北大港水库水质咸化特征与沉积物盐分释放

选择天津滨海地区北大港水库为研究对象,采用野外调查和数据分析相结合的方法,于夏季对水库不同位置取样,分析水体pH值和主要咸化指标溶解性总固体(TDS)及Cl-质量浓度,研究北大港水库不同位置水质咸化的变化规律,对水库咸化机理进行探讨。研究发现:沿着水流方向自西向东,TDS和Cl-质量浓度呈现“水库上游闸>水库下游闸”的分布特征,而pH值正好相反,沿着水流方向水体咸化呈现逐渐减弱的趋势;北大港水库水体各指标在垂向分布上可分为两种类型:“混合型”水体,多分布在水库水流上游西侧进水闸口(南岸进水闸、赵连庄闸、马圈进水闸、大港农场闸和刘岗庄闸),水库东南部的沙井子闸以及东北部的出水闸(十号调节闸和排咸闸);“分层型”水体,TDS和Cl-质量浓度在垂向上均随着深度的增加而增加,其中三号泄水闸最具代表性。沉积物盐分释放对水库咸化有影响。

滨海水库沉积物盐分释放水化学特征变化

以北大港水库为研究区,通过野外实地采样和批试验相结合的方法,对滨海水库库水和沉积物混合后盐分和各主要离子指标的变化规律进行分析,探究库水和沉积物之间的水文地球化学作用,揭示水库咸化机理。结果表明:库水和沉积物在混合条件下,沉积物中的盐分会释放到库水中,各水化学指标能够快速地达到平衡;各采样点溶解性总固体(TDS)均先快速增加,而后盐分释放达到平衡,平衡后TDS释放量整体呈现出水库下游采样点>水库上游采样点的规律;Na+和Cl-是库水和沉积物水文地球化学作用过程中发生变化的主要离子,Na^(+)、Cl^(-)最大释放量分别为7597.25 mg/kg和11097.00 mg/kg。在库水和沉积物相互作用中各采样点的Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)和SO_(4)^(2-)发生着不同程度的增加或减少,Cl^(-)均有所升高,HCO_(3)^(-)略有降低;除HCO_(3)^(-)和Ca^(2+)外,其他离子的变化均呈现水库下游采样点>水库上游采样点的规律。

北大港水库底泥盐分释放规律研究

底泥的盐分释放是滨海地区淡水库水质咸化的主要原因之一,而包括上覆水条件在内的多种因素可能影响到底泥的盐分释放。为了研究底泥盐分释放的规律和主要影响因素,采集了天津滨海地区典型淡水库——北大港水库底泥样品,测定了盐分含量,并通过室内模拟实验,研究了底泥盐分含量、上覆水水深、上覆水盐浓度以及扰动对底泥盐分释放的影响。调查结果表明,库区底泥全盐量为0.095%~0.818%,总体属轻盐化土和中盐化土,库心底泥盐分含量明显高于库周底泥。室内模拟实验表明,底泥含盐量越高,盐分释放通量越大;实验条件下上覆水越深,上覆水盐分含量越低,底泥盐分释放通量越大;上覆水扰动会促进底泥盐分释放。该研究认为,底泥盐分释放受底泥盐分含量和上覆水理化因素的多重影响,对其释放规律的研究有助于更好地解释滨海地区水体的咸化机制。

环境因素影响下海湾蓄淡水库底泥盐分释放试验研究

在现场调查的基础上,利用沐官岛海湾水库库区典型底质(砂质粉砂)的原状/扰动土样和地表水(海水和淡水),采用土柱和水槽试验测定了3.5m/s风速或上覆水盐分浓度、pH和温度作用下底泥盐分向上覆水体释放的时-空变化规律,并定量计算出底泥盐分的释放通量。试验结果发现,底泥的盐分释放不同程度地受到环境因素的影响。(1)风的作用能促进底泥盐分释放。在风的作用下,上覆水中盐分浓度的分布存在明显的规律性:表层水体(水土界面之上4cm水位至水体表面)盐分浓度均匀分布,底层水体(水土界面至4cm水位水体)盐分浓度非均匀分布,且在3cm水位处盐分浓度最小。(2)上覆水中盐分的浓度抑制底泥盐分的释放。(3)pH值≤7时,底泥盐分释放几乎不受影响;pH值>7时,底泥盐分释放略有增加;(4)一定温度作用下盐分浓度在水体中非线性分布,在水-土界面至7.5cm水位处为高盐分浓度区,7.5cm水位至水体水面盐分浓度含量较低。温度的升高促进底泥盐分释放。

底泥盐分释放对北大港水库分库蓄水后水质的影响

北大港水库作为引黄济津工程的调节水库,蓄水时存在水质咸化现象,影响其发挥饮用水水源地的作用。为揭示北大港水库分库开挖后底泥盐分的释放强度,于2011年10～11月取原装土样进行室内试验,研究不同含盐量、静置与扰动、不同上覆水水深等条件下底泥盐分释放规律,探讨底泥盐分释放对水库水质的影响。结果表明,底泥盐分含量越大,Cl-单位面积释放量越大且与底泥盐分含量呈线性关系;相比于静置条件,扰动条件下底泥中的盐分更易释放到水体中,且释放量大;上覆水水深越深,对底泥产生的压力越大,越不利于底泥盐分的释放。通过分析计算可知,底泥盐分的释放对水库水质产生较大的影响,是水质咸化的重要因素。

