德江县长滩水库除险加固工程施工技术分析

为探寻水库除险加固施工的有效手段,文章采取案例研究法,以德江县长滩水库为例,分析了该水库的除险加固工程施工方案,根据设计的除险加固方案完成工程布置与施工准备,从大坝整治、灌浆、放水设施、水土保持等方面运用加固施工技术进行了施工,最后分析了加固后工程运行管理的经济效益,旨在保障水库安全运行,使其最大限度地发挥其经济效益。

EwE模型在水生态系统中的应用研究及长潭水库案例分析

EwE(Ecopath with Ecosim)模型是一种用于定量研究水生态系统食物网结构和能量流动特征的模型。总结了EwE模型中Ecopath、Ecosim、Ecospace和Ecotracer模块的原理,综述了该模型在不同类型水生态系统中的应用研究进展,发现Ecopath可用来评估海洋和淡水生态系统的成熟度并确定关键种和生态容量,明确浮游植物生产量(P)对生态系统总通量(TST)的重要贡献;Ecosim用于在时间尺度上揭示关键种捕捞、港口建设等人类活动对生态系统结构和功能的影响机制;Ecospace可用来阐明海上平台建设、发电厂运行、火山爆发等外部因素影响下渔业经济和生态系统结构的空间差异性;Ecostracer可用来追踪同位素、重金属和新型污染物等物质在食物网中的迁移过程。采用Ecopath分析了长潭水库的营养结构和能量流动,结果表明,长潭水库营养级介于1.000~3.093,食物网结构简单,TPP/TR为2.445,是一个相对成熟的生态系统,能量传递效率较低。未来应加强气候变化和人类活动对水生态系统结构演替的影响研究,推进新污染物在食物网中富集特征研究,为水域生态系统健康状态评估和渔业经济发展政策的调整提供支撑。

长潭水库水体沉积物营养盐分布特征及其污染评价

探究长潭水库库区沉积物中碳(C)、氮(N)、磷(P)含量特征及其污染状况,可为区域水环境质量提升提供理论依据。研究于2021年9月在水库中心区及8条入库支流断面设置28个采样点,对表层沉积物中的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量进行测定,并采用单因子指数法、综合污染指数法和有机污染指数法对库区污染状况进行了评价。结果表明:库区表层沉积物中TOC,TN和TP含量分别为(13.67±3.81) g/kg,(1.46±0.37) g/kg,(0.43±0.17) g/kg;其中,以柔极溪(RJR)含量较高,其TOC含量显著高于库中心区与其余入库支流(p<0.05)。表层沉积物中C/N,C/P,N/P比值范围分别为7.72~15.07,15.28~63.20,1.66~6.26。由单因子指数法和综合污染指数法分析可知,整个库区水体沉积物TN污染严重,基本属于重度污染;有机氮评价结果进一步表明库区整体处于Ⅲ级污染水平(尚清洁),其中以库中心区和RJR污染较重,存在有机氮污染(等级为Ⅳ级)。长潭水库存在一定的内源污染,且以有机污染为主。未来应加强库区水体沉积物营养盐含量动态的监测研究。

基于绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)模型的浙江长潭水库污染源解析

基于2010—2020年长潭水库水质监测数据,采用主成分分析与因子分析法识别长潭水库的主要污染源,运用绝对主成分-多元线性回归(APCS-MLR)模型解析不同污染源及其对库区主要污染因子的贡献率。结果显示,长潭水库的水体污染物主要来自内生源、生活源和农业面源3个方面。其中有机污染物和叶绿素a(Chl-a)主要来自内生源,内生源对COD_(Mn)、COD_(Cr)、BOD_(5)和Chl-a的贡献率分别为75.52%、51.39%、67.00%和63.65%;氮主要来自生活源,生活源对NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和TN的贡献率分别为38.54%、46.80%和77.69%;磷主要来自农业面源,农业面源对TP的贡献率为44.51%。长潭水库TN和TP浓度偏高且主要来自外源输入,如果缺乏有效控制,库区未来将面临水体富营养化的风险,在制定污染控制方案的过程中应当重点关注生活源和农业面源。

