浅议水源水库内修建河口生态库施工的水质保障措施

结合深圳市铁岗-石岩水库水质保障工程(一期)施工实际,对在石岩水库内修建河口生态库施工时,所采取的保护水源水库水质的保障措施进行了探索和研究,保障了施工期间水源水库水质的稳定,使工程施工稳步推进。由于措施合理得当,石岩水库未出现一次水质污染现象,也为水源地的建设施工提供了借鉴。

鄱阳湖流域典型水源水库水华暴发成因及氮污染溯源

富营养化导致的藻类水华是水源地水库面临的主要生态问题之一。探究水源水库中水华暴发成因并开展污染物溯源研究,是预防水华暴发的重要前提。本文选择鄱阳湖流域赣江水系吉安市某典型水源水库为研究对象,通过分析无水华期和水华暴发期水环境特征及其演变规律,探讨了水华暴发的成因及其促发条件,并针对识别出的主要污染因子,开展了同位素溯源研究。结果表明:(1)水库水华暴发的主要原因为水体总氮浓度显著升高(由0.77 mg/L升高至1.57 mg/L),超出了国际公认的水华暴发总氮阈值(0.5~1.2 mg/L),加之夏季高温(32℃)、水库库容量较低,促进了水华暴发;(2)无水华期,水库表层水总氮主要赋存形态为硝酸盐氮(占比>90%),水华暴发期,表层水总氮主要赋存形态由硝酸盐氮转变为有机氮(占比~86%),氮赋存形态转化的主要原因为藻类同化吸收作用;(3)硝酸盐氮、氧同位素示踪结果表明,水库硝酸盐氮主要来源于上游稻田流失的氮肥(负荷贡献率64.45%),其次为上游山区土壤氮流失(14.08%)、大气沉降(12.35%)和农村生活污水(9.12%),因此水库总氮优先控制污染源为上游稻田流失的氮肥。

辽宁5座水源地水库底栖动物群落结构特征比较

为探究辽宁省5座水源地水库—观音阁、白石、柴河、清河和汤河水库底栖动物的群落结构特征,并根据底栖动物的现存量估算鱼产潜力,为这5座水库保水渔业的放养捕捞提供科学依据,于2019-2020年开展季节性调查,共检出底栖动物67种,其中,节肢动物52种,以摇蚊幼虫为主,有39种;寡毛类12种,主要为颤蚓和仙女虫;软体动物3种,分别为观音阁和汤河水库检出的椭圆萝卜螺,以及观音阁和白石水库的梨形环棱螺和褶纹冠蚌。检出种类以汤河水库最多,39种,其次为观音阁水库34种,白石水库最少,仅23种。密度以白石水库最高,1546.89 ind/m^(2),其次为观音阁水库658.33 ind/m^(2),汤河水库最低,481.92 ind/m^(2)。生物量以白石水库最高,7.76 g/m^(2),其次为汤河水库5.68 g/m^(2),清河水库最低,2.49 g/m^(2)。5座水库密度在春、夏、秋季均可出现峰值,但最低值皆出现在夏季;生物量则以春、冬季较高,夏、秋季较低。各库密度和生物量总体表现为静水区最高,仅观音阁水库密度和生物量、白石水库生物量峰值出现在过渡区。观音阁和柴河水库河流区至坝前密度和生物量总体以寡毛类为主,而入水口以摇蚊幼虫占比最高;清河水库和汤河水库入水口至静水区密度和生物量总体以摇蚊幼虫为主,而坝前均以寡毛类占比最高;白石水库入水口至过渡区主要为摇蚊幼虫,坝前静水区以寡毛类为主。群落聚类与MDS排序结果显示,观音阁、柴河和清河水库群落较为相似,而白石水库和汤河水库群落相似性较低,且与观音阁、柴河和清河水库差异明显。CCA结果显示,水深、总氮、氨氮、DOC、叶绿素a含量是5座水库影响底栖动物密度的关键因子。底栖动物种类组成受总氮、氨氮影响明显,汤河水库总氮、氨氮含量最低,表现为种类最多,摇蚊幼虫优势地位高;白石水库中总氮、氨氮含量最高,表现为种类最少,水丝蚓优势地位高。基于底栖动物估算的鱼产潜力白石水库最高,汤河水库次之,清河水库最低。与以往调查数据相比,5座水库种类数均增加,主要是检测出的摇蚊幼虫种类增加;而密度和生物量表现有所不同,观音阁水库密度和生物量均降低,而清河和汤河水库均增加,白石水库则密度增加而生物量降低,柴河水库则密度降低而生物量增加。以上结果表明,应根据这5座水源地水库底栖动物群落结构特征,针对性地管理底栖动物食性鱼类的放养和捕捞。

