)和溶解物質(zhì)，水質(zhì)較為渾濁。透明度的變化可以幫助我們了解水體受到污染的程度以及可能的污染來源。相關(guān)人員通過比較水體在保潔前后的透明度變化，可以評估保潔措施的有效性。例如，如果保潔措施能夠顯著提高水體的透明度，說明措施有效減少了懸浮物質(zhì)和溶解物質(zhì)的含量，改善了水質(zhì)清澈度；反之，如果透明度變化不明顯或變化較小，可能需要重新評估所采取的保潔方法或調(diào)整其他環(huán)境管理措施[1]。

1.2 溶解氧濃度指標

溶解氧對于維持水體生態(tài)系統(tǒng)的健康至關(guān)重要，它是水中生物呼吸和氧化有機物的關(guān)鍵物質(zhì)，對水生生物的生存和繁衍具有重要影響。水庫水面的溶解氧濃度受多種因素的影響。首先，氣體交換是影響水體溶解氧濃度的主要機制之一，當水體與大氣接觸時，氧氣可以從大氣中溶解到水中，同時水中的溶解氧也可以通過氣體交換釋放到大氣中。因此，氣候條件、水體混合和湍流程度等因素會對溶解氧濃度產(chǎn)生影響。其次，光合作用也是影響水庫水面溶解氧濃度的重要因素，光合作用是水中植物和浮游生物利用光能的過程，通過光合作用產(chǎn)生的氧氣可以增加水體中的溶解氧濃度。因此，水庫水面的浮游生物密度和水中植物的分布情況會對溶解氧濃度產(chǎn)生直接影響。此外，水庫水面的有機物和無機物質(zhì)的含量也會對溶解氧濃度產(chǎn)生影響，有機物的分解和降解過程會消耗溶解氧，從而降低水體中的溶解氧濃度。同時，水中的無機物質(zhì)如硫化物、亞硝酸鹽和硝酸鹽等也會與溶解氧發(fā)生反應(yīng)，進一步影響其濃度。

1.3 水質(zhì)重金屬含量指標

重金屬是一類對水體和生態(tài)系統(tǒng)具有潛在危害的污染物質(zhì)，通過分析水庫水面的重金屬含量指標，可以評估保潔效果并監(jiān)測水體的污染狀況。表1是一個對重金屬含量指標進行分析的示例，選擇了幾種常見的重金屬元素，如鉛（Pb）、鎘（Cd）、銅（Cu）和鋅（Zn）作為分析對象。采集水庫不同位置的水樣，并使用適當?shù)姆治龇椒ǎㄈ缭游展庾V法或電感耦合等離子體質(zhì)譜法）進行重金屬含量的測定。通過對重金屬含量指標的分析，可以得出水庫水面中重金屬的污染程度。進一步的研究可以探索不同采樣點的變化趨勢，并與適用的水質(zhì)標準進行對比，以評估水庫水面保潔措施的有效性和改進方向[2]。

表1 水庫水面樣品中重金屬元素的測定結(jié)果 單位：μg/L

2 影響水庫水面保潔效果的因素分析

2.1 水庫的水動力特性

水動力特性主要包括水流速度、湍流強度、湍流能量和水體混合程度等。這些特性與水體中污染物的分布、傳輸和去除密切相關(guān)。

2.1.1 水流速度

水流速度是衡量水體運動強度的指標之一，水庫水面的流速直接影響污染物的運輸速度和擴散范圍，較快的水流速度有助于將污染物迅速帶走，減少其在水體中的滯留時間，從而有利于水面的保潔效果。

2.1.2 湍流強度

湍流強度是指水體中湍流運動的程度，湍流強度越大，水體中的污染物混合效果越好，有利于污染物的均勻分布和降解。因此，合理控制水庫的湍流強度可以提升水面保潔效果。

2.1.3 湍流能量

湍流能量的高低決定了水體中湍流產(chǎn)生和維持的能力，對水體的混合和污染物的分散起著重要作用，較高的湍流能量有助于增強水體的混合效果，促使污染物均勻分布，進而提升水面的保潔效果。

2.1.4 水體混合程度

水體的混合程度也影響著水面保潔效果，混合程度高意味著水體中各部分之間的物質(zhì)交換更為頻繁，污染物的擴散和降解速率也會增加，因此合適的混合程度可以改善水體的保潔效果。

