湖水治理

2024-10-17

湖水治理（通用7篇）

湖水治理篇1

双泉湖水库是临泽县的人造水库之一 , 水库水面面积66.67hm2, 库容200万m3, 承担着0.13万hm2农田灌溉用水、3000多人的饮用水和部分工业用水。然而, 这种集约化养殖方法在养殖的过程中总会出现一些问题, 不仅使水体被污染, 同时也会影响人们生产生活用水, 甚至会产生一些不必要的争端, 对集约化水产养殖的发展是非常不利的。如何解决集约化水产养殖对双泉湖水库水域的影响已经成为临泽县渔业部门和双泉湖水利管理部门值得思考和解决的问题。

一、集约化水产养殖对双泉湖水库水域环境的影响

优质的水产品来自优质的水域环境, 可是集约化水产养殖不仅影响水质, 养殖时间到一定程度还会对地质有影响, 久而久之就会影响水产品质量。

㈠水产养殖对水质的影响

1.溶解氧 (DO) 下降。溶解氧是衡量水体水质必要的指标之一, 也是水产养殖生存的重要条件。良好的水质, 其溶解氧量必须保持在5.0mg/L~10.0mg/L。水产养殖的释氧作用与耗氧作用可以使水中溶解氧的含量具备时空的变化, 当水产养殖的释氧速度小于耗氧速度时, 水中溶解氧的含量将逐渐减少, 若水中溶解氧的含量减少到4.0mg/L时, 水产养殖的生存将受到威胁, 甚至出现大批的死亡, 当水中溶解氧耗尽时, 水中有机物将出现厌氧分解, 水质逐渐下降, 水域环境因此遭受比较大的影响。

2.总氮 (TN) 与总磷 (TP) 升高。在衡量水质优劣的各项指标中, 氮与磷是产生水体富营养化的最主要原因, 水体总氮的浓度与总磷的浓度与水体富营养化程度有着密切的关系, 水体的富营养化程度会随着总氮浓度与总磷浓度的升高而逐渐加剧, 当水体总氮的浓度在0.15mg/L~1.15mg/L之间时, 水体属于富营养型, 当水体总磷的浓度大于0.01mg/L时, 可以致使水体富营养化的出现。

3.生化需氧量 (BOD) 与化学需氧量 (COD) 增多。当水域环境被有机物污染时, 生化需氧量 (BOD) 是其污染程度重要的指标之一。若水域环境被限制, 无法进行生化需氧量测定时, 可以选择使用化学需氧量 (COD) 进行测定, 水产养殖对水域环境生化需氧量的影响与化学需氧量类似。在水产养殖的水域环境中, 一般选择在20℃条件下, 培养5d后所测得的生化需氧量作为水域环境有机物的耗氧量。通常认为当BOD5<1mg/L时, 水域环境表示优秀;当BOD5在2mg/L~3mg/L时, 水域环境表示良好;当BOD5>5mg/L时, 水域环境表示受有机物的污染;当BOD5>10mg/L时, 水域环境表示受有机物污染的程度恶化。

㈡水产养殖对底质的影响水产养殖的饲料通常具备存保型性较差以及悬浮性较差等特点, 如果饲料没有被鱼类摄食时, 其必然会沉入水体, 降落在水体的底部。目前, 我国饲喂水产的技术比较低, 经常出现饲料的超量投喂, 这样很容易造成饲料的过剩, 大量的饲料因此沉入水体底部。水产养殖所排出的代谢物以及粪便等也相继地沉入水体底部。时间越久, 水体底部堆积的东西就越多。水体有机质的增多, 使水中微生物的活动更加的频繁, 进而消耗底部更多的氧气, 水体底部缺氧, 致使大量的NO2、H2S以及NH3等有毒物质的出现, 这些有毒物质不仅可以污染水体底部的环境, 而且导致水体底部生物的抗病力下降, 出现大批死亡的现象。

二、集约化水产养殖对双泉湖水库水域的影响

集约化水产养殖的经济效益可观, 也能为市场提供大量的水产品, 但是其养殖水域常会受富营养化、鱼类饵料以及病虫害的影响, 给水产品质量和水产养殖效益也会造成负面影响。

㈠鱼类饵料的影响随着水产养殖业得快速发展, 水库集约化水产养殖已经进入了快速发展时期, 并向着集约化方向转变。这种集约化方式所利用的是高密度养殖方法, 高密度养殖, 方便管理, 同时也能够提高水产养殖效益。但是这种水产养殖方式主要靠人工喂食饵料, 因养殖量很大, 所投放的喂饵量比较大, 在长期养殖中会有大量的饵料残余和粪便。虽然经水库水体有自净能力, 但是还会不同程度的影响水质, 加剧水库水域污染压力, 同时也会影响居民的生活用水、工业用水及农业灌溉等。

㈡富营养化的影响由于是集约化养殖方式, 在养殖的过程中难免会出现富营养化现象。在养殖的过程中, 根据实际的需要, 不断往水库放鱼苗或是将成鱼取出, 频繁的水体交换会给水域带来一些污染物, 不同类别的污染物严重超标, 会给水库带来一定的压力。由于水库自身洁净能力是有限的, 在污染物超标的状况下, 废物会排放出大量的气体, 使水体出现富营养化。所谓的富营养化就是氮磷等营养物质和有机物在水体频繁交换的情况下, 在水域中会产生大量的藻类, 溶解氧会耗竭, 加剧水质恶化。出现富营养化现象, 不仅会影响水体的透明度, 还会是大量的浮游生物被氧化, 致使大量的鱼类死亡。富营养化过程中还会分解出大量的有害物质及生物毒素。同时水体中的亚硝酸盐和硝酸盐的含量会增多, 人畜使用这种水后, 轻者中毒, 重者致病甚至死亡。因此, 出现富营养化现象会使水库水的水质迅速恶化, 加剧水库水域压力, 也会给人们生产生活带来众多的不便。富营养化问题已经成为集约化淡水渔业生产对水库水域影响最大的限制性条件。

㈢病虫害影响就目前来看, 双泉湖水库养殖人员比较重视养殖的经济效益, 很少注重集约化养殖对水库水域的影响。由于一些养殖人员在饲养过程中出现乱用抗生素或过量用药等现象, 这会给水体带来严重的后果, 饵料残余以及粪便还会造成病原菌滋生的现象, 引起相应的水生生物疾病, 导致鱼病虫害频发, 甚至会给养殖户带来重大的损失。同时也会加剧水体污染程度, 也会影响水体的生态平衡。

三、减少集约化水产养殖对双泉湖水库水域影响的措施

随着双泉湖水库集约化水产养殖的发展给水库水域环境带来一定的影响, 相关部门不仅要加强对污染水体的渔业养殖业进行治理, 同时也应该实行政策干预和引导, 以保证渔业养殖的质量安全。只有注重保护水域环境, 并有意识地对其进行生态修复, 在水库水质达标的状况下, 水产养殖才有可能达标, 以提高集约化养殖的目的, 使双泉湖水库水产养殖向更好的方向发展。笔者根据多年工作, 总结出以下几点措施, 以减少集约化水产养殖对双泉湖水库水域的影响。

㈠科学规划水产养殖的面积目前, 双泉湖水库水产养殖主要采取集约化的形式, 而集约化养殖是饲料过剩的重要原因, 饲料的大量过剩远远超过了水体自身的净化功能, 对水域环境造成的污染不容置疑, 因此, 建议依据水体不同的使用功能对养殖水面进行科学规划。在规划时, 应充分考虑养殖水面的负载能力以及水体的养殖容量等, 在这一过程中, 政府及有关部门应该制定相关政策, 使养殖户在规定的范围内进行水产养殖, 以免因养殖容量过大, 而加剧水域污染程度, 在保护水域环境不受污染的前提下, 科学的规划水产养殖的面积。