丹江口水库水源区地下水环境调查与评价

丹江口库区是南水北调中线工程的核心水源区,为了持续抓好输水沿线区和受水区的污染防治和生态环境保护工作,运用综合评价分析方法,对水源区的地下水环境进行调查和采样分析。结果表明:①丹江口水库水源区共有20个潜在污染源,其中生活垃圾场共12个,尾矿库共4个,闭坑矿洞废水4个。②126组地下水样品中,Ⅲ类水占比最高,为30%,其次为Ⅱ类水和Ⅳ类水,均占比24.5%,Ⅴ类水占比19%,Ⅰ类水占比最低,仅为2%;重度污染的Ⅴ类水有24组,主要分布在郧阳区和竹山县,郧阳区主要超标指标为硝酸盐、铝等,竹山县主要超标元素为锌;中度污染的Ⅳ类水有31组,主要分布在房县和丹江口市,房县主要超标元素为铁,丹江口市主要超标指标为硝酸盐。③地下水中超标率较高的指标为铁(18.0%)、硝酸盐(12.5%)、铝(11.7%)和锌(10.9%)。研究结果可为该区域生态环境保护提供基础支撑。

不同水源特征水库中溶解性有机物的光学特性对比

为考察A水库(“引黄工程”水源水库)与B水库(普通类型水库)的溶解性有机物(DOM)在相对分子质量大小、组成特征及来源方面的差异,采用紫外-可见光谱技术以及三维荧光光谱技术结合平行因子分析法,针对A水库和B水库水体中DOM的吸收参数特征和荧光特征进行了研究。结果显示:A水库和B水库的DOM均有较强的自生源特征,但两水库的DOM在组成特征和来源上存在一定差异。B水库样本中存在长波类腐殖质C1(E_(x)=350 nm,E_(m)=454 nm)、类色氨酸物质C2(E_(x)=300 nm,E_(m)=361 nm)和类色氨酸C3(E_(x)=220 nm/250 nm,E_(m)=347 nm)3个荧光组分,而A水库样本中存在长波类腐殖质C1、类色氨酸物质C2两个荧光组分,说明A水库的组成特征相对更加简单。DOM吸收参数特征分析显示,A水库水质状况良好,其DOM相对分子质量较大,主要来自自生源;而B水库处于富营养状态,其DOM相对分子质量较小,富里酸成分和水体芳香性较高,水生环境中维管束植物输入较为丰富,主要来自入库河流和自生源。光谱指标差异性分析显示,A水库DOM外源输入比例小于B水库,同时A水库的水质污染源更多以陆源输入为主。研究揭示了水库中DOM的光学特性,可反映水库的环境污染程度和富营养化程度,为进一步探究DOM在不同水源特征水库的环境行为特征及水库水质保护等提供参考。

水源水库面源污染调查与治理技术研究——以某水库为例

面源污染,特别是农业面源污染,具有分布广泛、复杂多样等特点,成为环境治理的难点。本文以广东省中北部某大型水库为背景,调查了水库区域的面源污染现状,计算了污染负荷和入水负荷。结果表明,水库区域内TN、TP的污染负荷分别为7432.16kg/a、1551.10kg/a,TN、TP的入水负荷分别为1479.58kg/a、231.57kg/a。农业种植是TN、TP污染的主要来源,污染负荷和入水负荷占比均高于95%。为了保护水库水质,研究了削减拦截和末端治理两种面源污染治理技术。削减拦截技术主要采用生态渠、植物篱和植物缓冲带,末端治理技术则采用格栅沉砂井+物理过滤池技术。这些措施旨在减少污染物排放,提高水库水质,为类似区域的水质治理提供借鉴。