基于ARIMA模型的长潭水库叶绿素a浓度预测

长潭水库面临水体富营养化风险。叶绿素a(Chl-a)作为水体富营养化的重要指示指标,预测其变化趋势对库区生态健康管理具有重要意义。为此,运用2012—2019年长潭水库坝口站的在线监测数据,分别基于日均值和月均值构建了Chl-a预测的ARIMA模型。结果表明:(1)基于日均值的Chl-a短期预测模型不需要进行差分转换,自回归阶数和移动平均阶数分别取8、0,确定系数(R2)和校正R2均达到0.952,预测时长在9 d内,均方根误差(RMSE)<1倍预测序列标准差,平均绝对百分误差(MAPE)<100%。(2)基于月均值的Chl-a中长期预测模型在季节性调整的基础上加入水温和氮磷比作为协变量,也不需要进行差分转换,自回归阶数和移动平均阶数分别取0、1,季节性自回归阶数和季节性移动平均阶数分别取1、0,季节周期为12,R2和校正R2分别达到0.664、0.647,预测时长在5 a内,RMSE<1倍预测序列标准差,MAPE<100%。

广东长潭水库表层沉积物重金属污染特征与潜在生态风险评价研究

采用原子吸收方法分析了广东蕉岭长潭水库表层沉积物重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As、Hg)含量水平,以广东省红壤重金属环境背景值和我国《土壤环境质量标准》Ⅰ级自然背景值为参比标准,采用地积累指数和H覽kanson潜在生态危害指数法对长潭水库表层沉积物重金属污染特征及其生态风险进行评价。结果表明,长潭水库表层沉积物重金属污染较轻,Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、As和Hg平均含量分别为55.7、65.1、280.9、30.7、16.2、10.9mg·kg-1和0.05mg·kg-1,Cd在所有沉积物中未检出。重金属地积累指数和潜在生态风险指数评价结果显示,长潭水库处于无污染至中度污染范畴,具有轻微潜在生态风险。工农业生产、生活污水排放及旅游观光等人为活动及自然因素是长潭水库重金属污染的重要来源。对库区上游的农业面源污染应引起相关部门重视。

广东长潭水库富营养化与浮游植物分布特征

为掌握梅州市长潭水库富营养化状态与浮游植物分布特征,为控制藻类水华暴发提供科学依据,2011年10月至2012年7月,在长潭水库关键断面选取10个监测点,测定水体理化特征、浮游植物种类、丰度等指标,采用营养状态指数(TLI)和Shannon-Wiener多样性指数法对水质污染现状进行评价,并分析浮游植物类群分布特征.结果表明:长潭水库水体富营养状态在4、10和12月处于中营养级,7月份处于富营养级,营养指数从库区中游上游逐渐降低;观测期间共检出浮游植物4门11科16属,通过丰度比较,发现长潭水库以蓝绿藻为优势种,并且季节变化明显,总体表现为7月>4月>10月>12月;藻类多样性指数分析显示,水库水体污染水平为中度,中游和库区(除7月)为轻度污染,与综合营养指数结果一致;长潭水库污染源调查分析结果表明,该水库主要为氮、磷污染,污染源主要为上游禽畜养殖废水.

基于EFDC模型的河道型水库藻类生长对流域污染负荷削减的响应——以广东长潭水库为例

将环境(EFDC)模型应用于广东梅州的河道型水库——长潭水库,经过模型的验证,建立长潭水库水生态数学模型,模拟出水库在现状污染负荷下的藻类生长情况,以叶绿素a浓度为指标,研究水库在丰水年与枯水年富营养化改善程度对不同流域污染削减方案的响应关系.结果表明:现状污染负荷削减10%,在丰水年库尾、库中和库首点位的叶绿素a平均浓度分别降低13.99%、12.00%和10.35%;枯水年3个代表点位叶绿素a平均浓度分别下降8.42%、5.63%和2.10%.污染削减20%的情况下,丰水年3个代表点位的叶绿素a浓度分别降低26.78%、19.25%和17.04%,枯水年对应的降低幅度分别为11.72%、7.97%和5.12%;库尾地区表现出河道的特征,在污染负荷削减的情况下藻类生长能够受到有效遏制,库首地区则表现出湖泊的特性,枯水年这一特征表现更加突出,污染削减20%的情况下,叶绿素a的平均浓度仅降低5.12%.