㈡合理控制集约化养殖密度如果集约化养殖密度过密, 在投喂饵料的时候容易产生大量的粪便, 还有可能产生富营养化现象, 加剧水域污染程度。因此, 在水库集约化养殖过程中, 必须注重养殖密度。最好是对水域进行实时监测, 一旦出现问题, 要及时清理, 保证水质的质量。对养殖容量进行科学的规划后, 要有合理的养殖密度, 并使用科学的方法进行水产养殖, 在养殖的过程中应该对水产养殖中出现的废物进行合理的利用, 以减少因养殖过程中出现的废物而使水体污染程度加重。在投喂饵料的时候, 尽量避免过量或是产生更多的废物, 同时也要合理的使用鱼药, 以免增加水库水域的负担。

㈢提高水产养殖的技术水产养殖技术的提高, 不仅可以促进水产养殖经济效益的提高, 而且对水域环境的治理起着非常重要的作用。目前, 国内水产养殖技术的研究已经取得一定的进展, 比如植物净化工程技术、鱼菜共生工程技术、贝类养殖处理污水工程技术、系统工程技术以及生物净化工程技术等等。修复水域生态环境是治理水域环境重要的举措, 它具有投资少、无二次污染的特点, 是获得良好水域环境的重要保障, 其市场与发展前景广阔, 是治理养殖污染水体最具价值的生物工程技术。双泉湖水库管理部门和水产管理部门应积极向上级申请项目, 引进治理水库养殖污染水体生物净化技术, 不仅不影响水产养殖发展, 还可以改善生态环境, 发挥社会效益。

㈣加强水产养殖的管理目前, 双泉湖水库水产养殖虽然取得一定的经济效益, 但它给水域环境造成的影响巨大, 不符合经济、环境可持续发展观, 只有在保护水域环境不受污染的前提下, 实施水产养殖, 才真正地促进社会经济的发展。水产品的规范养殖需要相关法律法规的保障, 目前一方面水产养殖的法律法规执行不到位, 对水产养殖的监督管理体制不完善, 另一方面渔民对现有渔业法规认识不足, 缺乏相关法律法规的学习。因此, 应加强宣传提高渔民的法律意识, 并实施严格的水产养殖措施, 对水产养殖进行严格的管理与监督, 不断完善水产养殖的管理制度, 加强对水产养殖苗种、渔药、饲料以及水域环境的管理等。

四、结语

在方便双泉湖水库集约化水产养殖的时候, 我们也该看到其不足之处, 这种养殖方式在养殖过程中, 常会受富营养化、鱼类饵料以及病虫害的影响, 而加剧水库水域污染程度。因此, 一定要对养殖中出现的问题进行控制, 以保证水体质量, 使集约化水产养殖向更好的方向发展。集约化水产养殖对水库水域环境的影响巨大, 因此必须采取有效地措施进行防治。水域环境的治理不仅仅有以上几点措施, 更多是需要我们在实践中不断地改步。

查干湖水质变化分析篇2

1 查干湖概况

1.1 查干湖地理位置

查干湖湿地位于我国松嫩平原腹地,是吉林省中西部地区重要的生态屏障。湿地中的湖泊主要为查干湖、新庙泡和辛甸泡等,引松渠道是查干湖的补给水通道,新庙泡是查干湖的前置湖,辛甸泡是查干湖的连体湖。其中查干湖的面积最大,约占整个查干湖湿地面积的45%左右。

1.2 查干湖水位、水量特征

根据国家地理信息网最新公布的卫星影象分析,结合水位—库容曲线,核算查干湖130 m、新庙泡130.5 m水位时的特征值。

查干湖各湖泡的特征值见表1。

表1 查干湖各湖泡的特征值

其中查干湖、辛甸泡水体相连,连接处水面宽约800 m;新庙泡(南湖)经川头闸以及长1.25 km的人工渠与查干湖北湖相通,查干湖泄水入东7 km的库里泡后进嫩江。

1.3 查干湖水文特征

查干湖地区的主要水汽来源为太平洋和印度洋孟加拉湾的暖湿气流。暖湿气流随着热带气旋和西南气流输入该地区。水汽入流方向以南和东南为主。降水主要集中在6~9月份,约占全年降水总量的80%以上。降水的年际变化较大,最大年降水大于700 mm,最小为250 mm左右。多年平均降水为407 mm,P=50%年份平均降水量为404 mm;P=75%年份为342 mm;P=90%年份为291 mm。该地区是吉林省的降水低值区,多年平均径流深7 mm。

根据查干湖周边各县市气象站的观测资料,查干湖属高蒸发地区,蒸发量大于降水量,当地最大蒸发量发生在4月份,最大降水量发生在7月份。

查干湖地区年均水量与蒸发量见图1。

图1 查干湖地区年均降水量与蒸发量

2 查干湖水质变化

2.1 COD变化趋势

查干湖多年的CODmn呈现出下降趋势,但近年略有升高迹向。

查干湖多年CODmn变化趋势见图2。

图2 查干湖多年CODmn变化趋势

CODmn的来源与TN、TP相似,也有本底性和外源性两个。从拟合曲线判断,其本底性影响的周期,是在引松渠道补给水(更新水)入湖后20年左右。进一步分析与CODmn有相关关系的其它参数及相关原因可知,数据系列较短的BOD5与CODmn体现出显着的相关,在某种程度上表明,查干湖干涸期及通水后自身水域内积累的BOD5转化为CODmn,是CODmn的主要组成部分,即CODmn是以本底性污染源为主。进一步对比1985~1987年新庙泡与查干湖的CODmn,可看出查干湖当时的CODmn比新庙泡高出37%,至今仍高出新庙泡12.8%。

TP及磷酸盐、TN与CODmn具有同源性,均以本底性来源为主,因此体现出相同的变化趋势;CODmn的减少会改善和增加水体透明度,因此使SDD呈现负相关;历史及年内监测均未发现硫酸盐浓度的增加与CODmn的减少存在某些明显的内在关联的证据。由于硫酸盐属单向积累性增加,因此与逐渐减少的CODmn呈现出负相关。

CODmn相关参数见表2。

表2 CODmn相关参数

2.2 磷酸根变化趋势

查干湖多年来TP总体呈连续降低趋势,由引松渠道开通补水时的1.85~2.22 mg/L降低到近5年来的0.1 mg/L以下,目前稳定在0.095 mg/L左右。

查干湖总磷多年来变化趋势见图3。

图3 查干湖总磷多年变化趋势

磷酸盐与总磷体现出显著相关,表明磷酸盐是总磷的主要组成部分。从拟合曲线分析,从1984年至2003~2004年,经历了约20年的时间,由于水生态环境的逐渐恢复和改善,本底性TP的影响在减弱,外源性TP占主要地位。经初步统计,近5年TP的年均负荷水平在0.1 mg/L以下。

2.3 总氮及“三氮”变化趋势

在查干湖无补给水源之前,水生态系统遭到严重破坏,本底性污染严重,补水初期总氮及“三氮”值偏高,主要系干涸期间积累的本底性污染所致。

查干湖总氧多年变化趋势见图4;氨氮多年变化趋势见图5;亚硝酸盐氮多年变化趋势见图6;硝酸盐氮多年变化趋势见图7。

图4 查干湖总氮多年变化趋势

图5 查干湖氨氮多年变化趋势

图6 查干湖亚硝酸盐氮多年变化趋势

图7 查干湖硝酸盐氮多年变化趋势

自引松工程补给水(前郭灌区退水)进入后,查干湖TN总体呈阶段性持续降低趋势,尤其在前3年降低速度显著,经过10年左右时间,总氮降低到2 mg/L以下;至2010年,基本稳定在1.3~1.5 mg/L之间。

