基于水龄的陈行水库流场特征分析

水龄能够指示湖库内部各水域的水体更新效率,是反映湖库流场特征的重要指标之一。文中以陈行水库为研究对象,在构建库区二维水动力水质模型基础上,应用拉格朗日颗粒追踪法,分析不同情景下库区流速流向和水龄的空间分布特征,并基于库区氯化物浓度分布特征初步探究了水龄与水质的关系。结果表明:吞吐流决定了陈行水库库区的环流形状与方向,当入库流量从10 m^(3)/s增加至20 m^(3)/s时,全库平均流速提升至1.5倍,平均水龄从1.20 d缩短至0.92 d,表明水龄与入库流量之间不呈现简单的线性关系;库区大部分区域对进水的响应时间明显缩短,但西南沿岸区域的水龄始终超过1.50 d。不同风向下,库区环流规模以及水龄分布规律均呈现异质性。相对于静风情景,东南风驱动下的环流规模向西北方向压缩,库区西南侧局部区域出现新的滞水区,全库平均水龄延长约1倍;西北风则可显著降低库区西侧的水龄,水龄高值区出现在库区东北侧。库区氯化物浓度与水龄分布趋势整体相反,代表性点位的水龄与氯化物浓度呈现显著的负相关关系,表明水龄可有效解释库区氯化物浓度的空间分布特征,对氯化物等保守性物质在库区的迁移扩散过程具有较好表征作用。研究结果可深化对陈行水库流场特征的认识,为水库的水质管理提供支撑,同时也可为湖库流场研究提供新的思路。

陈行水库水质模型与自净规律研究

应用WIN/DYNHYD+和WASP6建立了陈行水库水动力模型和水质模型,并对水质模型中水质参数进行率定和验证;应用建立的陈行水库水质模型研究了陈行水库的自净规律。研究表明,陈行水库的水温、水位、流场、水力停留时间对水库自净作用有很大影响;在水温正常变化范围内,水温越高,水力停留时间越长,陈行水库自净能力就越强,并提出陈行水库运行管理建议。

高锰酸钾预氧化—O_3/BAC组合工艺处理长江陈行水库原水

以长江陈行水库原水为研究对象,探讨高锰酸钾预氧化-O3/BAC组合工艺对水中有机物、消毒副产物前驱物的去除效果,并评价该工艺出水生物稳定性。结果表明,生物活性炭出水CODMn均值为0.63 mg.L-1,平均去除率68.9%,UV254均值为0.005 cm-1,平均去除率89.0%;高锰酸钾预氧化-O3/BAC组合工艺可以有效去除水中氯化消毒副产物前驱物,对THMFP和HAAFP的去除率分别为66.2%和84.2%;该工艺出水AOC质量浓度为47μg.L-1,,生物稳性较好。

陈行水库在长江河口咸潮入侵期间的取水调度和库内氯度分布

在长江河口咸潮入侵严重期间,为保证供水,陈行水库有时会带盐取水.2009年11月27日至2010年3月12日在陈行水库进行了氯度观测.结合径流量、潮汐、风应力、上游氯度和取水口氯度,分析了长江河口咸潮入侵以及陈行水库3次带盐取水的运行方式和库内氯度的时空变化.数值模拟的结果表明,在东风作用下,水库东岸有上升流的存在.在咸潮到来前期,陈行水库增大取水量,使水库保持在高水位.在咸潮到来的初期,进行带盐取水,保证水库在较高的水位.在咸潮中后期,根据咸潮入侵的强弱向宝钢水库抽调适量淡水,同时当库内供水口氯度接近250 mg/L时必须停止从长江带盐取水.库内氯度资料表明水库带盐取水造成库内氯度升高,氯度的变化与风况有关,在空间存在差异性.陈行水库的调度与库内外的氯度密切相关,同时需要考虑库内的水位、上游氯度变化以及水库表面风场的变化情况.本研究可为河口水库的优化运行提供科学依据,同时为水库的调度管理提供经验.

基于不同水质评价方法的长江口两大水源水库水质评价研究

采用内梅罗指数法和主成分分析法,评价了青草沙水库和陈行水库2017年-2018年取、出水口水质。结果表明,与陈行水库相比,青草沙水库取水口和出水口水质差异较大。青草沙水库2017年水质波动不大,2018年有较大波动;陈行水库2017年-2018年水质波动明显。主成分分析法结果比内梅罗指数法的更乐观。内梅罗指数法在无严重超标水质指标时适用。主成分分析法适用于水质指标多、数据量大的情况。该结果为保护、治理和改善这两大水库水质提供一定的数据支持。