河道型水库水动力特征与气候条件的响应关系

气候条件(降雨、气温)的变化对流域内水资源、河道、湖库的径流影响较大.河道型水库由于具有河道和湖泊的双重特点,受气候条件的影响则更为显著.本文以广东省梅州的河道型水库——长潭水库为例,耦合流域分布式水文模型SWAT与环境流体动力学模型EFDC,研究了河道型水库水动力特征(以水龄表征)与气候条件的响应关系.根据梅县气象站1953-2010年共58年的年均降雨量资料的频率分析,选取降雨量保证率分别为20%(丰水年)、50%(平水年)和90%(枯水年)年份的气候条件作为3种气候方案,对应的典型年分别为1992、1988和2004年,并将各典型年的日均降雨量和气温作为SWAT水文模型的输入条件,模拟了进入长潭水库各主要支流的日均变化过程.并将该流量过程作为长潭水库库区水动力模型的入流边界,模拟了各种降雨典型年情景下长潭水库的水动力变化过程.结果表明,长潭水库库区水龄沿程逐渐增大,呈指数增长的趋势,且受气候条件的影响很大.与丰水年相比,平水年、枯水年年降雨量分别减少了14%和49%,入库径流分别减少了23%和62%,水库出库坝址附近水龄分别增大了66%和247%,支流区域水龄增幅可达81%和290%左右,可见水库水动力特征受气候条件影响很大,而支流区域受气候条件影响更显著.不同气候条件下,河道型水库分别呈现出河道和深水湖泊的双重特性.丰水年时,坝址附近垂向上水体交换频繁,水龄均匀,呈现出河道的特性;平水年与枯水年时,坝址附近水体垂向交换较弱,逐渐呈现出深水湖泊的垂向分层特性.另外,流域分布式水文模型SWAT与环境流体动力学模型EFDC的联用,为弥补历史长系列高频监测资料的缺失,提高湖库水动力模型模拟的精度提供了有效的方法.

基于PSR模型的长潭水库生态安全评价研究

结合长潭水库生态环境现状和生态安全评价研究成果,着眼长潭水库生态系统特征,将水库生态健康、人类活动压力及水库生态响应等3大类指标纳入生态安全研究框架,运用Pressure-State-Response(PSR)模型,建立包含3个层次18个指标的水库生态安全评价指标体系,采用熵权法确定各指标权重,对长潭水库生态安全状况进行评估。结果表明,2008年-2011年间,长潭水库生态安全状况呈好转趋势。讨论了长潭水库目前生态安全保护中存在的主要环境问题并提出相关建议。

长潭水库沉积物磷分布特征及污染成因分析

为揭示深水湖库沉积物磷的分布特征,运用沉积物磷形态标准分析法SMT,于2011年10月至2012年7月对长潭水库库区5个采样点沉积物中的TP和各形态磷含量进行了分析。结果表明：长潭水库沉积物处于还原状态,有利于Fe/Al-P的还原溶解,其中中下游还原性比上游强,夏季还原性最强。沉积物含水率和TOC质量比上游较低,中下游较高;春季和夏季沉积物中TOC质量比较高。长潭水库TP质量比平均值在0.56~0.79 mg/g之间,其空间分布特征是中游较高,上游和下游较低。其中,Fe/Al-P在TP中占27%~48%,平均为41%,Ca-P在TP中占16%~25%,平均为19%,OP在TP中占35%~52%,平均为40%。可见,各形态磷中Fe/Al-P所占百分比最大,有利于水体中藻类吸收利用。长潭水库沉积物磷污染主要来源为上覆水体中磷的沉降。

浙江省长潭水库溶解氧变化特性及其与水温相关性

根据2003-2008年浙江省长潭水库多点水质监测数据,探讨了水库水体中溶解氧的时空分布特征及其与水温的相关性.结果表明：长潭水库大部分时间水体中溶解氧都处在Ⅰ类水平.溶解氧浓度以冬季的为最高,夏秋季节比较低.年度间溶解氧水平夏季变化较大,冬季变化相对较小.相关和回归分析表明,长潭水库水体溶解氧浓度与水温呈极显著负相关,并存在DO=9.479-0.074T的线性关系.