底泥盐分释放对北塘水库水质成化的影响

为研究南水北调通水后,水源改变及水库调度对底泥盐分释放的影响,2005年7月,取0～60cm深度的北塘水库原状底泥样品,在实验室内模拟分析不同底泥含盐量、不同蓄水水质及水位变动和扰动条件下底泥氯化物释放规律。结果表明,底泥中Cl^-含量为0.043%,释放强度为0.12g/m^2·d,Cl^-含量越高,释放强度越大。在底泥含盐量相同的条件下,蓄去离子水的底泥Cl^-释放强度是蓄水库水的1.87倍。扰动状态下,底泥中的Cl^-有5.0%～9.5%释放出来,高于静止状态的3.2%～5.6%。水库运行水位发生变化,将影响底泥盐分的释放。1.0m水深条件下Cl^-的释放量是1.5m水深的5.8倍。水库四周地下水中Cl^-浓度为8.0×10~3～4.2×10~4mg/L,远高于目前水库水的Cl^-浓度。因此,一定要避免水库在低于设计低水位和周边地下水水位的条件下运行,防止底泥盐分释放及地下水反向补给造成水库水质的成化。

沿海拟建水库底泥盐分释放规律研究

为研究沿海地区某拟建水库底泥盐分释放规律,取库区和库周不同深度的圆柱状底泥,在实验室模拟不同土壤含盐量、不同水深、静止和扰动条件下Cl-的释放过程和释放强度,分析了Cl-释放对水库水质的影响。结果表明,盐分释放量与土柱盐分含量有关。水库运行水位越低,底泥中的Cl-越容易释放。扰动对水库底泥盐分的释放有很大促进作用。盐分释放导致水库底泥中的Cl-含量不断降低,合理调度可以减轻水库水质咸化的风险,保证拟建水库蓄水后的水质安全。

北塘水库底泥盐分释放的影响因子研究

为研究北塘水库作为天津市南水北调调节和事故备用水库的水质安全性,2005年7月～2006年1月,取北塘水库0～20cm混合底泥及0～60cm的圆柱状底泥,在实验室模拟了温度变化、风浪扰动、换水、下渗等条件下底泥Cl-的释放过程和释放强度,分析了Cl-释放对水库水质的影响。结果表明,温度越高,底泥中Cl-的释放速率越快,但释放量的差别随时间变得越来越小。在扰动条件下,10d以后,0～20cm混合底泥中的Cl-几乎全部释放出来。每换一次水,底泥中Cl-的释放量都会明显下降。释放和下渗将导致水库底泥中Cl-的含量不断降低,南水北调通水后,如果能保证一定的供水频率以及换水周期,北塘水库水质将越来越好。

含盐陶粒混凝土的盐分释放特性及路用性能

为了探究含盐陶粒表面聚合物改性水泥净浆的盐分缓释性能和不同掺量含盐陶粒对混凝土路用性能的影响,通过电导率分析法和相关力学试验,对不同掺量的含盐陶粒混凝土盐分析出量及路用性能进行了分析.研究结果表明:聚合物改性水泥净浆具有良好的盐分缓释性能;含盐陶粒的蓄盐量受动水冲刷和含盐陶粒表面覆裹层材料的磨损影响较大;含盐陶粒混凝土较普通混凝土具有更好的抑冻性能,当含盐陶粒对骨料碎石的替代率为100%时,在-2℃的环境温度下,试件表面完全冻结所需时间延长至70 min,是普通混凝土的4.67倍;含盐陶粒的掺量对混凝土的力学性能和耐磨性能均存在一定影响.

底泥盐分释放监测装置的改进研究

水库底泥盐分释放规律研究是水库咸化研究的重要内容。目前开展此类研究主要是利用传统土柱和水槽试验等仪器设备,但传统试验设备存在一定的缺陷,导致试验操作的便利性以及试验数据的准确性不足。本文在分析传统试验装置特点的基础上,研究土柱试验装置和水槽装置的改进方法,进而提高底泥盐分释放试验的便利性和可靠性,以期为底泥污染物释放等相关研究提供技术支持。

平潭岛竹屿湖水库水体淡化关键技术研究

海岛地域狭窄,普遍存在径流短、入海快的问题,淡水资源有限。本文以平潭岛竹屿湖为例,针对水体淡化存在的难点和关键点开展了相应的实验研究,得出了竹屿湖水库水体及底泥的盐度分布规律和影响水体淡化的主要因素,据此提出了扰动促进底泥盐分充分释放、植物吸盐措施以及制定分区淡化调度等加快水体淡化的关键技术,可为同类型蓄淡水库水体淡化提供借鉴。