丹江口水库水源区(湖北段)生态系统服务价值估算尺度效应

为探究不同尺度或不同来源的土地利用/覆盖(land use/land cover,LULC)数据产品对生态系统服务价值(ecosystem service value,ESV)估算的影响,本研究以丹江口水库水源区(湖北段)为例,通过升尺度算法获取了两种LULC数据产品在30~3000 m范围内共12个不同尺度的土地利用数据,并使用当量因子法分析不同尺度下的ESV特征,旨在研究LULC数据对ESV估算的空间尺度效应。结果表明:随着空间尺度的增大,LULC数据的空间细节逐渐减弱,但总体空间格局相对稳定,ESV的组成结构也基本保持稳定;两种LULC数据产品估算的ESV平均相差约4.23%,具体差异随空间尺度的变化有所波动;不同尺度的ESV估算结果存在一定差异,但总体上在30~500 m尺度保持相对稳定,而在1000 m及以上尺度波动较大,由此推断以500 m及以下尺度为基础进行研究区ESV估算较为适宜。研究结果可为选取合适尺度的LULC数据进行ESV估算提供依据,对提高ESV估算的可靠性、促进生态产品价值实现等方面具有一定的参考价值。

基于主成分分析法的松塔水库水源地水质分析

为深入分析松塔水库水源地水质情况,根据2018—2022年月水质监测数据,选择pH值、DO、COD_(Mn)、COD_(Cr)、BOD_(5)、NH_(3)-N、TP、TN、氟化物、汞、硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮等13个指标,采用主成分分析法,分析了影响水源地水质的主要因子和2018—2022年水源地水质变化趋势。根据计算结果,影响水源地水质的主要因子有COD_(Mn)、COD_(Cr)、BOD_(5)、硫酸盐、TN、pH值,2018—2022年水源地水质逐年改善。

基于SWAT模型的水库型水源地非点源污染模拟分析

月塘水库为仪征市应急备用水源地,流域内农业为主要产业,由农业活动产生的非点源污染也成为该水库污染物的主要来源。选择总氮(TN)、总磷(TP)作为污染物代表指标,构建SWAT模型,模拟月塘水库流域2008—2018年月尺度下径流、TN、TP的入库量,以及年尺度下TN、TP负荷的空间分布,结合区域农业管理分析,结果表明:入库径流量与TN、TP峰值出现在汛期;流域上游氮、磷负荷弱于下游,关键污染源区主要为集中于水库周边以耕地为主的区域;水量调度会影响模拟精度,自然-人工水循环耦合是该模型的改进方向。

水源水库沉积物磷形态分布及其释放特征

采用淡水沉积物中磷形态的标准测试方法(SMT),分析测定了西安市汤峪水库表层沉积物中总磷及各形态磷的含量分布特征,并对该分级测定结果与间隙水水质及沉积物其他理化性质进行了相关性分析.结果表明,该水库表层沉积物中总磷(TP)含量为1,215.03～1,592.83,μg/g;铁铝结合态磷(Fe/Al-P)平均值为241.34,μg/g,其余形态磷中,钙结合态磷(Ca-P)为711.98,μg/g,有机磷(OP)为301.54,μg/g.相关性分析方面,Fe/Al-P含量与间隙水中TOC浓度显著相关.环境变化会导致Fe/Al-P释放进入水体,当氧化还原条件降低时,结合态的磷会由于2价铁的溶出而释放到间隙水和上覆水中,是水库富营养化的潜在威胁.

水源水库污染底泥不同修复方法脱氮效果对比实验研究

总氮超标是大部分水源水库具有的共性水质问题.在外源污染得到有效控制,上游来水氮负荷较低的情况下,底泥內源氮释放对上覆水体水质影响巨大.因此,在泥水界面处对污染底泥进行合理修复以有效抑制底泥氮释放是解决总氮超标问题、控制水源水质的关键.本研究通过模拟实验对比研究了3种不同修复方法,即覆盖填料、投加功能微生物和投加铁粉在界面处的脱氮效果.结果表明,填料覆盖技术具有更明显的脱氮效果,对氨氮的平均抑制率为83%,最高时可达92%,对总氮的平均抑制率达73%,且效果稳定.