“三氮”均表现出与总氮同步降低的趋势。尤其是在通水后的前3年,浓度快速降低表明引入补给水前和引入补给水的初期,查干湖总氮基本属于本底性污染,且污染浓度较大;在引入补给水后迅速得到改善,并处于持续改变和改进中。但在近几年,“三氮”与总氮的同步性表现不显著。氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、可溶性有机氮(DON)是总氮的主要组成部分,在查干湖引进补给水前,保持较高浓度水平,进一步证明了查干湖初期受本底性污染为主,在连年引进前郭灌区退水后,浓度迅速下降,水质逐步得到改善。

2.4 溶解氧变化趋势

查干湖溶解氧在引松渠道通水初期呈现出升高趋势,2000年至今,平均在8 mg/L,属浓度较高水平,近1~2年来有下降趋势。

查干湖溶解氧多年变化趋势见图8。

图8 查干湖溶解氧多年变化趋势

查干湖属于浅水湖泊,水面面积较大,溶氧能力相对较强。另外在引入补给水不久,当地渔场为增加草鱼产量,在新庙泡中移植了产氧沉水植物———菹。由于菹草系在冬季水下生长,光合作用使得水体冬季溶解氧浓度较高。新庙泡水体进入查干湖后,可提高溶解氧浓度;同时,在查干湖的湖区,即便在冬季,也存在产氧性浮游植物。水体在冬季透明度较高,光合条件较好,有利于低温藻类生长。2006~2010年冰封期叶绿素a的浓度平均值为0.0 058 mg/L,达到中营养化水平的上限,使得冬季水体溶解氧浓度提高。

溶解氧相关参数见表3。

表3 溶解氧相关参数

由表3可知,与植物营养盐相关的参数,均体现出正相关,在一定程度上体现出溶解氧的主要来源之一是水生植物及浮游植物。在富氧环境下,铁容易同某些阴离子形成不溶物,被吸附到湖底,而北方较大的温差加剧了水体的垂直运动,会携带湖底的铁—磷等微粒悬浮于水中,影响透明度,因此体现出与溶解氧的负相关。

水体中的硫化物经过矿化作用后,形成硫酸盐,这个过程消耗水体中的溶解氧,表现出硫酸盐与溶解氧的负相关。

2.5 p H值变化趋势

在引入补给水前,查干湖的p H值为10~12.5,1985年补水后,多年p H值发生显著变化,p H值降低到9以下。

查干湖多年p H值变化趋势见图9。

图9 查干湖多年p H值变化趋势

查干湖补水初期仍受到周边来水影响,影响周期为15年左右。此间p H值与来水量呈现出负相关,但随着霍林河水断流,来水总量减少,影响程度逐渐降低,到了2000年仅呈现出弱相关。排水干渠(引松渠道)的影响最近10年凸显出来,在周边来水逐渐减少甚至枯竭的条件下,查干湖的p H值仍能平均为8.56,证明排水干渠(引松渠道)p H值平均为7.9的来水是主要的遏制因素。与查干湖联通的辛甸泡,由于远离补给水入口,受补给水体影响相对较小,基本保持补给前水体状况,其p H值高于查干湖,因此在离子浓度差、局部降水径流等作用下,在一定程度上提高了查干湖的p H值。

由于影响查干湖p H值的因素较多,可能存在干扰和屏蔽作用,多数参数未体现出相关关系。

p H值相关参数见表4。

表4 p H值相关参数

由表4可知,氨氮、NO3-N与p H值体现出正相关,表明具有同源性;水体中的碳酸盐、重碳酸盐均可以导致p H值升高,故也体现出正相关。

2.6 透明度变化趋势

查干湖在引入补给水前,透明度为11.1 cm。近期调查周边封闭湖泡水体现状,发现封闭的湖泡水体仍略呈乳白色,同当年查干湖相似。补水后,随着相对优质水进入,水生态系统的不断恢复,透明度逐渐提高。至2000以后,透明度平均达到47 cm,这一周期约15~20年。

查干湖透明度多年变化趋势见图10。

图1 0 查干湖透明度多年变化趋势

影响查干湖苏打盐碱型浅水湖泊透明度的因素较多。一是无机悬浮物。这是影响查干湖透明度的主要因素。在碱性介质条件下,多种离子不断发生交换、吸附-解吸附、沉淀-溶解等,产生大量悬浮颗粒。在温差较大时,水体的垂直运动还会将底层沉降物携带到上层。尤其在濒于干涸时,这种现象更明显,使透明度大幅度降低。二是浮游生物。浮游生物量特别是藻类生物量较大时,影响透明度。三是污染物。CODCr、BOD5浓度较大时,可导致水体透明度降低。

透明度相关参数见表5。

表5 透明度相关参数

由表5可知,与浮游生物相关的参数,如TN、TP、磷酸盐均呈负相关,体现出藻类对透明度的影响;CODmn也呈负相关,体现出水体污染对透明度也有影响;优势阴离子重碳酸盐、磷酸盐呈负相关,表明无机沉积、悬浮物影响透明度,而富氧环境增加了这种效果;与透明度相比,硫酸盐仍体现出单向增长趋向。

3 查干湖富营养化分析

湖库富营养化是指水体更新期长,且接纳了大量氮、磷、有机碳等植物营养素所引起藻类等浮游生物及其它水生生物急剧繁殖的现象。

由于引松渠道是查干湖的补给水通道,新庙泡是查干湖的前置湖,辛甸泡是查干湖的连体湖,查干湖水域的富营养化状况和程度,最终集中体现在查干湖上,因此重点分析查干湖的富营养化状况。

近年来的研究对查干湖水域富营养化问题说法不一。2006年,有文献认为查干湖水体处于富营养化状态;有文献认为查干湖已经严重富营养化;也有的认为并没有发生富营养化。

综合分析,查干湖水体的富营养化过程是一个水体自然演化—人为干预(主要是渔获)相结合的动态过程。为客观描述查干湖富营养化的特征和趋势,结合历年渔获水平和多年水质监测数据,首先对查干湖在不同时期的富营养化水平进行定性与定量分析。

3.1 查干湖综合营养年际变化

按照水利部《湖库营养状态评价》(SL395-2007),对查干湖有较完整监测数据年份的5个参数,逐年计算水体富营养化指数。考虑到查干湖为无机质悬浮物较多的苏打盐碱性湖泊,水体泛白颜色,透明度、浮游植物生物量相对较低,而透明度的下降并非是由于富营养化水体中表层悬浮着密集的水藻所致,透明度不能客观反映出水体的富营养化程度,因此分别用5参数与4参数对查干湖富营养化现状分析,认为采用TP、TN、CODmn、chl-a这4个参数更为适宜。

采用5参数、4参数分析的查干湖多年富营养化趋势分别见图11、图12。

由图11、图12可以看出,查干湖富营养化程度呈逐年降低的趋势,5参数的综合富营养化指数目前为58,而4参数则为56.5,均属于中营养化状态。进一步分析查干湖综合富营养化指数曲线变化特点发现,历年鱼产量和综合富营养化指数相关系数分别达到-0.8 855(5参数)和-8 733(4参数),呈现出了显著的负相关。表明渔获量的增加会导致查干湖富营养化程度的降低,渔获量是影响富营养化多年趋势的主要因素。

图1 1 查干湖多年富营养化趋势(5参数)

图1 2 查干湖多年富营养化趋势(4参数)

