Efficiency and mechanism of pretreatment on water supply in reservoirs of Yellow River by subsurface constructed wetlands

In order to improve the source water quality of drinking water and mitigate the load of drinking water treatment plant, a pilot test was conducted with integrated horizontal flow constructed wetlands to pretreat the water supply in the reservoirs of Yellow River. Resuhs show that under the hydraulic loading rate of 4 m^3/（ m^2 · d）, the average removal rates of chemical oxygen demand （COD）, total nitrogen （TN）, ammonium nitrogen （ NH4 ^＋ - N）, nitrate nitrogen （ NO3 ^- - N）, nitrite - nitrogen （ NO2^ - - N） and total phosphorus （TP） in the horizontal flow constructed wetlands are 49. 68% , 53.01%, 48.48%, 53.61% , 62. 57% and 49. 56%, re- spectively. The study on purifying mechanism of the constructed wetlands indicates that the disposal of contamination by subsurface wetlands is the combined actions of physical chemistry, plants and microorganism.

Equilibrium sediment transport in lower Yellow River during later sediment-retaining period of Xiaolangdi Reservoir

The Xiaolangdi Reservoir has entered the later sediment-retaining period, and new sediment transport phenomena and channel re-estab- lishing behaviors are appearing. A physical model test was used to forecast the scouring and silting trends of the lower Yellow River. Based on water and sediment data from the lower Yellow River during the period from 1960 to 2012, and using a statistical method, this paper analyzed the sediment transport in sediment-laden flows with different discharges and sediment concentrations in the lower Yellow River. The results show that rational water-sediment regulation is necessary to avoid silting in the later sediment-retaining period. The combination of 3 000 m^3/s 〈 Q 〈 4 000 m^3/s and 20 kg/m^3 〈 S 〈 60 kg/m^3 （where Q is the discharge and S is the sediment concentration） at the Huayuankou section is considered an optimal combination for equilibrium sediment transport in the lower Yellow River over a long period of time.

Water renewal time of the Yellow River mainstream based on reservoir action

This note analyzes the change in water renewal time characteristics based on res- ervoir action and then establishes calculation models for the water renewal time in the Yellow River mainstream. The results indicate that the amount of renewable water with reservoir action can meet the annual water demand and that water flows naturally at the Lijin station near estuary. Initial storage dynamics is an important factor in water resource renewable capacity at a certain time, and rational reservoir action can promote sustainable water re- source utilization. When the initial storages in the Longyang Gorge reservoir are 9,343 and 5.343 billion m3, the water renewal times are 28 and 33.9 d, respectively. Flow stoppage appears in April and May.

基于长时序稠密遥感数据分析黄河流域大中型湖库水域面积动态变化特征

黄河流域在我国经济社会发展和生态安全中具有重要地位。但从全流域的角度,基于长时序稠密遥感数据对黄河流域大中型湖库开展的研究却较少。本文基于MODIS 8天合成数据,提取了2000—2020年黄河流域大中型湖库长时序的水域信息,分析其时空变化特征,结果表明:从月际变化看,3—5月为水域面积第一个快速增长时期,6—10月为第二个增长时期,在10月达到最大值,10月之后逐渐下降,至次年2月达到最小值;从年际变化看,近20年上、中、下游湖库水域面积均呈现增长趋势,其中上游地区对全流域面积增长的贡献度最大,中游次之;湖库水域空间分布不均衡,上、中、下游近20年湖库水域面积平均占比分别为69.27%、25.02%、5.72%。

银川“西线供水”工程污染物水动力—水质传递模型

文章采用实地测量、实验和数值计算的方法,利用分析化验、实测数据建立并验证引水管道一维水动力—水质数学模型,建立西夏水库二维水动力—水质数学模型并对水流和水质进行数值模拟。利用FLUENT软件,根据实测水文和水质数据,建立并验证适合西线供水工程的数学模型,利用建立的数学模型进行水流和水质指标浓度的数值模拟研究,验证结果基本符合实际情况,为后续以黄河水为水源的西夏水库在污染物扩散机制、预防、处理等方面开展研究提供了良好的理论保障。

Adjustment in the main-channel geometry of the lower Yellow River before and after the operation of the Xiaolangdi Reservoir from 1986 to 2015