生物沸石薄层覆盖削减亚热带水源水库氮负荷

以福建泉州水源地山美水库和惠女水库的表层底泥和上覆水为研究对象,室内静态模拟试验研究了生物沸石薄层覆盖削减水源水库氮负荷的效果及可行性,探讨了上覆水体溶解氧(DO)浓度对削减氮负荷的影响,分析了削减氮负荷的作用机理.结果表明,覆盖强度为1 kg/m^2的生物沸石覆盖(厚度约1 mm)对上覆水中总氮的削减率为58.89%~65.75%,对底泥中总氮的削减率为10.39%~13.08%,对底泥中铵态氮的削减率为32.35%~44.56%,对底泥中有机氮的削减率为8.41%~11.04%;对于以硝态氮为主要形态氮的上覆水体,DO浓度越低,越有利于高效菌脱氮;可见,生物沸石薄层覆盖能有效削减水源水库氮负荷,利用生物沸石薄层覆盖技术削减水源水库氮负荷是可行的,但需要进一步研究水源水库底泥生物沸石薄层覆盖修复过程中氮的迁移转化机制.

冬季水库水源中MIB和土嗅素的产生与降解机理

2-甲基异冰片（MIB）和土嗅素（geosmin）由放线菌,真菌和蓝绿藻代谢产生,这两种物质是目前造成饮用水具有霉味和土味的主要原因.以包头市画匠水库为研究对象,运用推流式反应器基本模型和OriginPro 9.0线性拟合法,分析冬季水源水库水中MIB和土嗅素净产率与损失率；运用双膜理论计算嗅味物质挥发速率常数.结果表明,冬季画匠水库0.55m冰层下,透射光照强度（Surface PAR）为70-636W/m2,平均光照强度为114.8W/m2,存在合适藻类代谢产生异味物质的光照条件.封冻前后,水库水中MIB和土嗅素浓度逐渐增高,并以60-102ng/L的较高浓度水平维持到来年解冻,此后二者浓度逐渐降低到较低水平,呈规律性变化.曲线拟合结果显示,冬季画匠水库水中 MIB/土嗅素的产生与减少均符合准一级反应动力学模型（R2为0.941-0.989）.由于低温与冰层阻碍等原因,影响水库中MIB/土嗅素的损失主要因素是出流携带；冰层融化后,挥发和出流携带是MIB/土嗅素减少的主要原因.MIB和土嗅素冬季产生速率常数为4.119,2.146ng/（L·d）,水流携带损失速率常数为0.032d-1.冰层融化后,MIB产生速率为1.012ng/（L·d）,损失速率为0.072d-1,藻细胞产率4.57×10-8ng/（L·d·cell）；土嗅素产生速率常数为1.638ng/（L·d）,损失速率为0.083d-1,藻细胞产率5.46×10-8ng/（L·d·cell）.

水源地水库沉积物中营养盐与微生物群落的空间分布特征

[目的]调查研究水源地水库沉积物中营养盐分布与微生物群落分布状况,揭示沉积物微生物与营养盐迁移转化的相互关系。[方法]在浙江省东部低山丘陵区汤浦水库现场采集沉积物样品,分析其中氮、磷等营养盐与总有机碳含量,并对沉积物中微生物群落结构特征进行克隆文库分析。[结果]（1）沉积物中总有机碳平均含量为14.6g/kg,总氮平均含量为1.6g/kg。总有机碳和总氮含量最高的采样点都是H点,最低的都是F采采样;总磷含量最高的采样点是G（含量为1.08g/kg）,含量最低的采样点是L（含量为0.5g/kg）,平均含量为0.8g/kg。速效磷和铵态氮在在河流入库段含量最高,在库区中部和坝前位置含量较低。（2）沉积物样品中微生物种群差异较大。鉴别出来的10种已知门的细菌,只有变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和疣微菌门共同存在于各样品。变形菌门在所有样品中的数量最多,约占细菌总数50%～70.8%。[结论]微生物群落分布与沉积物营养盐有一定相关性。皮尔逊相关分析表明,γ变形菌和δ变形菌与总磷存在显著的负相关性,厚壁菌门却与总氮（p〈0.05）存在显著的正相关性。

水源型水库底泥中磷形态及其分布特征研究

以长江下游某水源型水库为例,对水库表层底泥应用淡水沉积物磷形态的标准测试程序(SMT)测定了总磷(TP)、铁铝结合态磷(Fe/Al-P)、钙结合态磷(Ca-P)、无机磷(IP)和有机磷(OP),分析了各形态磷之间的相关性。研究结果表明:水库总磷含量在652.55~889.78mg/kg,表层沉积物中TP含量的增加主要来自Fe/Al-P部分,其次来自IP和OP部分。OP含量与Ca-P和Fe/AlP的含量均有较好的正相关关系,而Ca-P与Fe/Al-P相关性较弱。5个采样点底泥中的铁铝结合态磷含量都低于钙结合态磷,且两者比值都小于0.5,应考虑环境酸化引起的磷释放风险。