2.2 鄰近土地利用和水庫周邊環(huán)境

水庫周邊的土地利用類型和管理方式，可以直接影響水庫水質(zhì)的穩(wěn)定性和凈化效果。首先，若水庫周邊土地主要用于農(nóng)業(yè)種植，特別是使用農(nóng)藥和化肥的集約化農(nóng)業(yè)，農(nóng)藥和化肥殘留物可能會通過徑流進入水庫，污染水質(zhì)；相反，若周邊土地主要為森林、濕地或自然保護區(qū)，這些地區(qū)的植被覆蓋和生物多樣性能夠起到保護水庫水面的作用，減少污染物輸入。其次，水庫周邊環(huán)境的管理方式也會對水質(zhì)起到一定的保護作用，有效的管理措施包括建立合理的水庫保護區(qū)和生態(tài)修復(fù)區(qū)，限制工業(yè)和居民區(qū)的發(fā)展，加強對周邊土地利用的規(guī)劃和監(jiān)管等。合理的管理可以減少水庫周邊區(qū)域的污染源輸入，減少水體中的營養(yǎng)物質(zhì)和有害物質(zhì)含量，從而提升水庫水面的保潔效果。此外，周邊環(huán)境的土地侵蝕和土壤侵蝕也會對水庫水面保潔產(chǎn)生重要影響，不適當?shù)耐恋乩煤凸芾矸绞娇赡軐?dǎo)致土壤侵蝕，進而使大量泥沙和營養(yǎng)物質(zhì)輸入水庫，影響水庫水質(zhì)。因此，采取有效的土壤保護措施和控制措施，如植被覆蓋、防護林帶建設(shè)等，對于減少泥沙和污染物輸入至關(guān)重要。

2.3 水庫管理與維護措施

有效的管理和維護策略有助于減少污染物的輸入，維持水庫水體的良好狀態(tài)，并最大程度地提升水庫水面的保潔效果。水庫管理部門應(yīng)建立健全管理和規(guī)章制度，制定水庫保護政策和法規(guī)，并確保其得到有效執(zhí)行，包括對水庫周邊土地利用和污染源進行監(jiān)管和管理，確保其不對水庫水面產(chǎn)生負面影響。還要定期進行水庫水質(zhì)監(jiān)測和評估，通過監(jiān)測水庫水體的水質(zhì)指標，相關(guān)人員可以及時了解水庫的污染狀況，判斷保潔效果，并采取相應(yīng)措施進行調(diào)整和改進。水庫管理部門還應(yīng)加強對水庫周邊環(huán)境的管理和維護，包括管理水庫周邊的土地利用，限制和控制非法的排污和傾倒行為，加強水庫周邊的生態(tài)環(huán)境保護和恢復(fù)工作，減少污染源的輸入。另外，水庫的維護和清潔工作也是保持水面保潔效果的重要措施，定期清理水庫水面的浮游物、水生植物和垃圾，清理水庫底部的淤泥和污染物，可以有效減少污染物的積累，提高水體質(zhì)量。

3 水庫水面保潔技術(shù)與方法

3.1 機械方法

機械方法是一種常用于水庫水面保潔的技術(shù)手段，包括使用各種機械設(shè)備和工具來清理水庫水面的污染物。機械方法的主要步驟包括收集、轉(zhuǎn)移和處理污染物。在收集階段，使用吸污船、挖掘機或網(wǎng)具等工具，將浮游物、漂浮物和沉積物從水面或水體中收集起來；在轉(zhuǎn)移階段，這些收集到的污染物可以通過運輸船只、輸送管道或抽水泵等工具轉(zhuǎn)移到指定的處置地點；在處理階段，對收集到的污染物進行處理可采用物理分離、化學(xué)處理或固化等方法，以達到減少污染物對水庫水體影響的目的。機械方法的優(yōu)點是操作相對簡單，可以快速收集大量的污染物；此外，機械設(shè)備通常能夠適應(yīng)不同類型和規(guī)模的水體污染，具有較強的適應(yīng)性。但機械方法也存在一些限制和挑戰(zhàn)，例如，對于較大的水庫，機械設(shè)備的成本和使用限制可能會增加；此外，在使用機械方法時，需要考慮設(shè)備對水庫生態(tài)系統(tǒng)和水質(zhì)的潛在影響，以及可能引起的噪音和振動等環(huán)境問題[3]。