南方水库水文序列突变点检测

以我国南方长潭水库水文站1961-2005年共45 a的年平均流量序列为例,利用累积距平法、Mann-Kendall突变分析方法(M-K法)、相关分析法等,研究了长潭水库水文序列的突变情况。结果表明:①从20世纪70年代初期开始,长潭水库年平均流量呈上升趋势,特别是在1996-2001年显著上升,产生了突变现象;②年平均流量系列的突变点为1975年,是自然与人为活动共同影响的结果,产生突变的主要驱动力是气候变化。

浙江省长潭水库水质特征研究

通过对长潭水库进行长期定点的监测和分析,对2006～2011年间长潭水库pH、透明度(SD)、总氮(TN)、总磷(TP)、生化需氧量(BOD)、溶解氧(DO)、叶绿素a的营养状态指数TLI(Chla)等各项指标的达标率以及营养状态进行了整体的分析和评价。结果表明:长潭水库水体现状为中度富营养状态,并以此为指导提出了相应的治理措施,以期为居民的供水安全提供保障。

长潭水库富营养化评价及防治对策

针对近年来长潭水库水质的富营养化现象,分析了三个常规监测断面2007～2011年间各项水质指标年际变化趋势,利用水库营养状态评价标准及分级方法对长潭水库水质的营养水平进行评价,得出其水体现状为中营养状态,水质变化的主要原因为上游来水携带的污染物,尤其是农业面源污染是造成水体富营养化的主导因素,并从控制污染源及清除底泥等方面提出相应的解决措施。

浙江省长潭水库水质指标季节性变化及其相关性研究

根据2005年浙江省长潭水库水质指标的监测结果，分析了该水库水质指标变化的统计特征值及其相关性。结果表明：水库水质大部分时间都处于I类或Ⅱ类水平。各水质指标全年的变异系数在10％～75％之间。水体pH值与水温呈极显著的正相关，水体中氨氮含量和石油类含量与pH值呈显著的正相关，水体中溶解氧与水温呈显著的负相关。水库富营养生态治理途径有：控制水库周边点源和农业面源污染；治理铅锌矿尾矿污染；修筑人工湿地净化水质；大型水生（湿生）植物的引种及群落优化。

长潭水库饮用水水源地生态环境保护的立法思考

目前关于饮用水水源地保护的法律法规较为有限,对饮用水水源保护仅提出了基本保护要求。以长潭水库为例,饮用水水源地实际保护过程中存在如管理体制机制不顺畅、农家乐等污染水质的行为屡禁不止等问题,亟需制定长潭水库水源地保护的专门性地方法规,以进一步理顺管理体制、明确部门职权职责、结合实际强化保护区污染防治管控,保障水源地水质安全。

长潭水库水体富营养化状况分析及防治对策

根据近年水质监测结果,着重研究长潭水库的富营养化状况,引入氮磷比的概念,对其富营养化程度及变化趋势进行分析预测,认为水库库区表层水水质指标浓度中氮磷比呈现逐渐增大的趋势;并结合长潭水库富营养化的发生机理,提出应建立一套完整有效的库区水质保护体系,以防止水质污染和水体富营养化的发生.预测有针对性的防治对策.

台州市长潭水库饮用水水源地环境状况分析与保护对策研究

长潭水库作为台州市唯一的地级以上集中式饮用水水源地,本文以《集中式饮用水水源地环境保护状况评估技术规范》(HJ774—2015)为依据,对长潭水库2017年环境状况进行评估。结果表明,长潭水库2017年度取水保证状况、达标状况、管理状况等三大项评估指标的单项评估均属于优秀,综合评估得分为99.42分,其属于优秀水源。针对评估结论,本文提出了相应的保护对策,为台州市长潭水库饮用水水源地保护和环境管理工作提供指导意见。

长潭水库湖滨带、缓冲带范围划定及生态修复实践

长潭水库作为台州地区重要的饮用水水源地,对地区发展和社会稳定具有重要意义。选择长潭水库为研究对象,参考《浙江省湖库生态缓冲带划定与生态修复技术指南(试行)》划定湖滨带、缓冲带范围并开展生态修复实践。结果表明:长潭水库湖滨带总长度约97 km,分为山体型、自然滩地型、农田型、公路型、河口型、水库大坝型6种类型,长度占比分别为42.6%、25.3%、3.4%、20.6%、7.6%、0.5%;长潭水库缓冲带分为山体型、农田型、水库大坝型3种类型,面积分别为46.73、2.89、0.168 km^(2)。在划定长潭水库湖滨带、缓冲带范围的基础上,识别其主要环境问题并选取重点生态修复区,从干扰去除、污染防治、生态恢复3个方面研究提出了具有针对性的生态修复对策,以期营造具有较强保护调节能力、人与自然和谐相处的水库岸带生态缓冲系统。