Based on the measured discharge,sediment load,and cross-sectional data from 1986 to 2015 for the lower Yellow River,changes in the morphological parameters(width,depth,and cross-sectional geomorphic coefficient)of the main channel are analyzed in this paper.The results show that before the operation of the Xiaolangdi Reservoir(XLDR)from 1986 to 1999,the main channel shrunk continually,with decreasing width and depth.The rate of reduction in its width decreased along the river whereas that of depth increased in the downstream direction.Because the rate of decrease in the width of the main channel was greater than that in channel depth,the cross-sectional geomorphic coefficient decreased in the sub-reach above Gaocun.By contrast,for the sub-reach below Gaocun,the rate of decrease in channel width was smaller than that in channel depth,and the cross-sectional geomorphic coefficient increased.Once the XLDR had begun operation,the main channel eroded continually,and both its width and depth increased from 2000 to 2015.The rate of increase in channel width decreased in the longitudinal direction,and the depth of the main channel in all sub-reaches increased by more than 2 m.Because the rate of increase in the depth of the main channel was clearly larger than that of its width,the cross-sectional geomorphic coefficient decreased in all sub-reaches.The cross-sectional geometry of the main-channel of the lower Yellow River exhibited different adjustment patterns before and after the XLDR began operation.Before its operation,the main channel mainly narrowed in the transverse direction and silted in the vertical direction in the sub-reach above Aishan;in the sub-reach below Aishan,it primarily silted in the vertical direction.After the XLDR began operation,the main channel adjusted by widening in the transverse direction and deepening in the vertical direction in the sub-reach above Aishan;in the sub-reach below it,the main channel adjusted mainly by deepening in the vertical direction.Compared with the rates of decrease in the width and depth of the main channel during the siltation period,the rate of increase in channel width during the scouring period was clearly smaller while the rate of increase in channel depth was larger.After continual siltation and scouring from 1986 to 2015,the cross-sectional geometry of the main-channel changed from wide and shallow to relatively narrow and deep.The pattern of adjustment in the main channel was closely related to the water and sediment conditions.For the braided reach,the cross-sectional geomorphic coefficient was negatively correlated with discharge and positively correlated with suspended sediment concentration(SSC)during the siltation period.By contrast,the cross-sectional geomorphic coefficient was positively correlated with discharge and negatively correlated with SSC during the scouring period.For the transitional and meandering reaches,the cross-sectional geomorphic coefficient was negatively correlated with discharge and positively correlated with SSC.

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。

龙羊峡水库水温结构演变及其对下游河道水温影响

多年调节水库由于年际运行过程的差异引起水库水温结构变化,探明其规律及对下游河道水温响应具有重要意义。以黄河龙羊峡水库为研究对象,利用水库蓄水后的1988～2008年运行过程及水温观测资料,分析了水库运行方式与水温结构变化关系,探讨了水库不同运用过程对下游河道水温的影响。研究结果表明:龙羊峡水库水温结构演变及其对下游河道水温影响程度与水库运用过程密切相关。12～3月,水温结构为弱分层或等温分布,较高水位的蓄热增温效应明显,下游河道水温与水库水位变化具有同相位关系;5～10月,水温结构为分层分布,水位是决定分层形态变化最主要因素,下游河道水温与水库水位变化具有反相位关系,同时,水位与河道水温在不同的出入库水量条件下,呈现不同的线性相关关系。11月和4月,水温结构近乎为等温状态,也是水温结构变化的转折点。研究成果为分析大型水库在不同运行条件下水温结构及下游河道水温提供一定的参考依据。

分级共聚气浮处理引黄水库水效能及机理研究

针对引黄水库水低温低浊的水体特征,自主研发了分级共聚气浮工艺,将溶气水分级回流,强化净水过程中气浮粘附机理中的共聚作用。研究结果表明,低温低浊期,分级共聚气浮对浊度、CODMn、UV254、DOC、SUVA及氨氮的平均去除率分别为95.2%、43.2%、48.5%、38.2%、20.5%和77.3%,对大于2μm颗粒物的去除率为93.6%,对于相对分子质量大于3×10^3的有机物去除率可达85%,对相对分子质量为3×10^3-10×10^3有机物的去除率为30.6%。实验过程中,分级共聚气浮对消毒副产物生成势（DBPFP）具有良好的抑制作用,对CHCl3、CHCl Br2、CHCl2Br、CHBr3的去除率分别为22.9%、21.9%、16.0%及18.2%。通过对反应过程不同阶段进行显微观测,确定分级共聚气浮对污染物的去除机理主要有微气泡与絮体颗粒的碰撞粘附作用、微气泡与絮体颗粒的共聚作用及泡絮体-微气泡-颗粒物之间的网捕、包卷和架桥作用。