3.2 富营养化影响因素分析

对富营养化指数的数值进行分析,可看出查干湖水体富营养化指数的主要贡献者是TN、CODmn以及SDD。由于这3个参数的富营养化指数偏高,带动综合富营养化指数上升。然而这3个参数并不能完全和真实体现出查干湖水体的富营养化水平,即TN指数最高值发生在冰冻期,SDD、CODmn指数在冰封期也保持在较高值,这个时间段浮游植物量极低,水体不可能出现富营养化。

TP指数对查干湖水体富营养化起到了重要的制衡作用。尤其在7~9月份,TP浓度使查干湖水体中TN/TP趋于适合藻类生长,进而导致chl-a指数增加,这与国内多数研究结论相符。值得注意的是p H值对TP浓度及TP指数影响较大,尤其是p H值较低(平均为7.49)时。通过引松渠道及新庙泡进入查干湖的第四系孔隙潜水的影响也较明显,因为9月份恰恰是查干湖区域地下水位最高的时期。

可见不同时期镁浓度、透明度、氮磷比并没有较大的差异,7~10月份的p H值相对较低,水温更有利于藻类的形成。

此外,来自于新庙泡的水体,也是致使查干湖chl-a及chl-a指数降低的重要因素之一。

从综合营养化指数来分析,查干湖目前总体处于中营养化偏上水平,且有降低的趋势。进一步分析各单项指数及影响的过程与方式,考虑到查干湖这类苏打盐碱性水体中非离子氨、亚硫酸盐、亚硝酸盐浓度相对较大,及其对CODmn检测的干扰作用并导致CODmn浓度偏高的因素,可以认为查干湖水体的实际营养化状况要比综合营养化指数所体现的程度更低一些。

4 结论

查干湖目前营养盐的输入水平及对营养盐的移出(渔获)、沉积与沉降能力基本处于动态平衡状态。在现有的污染物质输入、沉积及沉降水平、渔获能力条件下,水体仍会在较长时期内基本维持在目前的中营养化偏上状态。

查干湖的富营养化程度多年呈现下降趋势,目前处于中营养化偏上水平;高锰酸盐指数对提高查干湖综合富营养化指数的贡献作用较大,渔获量是影响和控制查干湖富营养化程度的重要因素。

参考文献

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浅谈艇湖水电站的管理篇3

一、人员管理

艇湖水电站的人员管理机构设置本着“实用精简”的原则, 竞争上岗, 一人一岗, 因需设岗, 克服人浮于事的现象。领导班子相对稳定, 以便在实践中积累经验, 增长才干, 不断提高管理水平。运行班子是水电站的最基层组织, 做到持证上岗, 分工明确, 职责分明。每个运行班由四人组成, 两人负责水轮机的正常运行, 另两人负责发电机的正常运行;运行班之外再配备一个检修班, 主要负责设备的日常维护、检修和保养。电站定期组织职工进行继续教育, 分批到兄弟电站参观学习, 提高职工素质, 从而取得最佳经济效益。

二、运行管理

(一) 生产计划。

水电站虽然有大电网做依靠, 但应根据实际情况, 在充分研究电站的具体特点, 发挥设备最大效能的前提下, 制定出年、季、月生产计划, 对生产统一安排, 力争多发电、发好电。艇湖电站生产计划包括:年发电量 (含季、月产量) , 耗水定厂用电及年用电率。根据上游来水安排班组发电, 尽量做到少废泄。

(二) 检修计划。

水电站检修分为平时维修和年度大修。平时维修根据设备状况制定出维修计划, 一般以各台机组轮修为宜。年度大修一般在枯水期进行, 具体安排依据电站实际情况而定。编制年度检修计划时应作全面的调查研究, 摸清一年来设备运行情况及主要缺陷, 确定检修项目及经济预算。年度检修计划内容主要分为检修项目、检修性质、所需主要仪表和量具、耗品及备品备件、进度安排及完成计划措施。根据检修内容和备品备件的数量, 编制预算。

(三) 技术管理。

保障电站的安全经济管理必须加强技术管理, 包括对运行设备监视、运行状况记录、设备定期巡视检查、开关分合闸操作、频率和电压调整及事故发生后紧急恢复等。监视工作主要是监视各类仪表指示, 掌握运行状态以及各类继电器的动作报警状况, 但监视工作必须做到心中有数。一要随时掌握电站与输电系统的联网关系;二要对设备状况及运行状态在监视中有主次、轻重之分, 尤其对设备过负荷特性极其调整极限要特别注意;三要对可能出现的事故或在紧急状态时的处理方法认真研究, 做到心中有数;四要掌握发电厂、变电站以及有关输电线路的临时检修及施工情况。记录工作是对各种设备的测量和检查结果在固定时间进行及时记录, 准确掌握发电厂、变电站所带负荷、电能质量等实际情况, 检查设备及装置是否处于最佳状态。为了使设备处于最佳状态, 需要进行各种等级的检查, 其中最简单的就是在设备运行时进行巡视性检查。同时为了保持和恢复设备性能以及防事故于未然, 在经过一定时间后, 进行更为详细的普通、精密、临时性等各种检查。

三、设备管理

为完善设备管理, 艇湖电厂制定了一整套的设备管理制度, 包括设备主人制度、设备评级制度、工具管理制度、检修制度、故障管理制度和缺陷管理制度等。

建立设备管理制度的主要目的是确保设备处于良好的技术状态、保证机组安全、高效、经济运行。并设一定的设备主人奖, 使设备管理与经济效益直接挂钩, 调动职工的生产积极性。

设备故障直接威胁到人身安全和设备安全, 给企业造成不可估量的经济损失。艇湖电站十分重视加强设备管理, 消灭设备故障, 建立设备原始记录和设备故障分析。

设备缺陷制度根据缺陷对人生和设备的威胁程度分为三类, 分别为危急缺陷、严重缺陷、一般缺陷等。建立设备缺陷制度的目的是设备运转在正常良好的状态下, 发现设备缺陷, 并及时登记、汇报和处理。设备缺陷进行分级管理, 哪类缺陷由哪一级领导掌握及解决, 均在设备缺陷制度中明确, 从而不断提高设备管理水平。

四、安全管理

某小区人工湖水处理设计探讨篇4

南京某小区为高档别墅, 在荒坡地上挖掘出一个人工湖, 面积约为12 000 m2, 水深为0.50 m～2.0 m不等, 总容积约为15 000 m3。水体补充水源采用附近一水库的水, 其水质为地表水Ⅴ类。

小区四周为市政道路, 大气污染一般。湖的南边为自然的小山坡, 大雨时会有部分洪水冲进湖内, 其余三边为亲水别墅, 有截流措施, 因此, 总的地表径流污染不严重。湖底土壤为黏土, 与外界的地下水几乎没有连通。

由于本项目属于高尚住宅小区, 水质要求较高, 设计要求达到GB 3838-2002地表水环境质量标准Ⅲ类水要求;另外根据景观规划要求, 人工湖应为生态景观水体。

2 方案选择

2.1 生态自净法

通过水生植物、动物来构建生态系统, 辅以曝气机和生物浮岛来加强水体的生物化学分解能力, 主要依靠水体的自净能力。

其工艺原理为:污染物 (大气污染物沉降、降雨) →人工湖→微生物分解。

水体自净能力主要依靠微生物的分解能力, 但在城市中, 孤立的人工湖, 其水体生物对污染物的降解量很难大于外来污染物的量, 并且抗冲击负荷的能力较弱, 水质仍然无法保证。