腐殖酸对寒冷地区水库水源供水安全的影响

东北寒冷地区水库水源中腐殖酸含量较高并难以去除,对当地城市的供水安全产生了一系列影响。腐殖酸的存在导致原水净化过程中混凝剂的投加量大幅增加,并成为氯消毒副产物的重要前体物;处理后腐殖酸的残留易引起水厂出水色度超标,并会加剧配水管网腐蚀,降低生物稳定性,影响给水卫生。此外,腐殖酸对水体中有机污染物和重金属离子的迁移转化具有重要影响,而且是某些地方性疾病的主要环境因素之一。水库水源中腐殖酸对无机胶体的保护作用以及冬季水体长时间处于低温低浊状态是导致寒冷地区冬季水厂大幅增加混凝剂投加量但混凝效果仍欠佳的两个主要原因。

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。

南方某水源水库富营养化水质主控因子识别与评价研究

淡水湖泊与水库富营养化使其农业灌溉、防洪、发电以及生活用水水源的功能日趋受损。本文以南方某水源水库富营养化动态监测的10个指标(UV254、CODMn、TOC、可溶性硅、总氮、硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐氮、总磷和磷酸盐)为自变量,叶绿素a为因变量。通过主成分分析(PCA)与多元线性回归(MLR)对变量进行分析,最后得到了以TOC、总氮(总磷)、亚硝酸盐氮为自变量,叶绿素a为因变量的拟合曲线。统计分析表明模型的F值为18.670,Sig.值为0,证明曲线相关性很高;通过回代检验得到模型的符合率为86.1%,表明该评价模型对富营养化具有一定预报能力;模型分析结果进一步表明叶绿素a、总氮(总磷)是该水库富营养的水质主控因子,其中总氮与总磷对该水源水库富营养化水平的影响程度相近。

水库型饮用水水源地生态安全评价及应用

对中小水库型饮用水水源地生态安全评价进行了研究。构建了4个层次的安全评价指标体系,考虑了影响水源地水质、水量的内外各种因素,如人口密度、森林覆盖率等。通过数据归一化处理和权重分析,计算了指标的安全性指数值以判断安全度。生态安全评价体系应用于天台县桐坑溪水库饮用水水源地,结果表明指标层中污染防治和环境管理能力是影响该水源地安全的敏感指标,这两项的安全度分别为差和中等。由此提出近期水源地环境保护中应采取的对策和措施。

基于压力-状态-响应模型的大伙房水库水源地安全评价研究

为了评价大伙房水库水源地的安全状态,结合水源地自身特性,分析了对其安全造成影响的因素,建立了水库型水源地安全的压力-状态-响应模型。运用此模型构建了3个层次的水源地安全评价体系,采用层次分析法确定指标权重。提出5级评价标准,根据评价指标的选择原则,选取了14个指标,确定各指标在各等级的取值范围,运用模糊综合评价法对各准则层及总体安全等级进行评价。评价结果表明:压力指标安全等级为Ⅲ,2012年大伙房水库供水的7座城市人口为负增长,且经济发展水平较高,但其流域所处的三县内,大量施用化肥、农药等,营养元素及污染源直接流入河中。状态指标安全等级为Ⅱ,库区水质满足Ⅱ级标准,富营养化等级为Ⅰ级,水体贫营养,但氮素含量高,依然有富营养的危险。响应指标安全等级为Ⅲ,其中废水排放达标率为95%,安全等级"高",但流域内水土流失严重,水土流治理率极低,且相关管理部门的监控及管理机制还不健全。大伙房水库水源地安全综合指数为2.4834,在2与3之间,更接近于2。总体安全等级为"高"级,但非常接近于"中"级。对水源地安全造成威胁的因素主要为非点源污染、水量不足、流域内大面积的水土流失及监控、管理的疏忽。对水源地保护提出了相应的措施,有利于水源地管理工作的顺利开展。