微污染引黄水库水中有机物特性研究

为解决有机微污染水源水的工艺选择问题,以黄河下游地区某引黄水库为研究对象,分析了有机物含量的年度变化规律,研究了比紫外吸收值(SUVA)、分子质量分布、消毒副产物生成势(DBPFP)、嗅味物质等有机污染特性.结果表明:引黄水库水有机物含量全年变化幅度不大,耗氧量平均为2.32 mg/L,UV254平均为0.045 cm-1,ρ(DOC)平均为2.32 mg/L;但芳香化构造程度较高,以小分子有机物为主,分子质量<3 ku的约占总量的70%;消毒副产物生成势较高,以三卤甲烷为主,占DBPFP总量的94.6%,其中CHCl3占77%;二甲基异崁醇含量较高,呈季节性变化,主要由蓝藻中的浮丝藻、颤藻等的代谢产生;引黄水库水有机物特性与黄河来水水质、沉砂调蓄过程及水力停留时间等因素有关,适宜选择臭氧活性炭深度工艺进行处理.

黄河上游龙羊峡—刘家峡河段梯级水库群水温累积影响研究

研究河流梯级水电开发的水温累积影响规律,可为制定水库联合运行水温调控方案提供科学依据。以黄河上游龙羊峡—刘家峡河段梯级水库群为例,基于水库与河道水温观测资料,对比分析了典型水库的水温影响特征;在不同水库联合运行期,结合水库运行条件与河道水温特征值的定量分析,辨别了各水库对水温累积影响贡献的差异,并探讨梯级水库水温累积效应的变化特征。研究结果表明:龙羊峡水库对水温的累积影响起主导作用并呈现了较大的波动性,李家峡水库为协同效应,公伯峡水库及其它小水库为削弱效应;多水库联合运行时,区间水库的兴建并未引起水温累积影响的明显增大,与李家峡水库单独运行期相比,在梯级末端水温累积协同效应依然显著。

龙头水库方案变化对下游梯级开发的水温累积影响

梯级开发将引起河段水温累积影响,为研究龙头水库方案调整而引起的水温累积影响的新变化,以黄河上游某河段为例,基于河段上各水文站的观测资料和龙羊峡、刘家峡的实测资料,采用三维水温模型预测各梯级水库的水温分布,对比各梯级的水温累积影响。研究结果表明:龙头水库兴建使下游水温呈现冬季升高和夏季降低的均化过程,较天然状况存在滞后性;水电站B和D对水温累积影响呈现协同增大效应,水电站F呈现削弱减小效应;在暖季龙头水库方案变化对梯级末端仍有影响。研究结果可为河段梯级规划环境影响评价提供科学依据。

黄河上游水沙变化及成因分析

利用黄河上游的实测资料,以头道拐断面为主要研究对象,从径流泥沙的年际变化、年内分配、洪水特征等方面分析了上游水沙变化特点,突变点为刘家峡和龙羊峡水库投入运用时间。对不同影响因素的研究认为,天然径流量的减少和耗水量的增加是造成上游水量减少的直接原因,龙羊峡和刘家峡水库的调节使天然的年内径流量重新分配,水库的削峰作用和调节流量过程,造成了水库下游洪峰流量的大幅度减小和流量过程的均匀化,从而对河道输沙产生十分不利的影响。正确认识水沙变化产生的原因及其带来的负面影响,可为水资源的合理开发、上游宁蒙河道的综合治理提供参考。

黄河三角洲平原型水库的水质特征

黄河三角洲气候干旱、土壤矿化度高，黄河水富含泥砂和营养盐，使得该地区引黄水库水质面临富营养化和成化的共同威胁。2001～2003年对黄河三角洲7座不同面积、不同水交换率的地上式和地下式平原型水库的非生物指标和水草分布进行了调查，结果发现：1）[Cr^-]i[SO4^2-]，TH和电导率有逐渐增加的趋势，而且水的交换量越低，增高的趋势越快，但其中[SO4^2-]增幅度相对较小；2）水偏弱碱性，溶氧经常接近饱和或过饱和状态；3）Alk变化范围小，在矿化度不断增加的同时。水由碳酸盐型逐渐变为氯化物型；4）水草分布广泛，特别是菹草和聚草，部分水库因为水草的大量孳生导致pH过高（pH〉9）。说明该地区水体的成化趋势表现为氯离子和二价阳离子逐渐增高的趋势．该趋势在水交换量较低、水位较低（地如下式水库）、水体混合不均匀的水库表现更明显；该地区的富营养化特征主要表现为水草大量孳生，并由于有机质在水中合成的速度持续大于分解的速度，而使pH和DO持续维持在较高水平。