曝气机只是增加水体的溶解氧, 而且其运营动力也很大;生物浮岛是微生物的一个载体, 强化了微生物的水处理能力, 但只能解决局部水质问题。

微生物试剂皆由温室中培植, 很娇嫩, 在自然界中会迅速死亡, 存活期太短, 周而复始地向人工湖中布撒均匀并非易事, 还有微生物的分解物, 可能会造成藻类的大量繁殖, 再次导致水质变坏。而且这些生物在减少藻类的同时, 本身也会排泄相当量的营养物, 这意味着同时有较大比例的营养物进入矿化循环而没有真正被去除, 其水体内的底泥会越积越多, 含富营养物质的底泥在一定条件下会释放出氮、磷, 成为水体的内源性污染源, 然而底泥挖掘工程巨大, 挖出的底泥难以进一步处理。由于底泥中氮磷的吸收和释放过程复杂, 还可能破坏水体底部生物和水生植物环境, 将深层底泥暴露, 使其中所含的氮磷溶解到水体中, 而在一段时期内加深水化。

水生生态十分复杂, 在人为强烈干扰下, 将造成系统不稳定, 难以控制, 不属于当地自然种群的引进生物可能留下长期隐患。因此, 采用生物控制时必须仔细考虑带来的不利生态后果。

综上所述, 采用生态自净法, 虽然投资较少, 平时的维护管理费用也较低, 但是处理水体有着极大的风险, 不宜采用。

2.2 物理法

采用水力曝气过滤机或石英砂过滤砂缸, 通过不断的循环过滤, 再辅以消毒, 主要依靠过滤功能去除污染物。

其工艺原理为:进水→过滤机过滤 (去除污染物) →出水。

物理法强调的是过滤, 其原理是通过石英砂等粒状材料滤层截留去除水中颗粒杂质, 在去除COD, BOD, 藻类等污染物的同时, 也把水中的微生物等一起去除了, 从而造成水体完全丧失自净能力。现在有一种水力曝气过滤机, 虽然增加了曝气功能, 但起主要作用的仍然是过滤功能, 并且过滤机内也不适合生物的生长, 因此也无法保持水体的自净能力。

由于水体丧失了自净能力, 为了保持水质, 就需要不停的循环, 从而减少水中的污染物。根据工程实际经验, 一般为2 d～3 d, 其循环流量较大, 从而造成能耗较大, 这就是现在很多水景建成后很少开启的原因。

无论是水力曝气过滤机, 还是石英砂过滤砂缸, 都是大型机械设备, 不仅投资较高, 还得设置专门的设备间, 在景观设计时很难处理。

综上所述, 采用物理法处理大型景观水体的日常维护成本较高, 初次投资也较高, 而且水体也丧失活性, 因此也不宜采用。

2.3 人工湿地法

人工湿地法是生物法和物理法的结合, 其基本原理是在一定的填料上种植特定的湿地植物, 从而建立起一个人工湿地生态系统, 湖水通过系统时, 经砂石、土壤过滤, 植物多种根际的多种微生物活动, 湖水的污染物质和营养物质被系统吸收、转化或分解, 从而使水质得到净化。

其工艺原理为:进水→人工湿地 (去除或分解污染物) →出水。

与生态自净法相比, 通过人工湿地强化外来污染物的降解, 稳定可行, 水力负荷大, 可以抵抗一定的瞬时污染物冲击, 湖水内循环可以让水体处于一种有序、缓慢的流动状态, 增强了水体自净能力。另外, 从湖底抽水可以降低底泥的量。

与物理法相比, 物理法属于机械过滤, 而人工湿地更多的是依靠微生物进行分解, 湖水通过人工湿地过滤后, 水中仍然含有大量的微生物, 水体仍然具有一定的自净能力。

虽然人工湿地法也需要循环水泵, 但其循环周期比物理法大了很多, 根据工程经验, 当水温大于25 ℃时, 其循环周期不宜超过10 d, 当水温小于25 ℃时, 循环周期可以适当延长, 温度越低则循环周期越长。

为了达到水质要求, 又为了减少维护费用, 采用人工湿地法更经济合理。

3 人工湿地的设计

3.1 湿地类型的选择

人工湿地主要分为自由水面湿地 (地表流式) 和地下水流湿地 (潜流式) 。

地表流式人工湿地, 类似于稻田, 污水流进湿地停留若干天后排出, 水力负荷较低, 占地面积较大, 且不易控制, 一般不宜采用。

潜流式人工湿地根据水流形态又可以分为水平潜流、垂直潜流、波形潜流、下行上行复合潜流等, 水力负荷和污染负荷大, 对BOD, COD, SS, 重金属等污染指标的去除效果好, 且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象, 主要由植物、填料床和布水系统三部分组成, 种植的植物有芦苇、美人蕉、灯心草等, 可以对绿化景观起补充作用。

为了减少占地面积和有效地结合景观, 本工程采用潜流式人工湿地。

3.2 工艺参数的选择

1) 循环周期。

为了保证湖水的水质达到要求, 综合考虑污染物浓度、藻类的控制、感官指标等因素, 根据工程经验, 湖水的循环周期定为10 d, 则循环流量为1 500 m3/d, 折合为62.5 m3/h。

2) 湿地面积。

湿地面积按水力负荷法进行设计, 一般为0.8 m3/ (m2·d) ～1.25 m3/ (m2·d) , 根据经验, 本工程湿地面积按1.25 m3/ (m2·d) 设计, 则人工湿地面积为1 200 m2。结合景观要求, 人工湿地分两块设在湖边, 一块面积为700 m2, 另一块为500 m2。

3) 水泵选择。

水泵的扬程对能耗影响较大, 应尽量减少扬程的能耗, 但也要考虑水泵的磨损造成扬程下降的影响, 经计算选择水泵的扬程为7 m。

3.3 补充水的处理

补充水为地表Ⅴ类水, 而湖水要求是地表Ⅲ类水, 为了避免二次污染, 应将补充水处理后排到人工湖内, 其处理方式也采用人工湿地。

其工艺原理为:补水→人工湿地 (去除或分解污染物) →出水。

人工湖的水量损失包括水面蒸发和池体渗漏, 根据工程经验, 每日最大蒸发量按8 mm/ (m2·d) 计算, 最大日蒸发量为96 m3/d, 最大日最大时蒸发量为4 m3/h。池体作了防渗漏措施, 可以不计池体渗漏损失, 因此总的水量损失为96 m3/d。

人工湿地面积也按水力负荷法进行设计, 按1.0 m3/ (m2·d) 计算, 其湿地面积为96 m2, 与循环水的湿地合建, 且合用一套水泵。

3.4 其他相关设计

为了形成良好的湖水内循环, 水泵吸水点和人工湿地出水点分别设置在人工湖的两端, 水流形态为顺流式, 尽量避免死水区, 因为如果某个区域的水得不到交换, 则容易出现富营养化, 形成点污染源。

3.5 运营管理的要求

根据工程经验, 人工湿地采用间歇式运行更有效, 这样让人工湿地有一定的时间自我修复, 从而减缓堵塞, 保持湿地系统长期稳定运行。正常情况下, 每块湿地每天运行8个周期, 每个周期为3 h, 每个周期内运行1.5 h, 再停止1.5 h。两块湿地提升泵的装机容量均为62.5 m3/h, 电机功率为3 kW, 另外配有备用泵。

由于外界条件原因, 水质突然恶化时, 可以增加湿地工作时间, 或同时启动备用泵, 以增大循环流量;水质较好时, 为节约能耗, 可以减少湿地工作时间。

4 经济分析

正常情况, 两台水泵每天分别开启12 h, 共72 kW/h, 按1元/度电计价, 约72元/d, 全年约26 280元, 但这只是理论分析, 估计实际运行费用会低于这个数。