上海长江口两大水源水库取水口浮游藻类群落情况分析

青草沙水库和陈行水库两者取水口都取自于长江水，但两者水库类型不同。该文研究了两者取水口浮游藻类群落结构变化情况，进行了一系列的显微镜镜检。结果表明，采样期间，青草沙取水口浮游藻类藻种数为188种，陈行水库取水口浮游藻类藻种数为134种，两者夏季优势藻种均为蓝藻门藻种。两取水口浮游藻类生物密度基本一致，分别为1．13×105cells／L和1．37×10scells／L。经过研究发现两者水库类型虽不同，但取水口浮游藻类群落结构变化基本一致，藻种略有不同。

粉末活性炭—超滤组合工艺处理长江陈行原水

以长江陈行水库原水为研究对象,探讨了粉末活性炭—超滤组合工艺对水中CODMn、UV254、浊度、氨氮等去除效果,评价投加粉末活性炭后超滤膜跨膜压差(TMP)的变化情况。结果表明:超滤膜出水CODMn均值为1.10mg/L,平均去除率为48.7%,UV254均值为0.016cm-1,平均去除率为76.2%;组合工艺对水中氨氮具有一定的去除效果,对总铁、总锰去除效果显著,出水浊度保持在0.031NTU以下。粉末活性炭投加于沉淀池之前,对于改善出水水质、减轻膜污染起到了较好的效果。

浅谈陈行水库安全管理之外侧滩面动态监测

为确保上海市陈行水库大堤运行期间的安全,采用水库专业检测手段,在水库大堤面向长江一侧的滩面开展了水下地形动态监测。水下地形动态监测运用GPS-RTK技术结合回声测深仪进行,分别实施了整体地形测量与固定断面测量,并对测量成果进行合理、可视化的处理,直观地表达了大堤临江侧滩面水下地形整体及局部的冲淤变化,为陈行水库大堤的安全运行提供专业检测数据支持,对同类水库安全管理具有借鉴意义。

长江口陈行水库悬浮物含量及鲢鳙放养量估算

2010年5月-2011年4月逐月对陈行水库悬浮物进行采样并分析其结构特征,根据水库悬浮物含量评估了水体的渔产潜力以及相应的鲢鳙合理放养量,并基于该水体浮游植物初级生产力的渔产潜力和鲢鳙放养量进行了比较,以期达到有效控制水库浮游植物数量的目的。结果显示,悬浮物年均总量(干重)为(29.4±7.3)mg/L,其中有机物占34.4%,灰分占65.6%。悬浮物总量表现为冬、夏季高,春、秋季低,悬浮物中有机物所占比例春、夏季高(分别占42.20%和41.70%),冬季低;相反,灰分所占比例冬季最高(达77.06%),夏季低。悬浮物干重的水平变动表现为St4采样点最高,出水口St1最低;悬浮物含量总体表现为沿水流方向呈逐渐减少的趋势。悬浮物干重的垂直水层变化表现为:4 m水层>表层>2 m水层>1 m水层>透明度0.4 m水层。采用悬浮物含量估算陈行水库滤食性鱼类的渔产潜力为37.32 t,可投放鲢15 400 kg,鳙560 kg。基于浮游植物初级生产力的陈行水库滤食性鱼类的渔产潜力为25.14 t,可投放鲢9 660 kg,鳙420 kg。

上海陈行水库浮游藻类分布规律及控制措施

陈行水库是上海的主要饮用水源地之一,受上游来水的影响,水体TN为1.6～3.3mg/L,TP为0.08～0.2mg/L,氮、磷营养盐浓度已达到浮游藻类大规模生长的需求。水库整体水力停留时间<5d,但库区存在4个水力停留时间>5d的滞留区。陈行水库滞留区在2004年、2005年夏季暴发微囊藻和颤藻等"水华"现象,对出水水质造成威胁。根据陈行水库气象、水文、水动力、浮游藻类生长时间和空间分布特征,实施了滤食性鱼类高效控藻技术、鱼藻共分布调控技术、水位调控排出藻类孢子技术、岸坡清藻技术和藻类异常增殖预警技术。3年多的实践表明,采取的技术措施能够有效控制陈行水库藻类异常增殖,保障了上海市饮用水源水质,也给国内外其他类似水体提供了借鉴经验。

陈行水库底泥中重金属含量分析与评价

对陈行水库中底泥分4层进行铅、镉、汞3种重金属的调查研究。结果表明,底泥中3种重金属的含量随深度的增加而降低,从空间分布来看,靠近水库进水口处重金属的含量略低,水库南部靠近边岸及角落区域的重金属含量略高。采用地累积指数法、潜在生态风险指数法、底泥质量标准法进行陈行水库底泥评价,综合考虑3种重金属在底泥中的污染程度以及生态风险由低到高的顺序,可知3种重金属的排序为Pb<Cd<Hg,污染程度总体较为轻微,对水质影响不大。