黄河“一高一低”水库调度实践与思考

2018—2020年汛期,黄河流域连续遭遇严重汛情,干流共形成13场编号洪水,部分支流多次出现建站以来最大洪水。水利部黄河水利委员会结合工程和防汛实际提出了"一高一低"水库调度思路,准确预报、超前部署、科学调度,连续三年开展调度实践,实现防洪、减淤、供水、发电、改善生态等多赢目标。以2020年汛期水库调度为例,从汛期来水来沙、水库调度方案、水沙调控效果等方面做了分析论述,并提出了相关认识与建议。

高锰酸钾强化浮滤池工艺处理引黄水库水试验研究

以引黄水库水为研究对象,进行了高锰酸钾预氧化与浮滤池组合工艺运行试验,通过检测CODMn、浊度、UV254、NPOC嗅味和消毒副产物,考察该组合工艺对污染物的去除效果。结果表明:该组合工艺出水CODMn、浊度、UV254和NPOC(不可吹出有机碳)的平均值分别为1.28mg/L、0.40NTU、0.017cm-1和1.388mg/L,平均去除率分别为60.1%、89.8%、56.6%和49.1%;也显著提高了水体嗅味以及消毒副产物的去除率。

论古贤水库在黄河治理中的作用

在综合考虑未来黄河水沙变化趋势和黄河水沙调控体系建设的情况下,结合实测资料和数学模型计算成果,系统分析了"拦、排、放、调、挖"等处理泥沙措施在黄河干流不同河段的作用,认为未来应进一步加强"调"的作用,结合"拦、排、放"等措施,延长水库使用寿命,减少下游河道淤积,优化配置黄河泥沙分布。提出了黄河干流不同河段的治理目标:2020年前降低潼关高程1m左右,2020—2050年降低潼关高程2m左右;2030年前维持中水河槽的平滩流量为4000m3/s左右,2030—2050年维持中水河槽的平滩流量为3500m3/s左右。研究了古贤水库在黄河水沙调控工程体系和黄河中下游治理中不可替代的作用,为达到黄河中下游在2050年前的治理目标,阶段性实现黄河长治久安,建议在小浪底水库拦沙库容淤积之前,尽早建成古贤水库,充分发挥古贤与小浪底水库联合调控运用的作用。

龙羊峡水库兼顾中下游供水运用初步研究

借助于“黄河流域水资源模拟模型”,采用长系列模拟方法计算了龙羊峡水库兼顾中下游供水的效益。初步研究表明,龙羊峡水库可以在一定程度上兼顾中下游用水,特别是在枯水年能够有效减少干流缺水,虽然这是以上游梯级发电效益减少为代价,但代价甚微。

小浪底水库对山东引黄灌区泥沙淤积的影响及治理

分析黄河小浪底水库 2 0 0 1年运用后 ,在清水冲刷期对下游河南、山东河道泥沙淤积的影响 ,以及由此产生的山东引黄灌区粗沙入渠和渠首沙害加重的严峻形势 .提出建设好引黄泥沙治理的灌区分级水沙监测站网体系、渠首引水防沙体系、沉沙池及平原调蓄水库体系、渠系输水输沙体系、机械清淤技术质量监督体系、泥沙综合利用体系、灌溉节水减淤优化工程体系。

三门峡库区水质变异过程及其影响因素分析

三门峡水库是黄河流域上重要的大型综合性水利枢纽,然而由于区域社会经济及农业的快速发展,区域水环境质量以受到严重威胁,通过分析三门峡库区多年年平均水量水质的变化规律发现,区域水质呈逐渐恶化趋势,水体向劣Ⅴ类水转变,其主要污染物质为氨氮;通过分析三门峡库区多年水环境质量系数WQI变化规律发现区域水质呈逐年下降趋势;相关分析表明WQI与水体中氨氮及COD含量显著相关,说明影响区域水环境变化的关键因子为氨氮及COD。