5 结语

东西汊湖水资源合理配置研究篇5

通过水资源优化配置提高水资源利用效率, 实现水资源可持续利用, 是21世纪我国水利工作的首要任务[1]。本论文以湖北省应城市东西汊湖为研究对象, 建立了以经济和生态效益为目标的区域可持续发展水资源优化配置模型, 对湖区可利用水量进行了合理配置分析, 从而可以为东西汊湖流域的水资源配置提供基础性的技术支持, 为更好地发挥东西汊湖的作用提供依据。

2 模型建立

水资源合理配置是指在一个特定的流域或区域内, 以可持续发展为总原则, 对有限的、不同形式的水资源, 通过工程措施与非工程措施在各用水户之间进行科学分配[2]。根据研究区域的地理特征、水利条件、行政区划, 可将流域划分为K个子区, 共有C个公共水源, 第k个子区有I (k) 个独立水源、J (k) 个用水部门 (k=1, 2, …, K) 。取k子区独立水源i和公共水源c供给用水户j的水量x $_{i j}^{k}$ 和x $_{c j}^{k}$ [i=1, 2, …, I (k) ;c=1, 2, …, C;j=1, 2, …, J (k) ]为决策变量, 则对于k子区而言, 就是I (k) +C个水源和J (k) 个用水户的水资源优化配置问题[3,4]。

2.1 目标函数

水资源可持续优化配置的目标是获得最佳的经济、社会、生态环境等多目标综合效益。本次计算结合流域实际情况建立了如下3个方面的目标函数[5,6,7,8]。

(1) 经济效益目标。

选择区域供水总净效益最大作为优化配置模型的经济目标, 其表达式为:

$\begin{array}{l} Μ a x f_{1} (x) = \\ Μ a x {\sum_{k = 1}^{Κ} ω_{k} \sum_{j = 1}^{J (k)} β_{j}^{k} [\sum_{i = 1}^{Ι (k)} α_{i}^{k} (b_{i j}^{k} - c_{i j}^{k}) x_{i j}^{k} + \sum_{c = Ι (k) + 1}^{Ι (k) + C} α_{c}^{k} (b_{c j}^{k} - c_{c j}^{k}) x_{c j}^{k}]} (1) \end{array}$

式中:x $_{i j}^{k}$ , x $_{c j}^{k}$ 为独立水源i、公共水源c向k子区j用水户供水量, 万m3; b $_{i j}^{k}$ , b $_{c j}^{k}$ 为独立水源i、公共水源c向k子区j用水户供水的单位供水效益, 元/m3;c $_{i j}^{k}$ , c $_{c j}^{k}$ 为独立水源i、公共水源c向k子区j用水户供水的单位供水成本, 元/m3;ωk为k子区权重系数;β $_{j}^{k}$ 为用水公平系数;α $_{i}^{k}$ , α $_{c}^{k}$ 为k子区独立水源i、公共水源c的供水次序系数。

(2) 环境效益目标。

选择区域内重要污染物的总排放量最小作为配置模型的环境目标, 表达式为:

$Μ i n f_{2} (x) = Μ i n {\sum_{k = 1}^{Κ} \sum_{j = 1}^{J (k)} 0 . 01 ρ_{j}^{k} p_{j}^{k} (\sum_{i = 1}^{Ι (k)} x_{i j}^{k} + \sum_{c = Ι (k) + 1}^{Ι (k) + C} x_{c j}^{k})} (2)$

式中:ρ $_{j}^{k}$ 为k子区j用水户排放的废水中的污染物浓度;p $_{k}^{k}$ 为k子区j用水户排放系数;其余符号意义同前。

(3) 社会效益目标

$Μ i n f_{3} (x) = Μ i n {\sum_{k = 1}^{Κ} \sum_{j = 1}^{J (k)} [D_{j}^{k} - (\sum_{i = 1}^{Ι (k)} x_{i j}^{k} + \sum_{c = Ι (k) + 1}^{Ι (k) + C} x_{c j}^{k})]} (3)$

式中:D $_{j}^{k}$ 为k子区j用水户的需水量;其余符号意义同前。

2.2 约束条件

(1) 水源可供水量约束。

独立水源:

$\sum_{j = 1}^{J (k)} x_{i j}^{k} \leq w_{i}^{k}$

公用水源:

$\sum_{k = 1}^{Κ} \sum_{j = 1}^{J (k)} x_{c j}^{k} \leq w_{c}$

式中:w $_{i}^{k}$ , wc分别为k区独立水源i、公用水源c的可供水量;其余符号意义同前。

(2) 水源输水能力约束。

独立水源:

$x_{i j}^{k} \leq Q_{i}^{k}$

公共水源:

$x_{c j}^{k} \leq Q_{c}^{k}$

式中:Q $_{i}^{k}$ 为k子区i独立水源的最大输水能力;q $_{c}^{k}$ 为公共水源向k子区的最大输水能力;其余符号意义同前。

(3) 用户需水能力约束:

$D_{j m i n}^{k} \leq \sum_{i = 1}^{Ι (k)} x_{i j}^{k} + \sum_{c = Ι (k) + 1}^{Ι (k) + C} x_{c j}^{k} \leq D_{j m a x}^{k}$

式中:D $_{j m i n}^{k}$ 、D $_{j m a x}^{k}$ 分别为k子区j用户的最小、最大需水量。

(4) 水资源供需平衡约束:

$| \sum_{i = 1}^{Ι (k)} w_{i}^{k} + w_{c} - \sum_{j = 1}^{J (k)} D_{j}^{k} | \leq ε$

式中:D $_{j}^{k}$ 为k子区j用户的需水量;ε为允许误差;其余符号意义同前。

(5) 变量非负约束:

$x_{i j}^{k}, x_{c j}^{k} \geq 0$

3 应用实例

3.1 流域概况

应城市地处湖北省中部偏东、孝感市西南, 东经113°19′～113°45′, 北纬30°43′～31°08′。东临漳、涢两水与云梦县为界, 东北与安陆市毗连, 西与天门市、京山县接壤, 南与汉川市为邻。国土面积1 103.38 km2, 总耕地面积4.1万hm2, 人口68万。随着人口的增加, 城镇化水平的不断提高, 以及农灌用水需求加大, 加之目前大量开挖矿产, 导致的水污染现象比较严重, 水资源短缺现象已经开始出现, 地区间和各用水部门间存在着很大的用水竞争性。

东西汊湖位于湖北省应城市郎君镇境内, 汉北河以北, 大富水 (新县河) 与府澴河之间, 属平原型湖泊, 流域面积148 km2。根据《应城市水功能区划》, 东西汊湖为保留区, 属汉江下游水系, 保护目标为Ⅲ类, 目前开发利用程度不高, 主要是养殖用水和农灌用水, 现状水质类别为Ⅲ类。东西汊湖多年平均来水量10 418万m3, 总用水量达4 150.04万m3, 目前水资源利用率仅为39.8%, 尚有很大的供水潜力, 应及早开发利用。

3.2 决策变量划分

根据东西汊湖流域的水系特征、现状用水情况、行政区划等因素, 考虑到东西汊湖流域面积不大, 可将整个流域划分为东西汊湖湖区一个区。

流域内水源大致可分为:泉水、地下水和地表水。其中地下水和泉水为独立水源;地表水作为公用水源, 且分为东西汊湖、汉北河和汉江3处。

流域内的用水户可划分为以下几类:生活用水、灌溉用水、工业用水以及生态用水。具体决策变量划分如表1所示。

3.3 模型求解

首先采用大系统分解协调理论, 将模型分解为若干个相互独立、规模较小、结构简单的子系统, 形成递阶结构模型;然后对各个子系统局部寻优;最后根据总目标, 协调综合为全局最优[9,10]。