3.2 生物修復(fù)方法

生物修復(fù)方法是一種有效的水庫水面保潔技術(shù)，它利用特定的生物體來降解或吸收水體中的污染物質(zhì)。生物修復(fù)方法的核心思想是利用生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力來改善水體質(zhì)量，這些生物體可以是植物、微生物或水生動物。植物修復(fù)是生物修復(fù)方法的常見形式之一，適宜的水生植物，如浮萍、水蔥和香蒲等，能夠吸收水體中的營養(yǎng)物質(zhì)和有機污染物，促進水體中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)。同時，水生植物的根系也能夠提供供微生物附著的表面，從而增加微生物的活性，有利于降解有機污染物。微生物修復(fù)是另一種常用的生物修復(fù)方法，許多微生物具有降解有機物和轉(zhuǎn)化重金屬的能力，通過注入特定的降解菌群，可以加速水體中有機污染物的分解過程。此外，某些微生物還能夠吸附和沉淀重金屬離子，從而降低水體的重金屬濃度。水生動物也可以發(fā)揮重要的生物修復(fù)作用，例如，某些藻類和浮游生物能夠吸附和沉淀懸浮物，凈化水體。此外，某些水生動物如貝類和蚯蚓等能夠通過攝食來吸收水體中的有機物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)，幫助凈化水體。生物修復(fù)方法具有環(huán)境友好、成本低廉和可持續(xù)性的特點，然而其效果受到多種因素的影響，包括環(huán)境條件、生物種類選擇和修復(fù)技術(shù)的操作管理等。因此，為了提升生物修復(fù)方法的效果，相關(guān)人員還需要進一步對其進行優(yōu)化。

3.3 化學(xué)處理方法

化學(xué)處理方法通過添加特定的化學(xué)藥劑，利用化學(xué)反應(yīng)原理改善水庫水體的水質(zhì)狀況。常見的化學(xué)處理方法包括投加凈水劑、添加氧化劑和應(yīng)用絮凝劑等。

3.3.1 凈水劑

添加凈水劑可以吸附和沉淀水中的懸浮物、濁度物質(zhì)和膠體顆粒等，從而提高水質(zhì)的透明度和凈化效果。相關(guān)人員需根據(jù)水體中的主要污染物種類選擇凈水劑，如有機物、重金屬離子等，以達到最佳的處理效果。

3.3.2 氧化劑

氧化劑能夠氧化水體中的有機物、硫化物、亞硝酸鹽等污染物，將其轉(zhuǎn)化為較為穩(wěn)定和易于處理的產(chǎn)物，常見的氧化劑包括氯氣、臭氧、過氧化氫等。使用氧化劑需要控制劑量和反應(yīng)條件，以避免對水體生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。

3.3.3 絮凝劑

絮凝劑能夠與水體中的懸浮物、膠體和渾濁物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成較大的絮凝體，從而方便后續(xù)的沉淀或過濾處理。常見的絮凝劑包括聚合鋁鹽、聚合硅酸鐵等。使用絮凝劑需要考慮水質(zhì)特征、絮凝劑劑量和混合條件等因素。

3.4 綜合應(yīng)用方法

綜合應(yīng)用方法是指將多種水庫水面保潔技術(shù)和方法相結(jié)合，以達到更好的保潔效果。該方法綜合利用了機械方法、生物修復(fù)方法和化學(xué)處理方法等多種手段，并根據(jù)具體情況進行調(diào)整和優(yōu)化。例如，在分析水質(zhì)模型的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)模型結(jié)果選擇合適的機械設(shè)備進行污染物的清理和吸附，同時引入生物修復(fù)手段促進自然生物降解作用的發(fā)揮。此外，還可以結(jié)合化學(xué)處理方法，如利用化學(xué)藥劑定向處理和去除污染物。綜合應(yīng)用方法可以最大限度地發(fā)揮各種技術(shù)和方法的優(yōu)勢，提升水庫水面保潔效果，并為水庫管理和維護提供科學(xué)依據(jù)。綜合應(yīng)用方法對于實現(xiàn)水庫水面的有效保潔具有重要的理論和實踐意義。

4 結(jié)語

本文對水庫水面保潔效果進行了理論分析，提出了以水體透明度、溶解氧濃度和重金屬含量作為評價水庫水面保潔效果的指標。本文還分析了影響保潔效果的因素，包括水動力特性、周邊環(huán)境和管理措施等，介紹了機械方法、生物修復(fù)方法、化學(xué)處理方法和綜合應(yīng)用方法等水庫水面保潔的技術(shù)與方法。綜上所述，本文為水庫水面保潔提供了理論分析框架，為進一步的研究和實踐提供了基礎(chǔ)。未來研究可以從優(yōu)化保潔技術(shù)、改善管理措施和探索新型保潔方法等方面展開，以提升水庫水面保潔效果并促進水環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。