根据东西汊湖流域的分区、水源以及用水户的情况, 通过大系统分解协调, 得出东西汊湖区域的水资源优化配置模型目标函数如下:

$\begin{array}{l} Ζ = o p t {f_{1} (x), f_{2} (x), f_{3} (x)} = \\ \max {\begin{cases} + k_{1} γ_{1} {\sum_{j = 1}^{4} β_{j} [\sum_{i = 1}^{2} α_{i} (b_{i j} - c_{i j}) x_{i j} + \sum_{c = 3}^{5} α_{c} (b_{c j} - c_{c j}) x_{c j}]} \\ - k_{2} γ_{2} {\sum_{j = 1}^{4} 0 . 01 ρ_{j} p_{j} (\sum_{i = 1}^{2} x_{i j} + \sum_{c = 3}^{5} x_{c j})} \\ - k_{3} γ_{3} {\sum_{j = 1}^{4} [D_{j} - (\sum_{i = 1}^{2} x_{i j} + \sum_{c = 3}^{5} x_{c j})]} \end{cases}} (4) \end{array}$

根据东西汊湖流域1960～2004年的水文资料, 设计保证率P=75%的情况下各水源的可供水量如表2所示。另根据东西汊湖流域规划报告, 选定规划水平年为2020年, 各用水户需水量如表3所示。优化配置模型的其它参数见表4～8。

(1) 供水情况 (见表2) 。

亿m3

(2) 需水情况 (见表3) 。

亿m3

(3) 用水公平系数、供水次序系数。

用户用水公平系数是指k子区j用户相对其他用户优先得到供给的重要性程度;子区水源供水次序系数是指k子区水源i (独立和公共) 相对其他水源供水的优先程度 (见表4、表5) 。

(4) 东西汊湖区效益系数、成本系数。

东西汊湖湖区的灌溉用水和工业用水效益系数、成本系数可以采用分摊系数法计算。生活用水和生态用水因为较难统计, 故采用较大值。本次计算一些参数的确定均参考同类数据及流域具体情况拟定 (见表6) 。

元/m3

(5) 东西汊湖区排放系数和污染物浓度 (见表7) 。

t/万m3

(6) 量纲转换系数和目标权重 (见表8) 。

按各用水户的不同取水权重对东西汊湖流域水资源进行合理配置。根据现状供水情况对流域内水资源进行初始分配, 见表9。其中, 生活用水初始权重取0.4, 工业用水初始权重取0.15, 灌溉用水初始权重取0.35, 生态用水初始权重取0.1。初始分配方案下的目标函数值为129.3亿元。

采用复合型法, 对东西汊湖流域水资源配置模型的用水户权重参数进行优选。经过计算可得权重参数优选结果:生活用水最优权重取0.6, 工业用水最优权重取0.2, 灌溉用水最优权重取0.1, 生态用水最优权重取0.1。具体配置方案如表10所示。

根据优化计算的结果, 采用优化配置方案对东西汊湖的水资源进行配置, 计算得到湖区供水的目标函数值为181.0亿元。和初始方案相比, 增值约28.6%。可见, 采用优化配置方案后综合效益会得到较大的提高。

4 结语

水资源优化配置是水资源规划的重要内容, 是可持续发展理论在水资源管理领域中的具体体现和应用。笔者遵循有效性、公平性和可持续性的原则, 建立了水资源优化配置的多目标模型, 并将其应用于东西汊湖区域水资源优化配置中, 采用复合型法对参数进行优选, 利用大系统分解理论对模型进行求解。结果表明该模型是科学、有效、实用的, 配置结果是合理的。为更好地发挥东西汊湖水资源的综合效益、提高水的配置效率提供了依据, 从而可以促进水资源的可持续开发利用和区域的可持续发展。

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天德湖水质营养状态调查与评价篇6

关键词：天德湖,水质,营养状态,富营养,预防措施

人工湖作为城市造景和绿化的一项重要组成部分, 以人工湖为主题的城市公园也为市民周末游玩和散心提供了很好的户外休闲场所, 对人工湖水质监测不容忽视。江苏泰州海陵区天德湖, 系2009年建成的人工湖, 总占地面积约100公顷, 园区内开展有烧烤、垂钓、沙滩娱乐、餐饮、住宿等配套设施。有关天德湖水质状况的研究还未见报道, 本文采用综合营养状态指数法对天德湖水质营养状态进行评价, 以期为天德湖生态环境评价和综合治理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 采样点的设置

天德湖 (32°25′~32°26′N、119°54′~119°55′E) , 位于泰州市海陵区。本次采样点设置4个, A餐饮会所、B沙滩、C垂钓区、D宾馆。

1.2 采样及分析方法

从2014年12月到2015年9月, 共采样4次, 监测指标包括叶绿素a (Chla) 、透明度 (SD) 、总磷 (TP) 、总氮 (TN) 和高锰酸盐指数 (CODMn) 等。参照《地表水质量标准》GB3838-2002。

1.3 数据处理

富营养化评价采用Carlson综合营养状态指数进行, 计算公式数据处理主要运用了Microsoft Office软件。

2 结果与讨论

2.1 水质指标及分级

四个采样点水质透明度、叶绿素a (chla) 、高锰酸盐指数 (CODMn) 、总氮 (TN) 、总磷 (TP) 的水质情况, 根据地表水环境质量标准对天德湖水质进行分级, 总磷含量达到Ⅳ类水、总氮和高锰酸盐指数含量达到Ⅲ类水标准。高锰酸盐指数 (CODMn) 、在12月和3月为Ⅲ类水, 6月、9月为Ⅳ类水, 总氮 (TN) 在12月和3月为Ⅲ类水, 6月、9月为Ⅱ类, 垂钓区处于Ⅲ类水。C点和D点水样的总磷含量全年为Ⅳ类水, A点和B点呈现出冬春为Ⅳ类水, 夏秋为Ⅲ类水的特点。

总氮0.328~0.681 mg·L-1, 平均0.499 mg·L-1, A点总氮平均值为0.451 mg·L-1, B点总氮平均值为0.462 mg·L-1, C点总氮平均值为0.572mg·L-1, D点总氮平均值为0.510 mg·L-1。C、D点总氮含量相对于A、B点高。6月份、9月份湖水的平均总氮含量相对于12月和3月份低。藻类在生长繁殖过程中对氮元素的吸收利用是主要原因。

总磷0.035~0.098 mg·L-1, 平均0.067 mg·L-1, A点总磷平均值为0.057 mg·L-1, B点总磷平均值为0.057 mg·L-1, C点总磷平均值为0.068mg·L-1, D点总磷平均值为0.088 mg·L-1。C点与D点相对A点和B点的总磷含量要高, 整个湖水的平均总磷含量6月份和9月份相对较低, 藻类在生长繁殖过程中对磷元素的吸收利用是主要原因。

CODMn3.1~7.8 mg·L-1, 平均5.756 mg·L-1, A点CODMn平均为6.075mg·L-1, B点为4 mg·L-1, C点为6.525 mg·L-1, D点为4.675 mg·L-1。垂钓区的CODMn平均值最高。

叶绿素a (chla) 含量3.86~31.13μg·L-1, 平均11.784μg·L-1, A点的叶绿素平均值为6.46μg·L-1, B点8.767μg·L-1, C点17.106μg·L-1, D点14.807μg·L-1。

透明度0.45~0.78m, 平均0.65m, A点的透明度为0.693m, B点0.65m, C点0.613m, D点0.645m。垂钓区的透明度最低, 主要受浮游植物影响。

垂钓区C点的总氮、CODMn、叶绿素a含量都较其他点高, 透明度较其他点低, 6月份较其他月份都高, 冬季垂钓较少, 春季气温回升后垂钓者较多, 夏季最多。垂钓区围网养殖的青鱼、鲫鱼、白鲢、鳙鱼, 青鱼饲养以投喂田螺为主, 很少投喂饲料。总氮偏高可能与垂钓者使用的高蛋白饵料投入有关, 残饵中含氮有机物分解, 提高了水体总氮和CODMn。

2.2 营养状态评价

根据营养状态指数法对天德湖公园营养状态进行了评估, 营养状态指数TLI (∑) 在45.3~55.43, 平均49.38, 非常接近轻度富营养状态 (TLI (∑) >50) 。

A点营养状态指数TLI (∑) 平均47.6、B点平均47.29、C点平均51.80、D点平均50.82, A点、B点处于中营养水平, C点D点处于轻度富营养水平。表明湖水中一部分区域已经达到轻度富营养化, 整个湖区水体处于中营养-轻度富营养过渡阶段, 垂钓区相对较高 (p<0.05) 。

3 结论

天德湖公园水质透明度平均0.65m, 总磷 (TP) 平均0.067 mg·L-1, 总氮 (TN) 平均0.499 mg·L-1, CODMn平均5.756 mg·L-1, 叶绿素含量平均11.78μg·L-1, 根据地表水环境质量标准, 单项指标总氮和高锰酸盐指数含量为Ⅲ类水, 总磷含量达到Ⅳ类水标准。一般认为达到富营养化的临界点总氮>0.2 mg·L-1, 总磷>0.02 mg·L-1, 叶绿素含量达到10μg·L-1, 天德湖水体均已达到富营养化标准。天德湖水质养状态指数TLI (∑) 在45.3~55.43, 平均49.38, 处于中营养但接近轻富营养水平, 部分区域如垂钓区和宾馆TLI (∑) 值均超过55, 达到轻度富营养化。

参考文献

某小区人工湖水处理施工技术研究篇7

实证研究中的葛洲坝世纪花园A区属于高档别墅小区, 施工中利用人工湖水系净化循环系统, 体现生态景观水体, 形成湖水蜿蜒, 绿树隐映的景观效果。

1 工程概况

葛洲坝世纪花园A区位于湖北省武汉市珞喻东路以南、光谷二路以西, 总用地面积为83 146.8 m2, 总建筑面积为68 647.88 m2, 建筑占地面积为21 626.48 m2, 容积率为0.58, 绿地率为41%, 总户数为206户。在别墅群中挖掘人工湖, 面积3 200 m2, 水深0.4~0.8 m, 总设计水量2 000 m3。水体补充水源为市政管网水源, 水质良好。小区四周为市政道路, 人工湖四周为亲水别墅群, 遇强降水有地表径流汇入湖内, 湖水总体受大气污染和地表径流污染不严重。

2 人工湖污染原因

葛洲坝世纪花园A区人工湖采用钢筋混凝土结构, 铺设SBS防水卷材, 形成与地表土壤隔绝的封闭水体系统, 露天环境下易出现以下污染:

1) 由于氮磷营养元素过多导致的富营养化污染。表现为湖水发绿, 出现大量蓝绿藻, 甚至水华。

2) 有机污染物过多而导致的有机污染。表现为湖水污染、缺氧、发黑有臭味。

3) 颗粒物尘埃过多而导致的杂质污染。表现为水中悬浮杂质过多, 透明度低, 有碍观瞻。

3 水处理方案选择

葛洲坝世纪花园A区水处理方案主要采用生态自净法与物理法同步实施的办法改善水质。

1) 生态自净法是通过水生植物、动物构建生态系统, 加强水体的生物化学分解能力, 主要依靠水体的自净能力。其工作原理是:大气污染和降雨形成污染物进入人工湖后, 利用湖水中的微生物进行分解, 从而改善水质。

2) 物理法采用水力曝气过滤系统, 通过不断的循环过滤, 在辅以消毒, 依靠过滤功能去除污染物。其工作原理是:利用人工湖的增压水泵, 使湖水经过水泵加压后流入水处理系统, 进行净化处理、消毒后, 再经过循环水泵加压后流回人工湖。

4 水处理技术

4.1 生态自净法

实施中, 根据现场地形, 设定40~80 cm高差的跌水, 使人工湖内水系形成上下游流动的效果, 同时选用了黄菖蒲、梭鱼草、花叶芦竹、水葱、荷花、慈姑、千屈菜、再力花、水生美人蕉、黄花水龙、萍蓬草、水浮莲、凤眼莲等十余种水生植物, 并在后期投放观赏性鱼类。

跌水的设计, 使水在流动过程中降低液膜厚度, 加速气、液界面的更新, 增大气、液面的接触面积, 充分水流细分, 增大水流与空气的接触面积, 在空气中充分曝气, 使得水中富含溶解氧, 同时水中的氨气、二氧化碳等有害气体从表面溢出。

水生植物和动物的使用, 可以利用植物特有的发达根系, 去除富营养化水体中的氮磷, 吸收有害物质;鱼类也能活化水质, 吸收过剩营养物质, 从而净化水体, 使水中的溶解氧保持着饱和状态, 使水始终鲜化、活化。

4.2 物理法

受建筑主体结构的影响, 实施中我们合理利用空间, 将水处理系统的机房布置在地下室, 选用1台水处理设备, 1台消毒剂投加系统, , 投加量为30.0 L/h, 1台曝气平衡水箱, 容量不<3.5 m3, 设置6台水泵, 利用管网形成进排水系统。通过湖水循环, 达到湖水不外排、不换水, 从而流动净化使用。

湖水循环净化使用的关键一是设备的配套使用, 净化处理的进排水保持平衡, 避免设备空转, 二是净化消毒药物的选择, 要安全、可靠, 功效高。实施中, 可以通过计算与实验, 确定设备参数, 循环周期设定14 h, 净化水循环流量为145 m3/h, 消毒剂投放水池体积选用参数为φ=0.5 m, H=1.2 m, 投加量控制在30.0 L/h, 曝气平衡水箱水池体积选用参数为φ=1.4 m, H=2.2 m, 水泵功率选用5.5 k W。消毒药物选用是混凝剂滤前投加, 采用铝盐, 投加量选用3~6 mg/L, 消毒剂滤后投加, 采用三氯异氰尿酸制成的氯剂溶液, 投加量选用0.1-1 mg/L, 配置浓度控制在5%~10%。药剂均采用湿投, 定量制动投入管道中。

葛洲坝世纪花园A区人工湖采用循环水处理技术后, 平静的湖水通过净化处理排至人工湖, 通过跌水流动, 继而流至处理机房, 湖水周而复始地得到更新, 使全湖进入良性循环, 溶解氧始终达到饱和水平, 形成良性循环, 不变质, 不发臭, 始终保持湖水的低浊度, 有很好的透明度, 水面蓝波荡漾, 湖水清澈, 赏心悦目。

5 结语

通过采用生态自净法和物理法相结合的办法, 对人工湖水体的水质进行处理, 既可以减小劳力投入, 又可以降低管护费用, 且能有效保证水系与周边景观绿化相结合, 营造出动态的美感。

摘要：文章论述了某小区人工湖施工中, 采取湖水净化处理技术, 保证水质, 形成生态景观水体, 同时降低管理维护成本的相关技术措施。

关键词：人工湖,水处理,循环,技术

参考文献

[1]国家环保总局, 国家质量监督检验检疫总局.GB3838-2002地表水环境质量标准[S].北京:2002.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部, 国家质量监督检验检疫总局GB50268-2008给排水管道施工及验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2009.

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