臥虎山水庫水質(zhì)分布特性與分層取水的必要性

來(lái)源：http://www.thesierramadre.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2019-07-12

　　摘 要 隨著(zhù)南部山區旅游業(yè)的發(fā)展，大量的生活垃圾和污水隨意排放到水中，使水庫中的水質(zhì)受到嚴重的污染，經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明，水庫中所有水的水質(zhì)并不是相同的， 不同水層中，水質(zhì)具有明顯的差別。水質(zhì)不達標的水源不僅會(huì )給人、畜帶來(lái)危害，并且也會(huì )給當地農業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)比較嚴重的影響。本文主要以臥虎山水庫的實(shí)際情況為例，簡(jiǎn)單介紹水庫水質(zhì)分布特性及水庫分層取水工作的必要性。

　　關(guān)鍵詞 臥虎山水庫;水質(zhì)分布;分層取水

　　臥虎山水庫位于濟南市南部山區，在錦繡川、錦陽(yáng)川、錦云川三川匯流的玉符河河口，屬黃河水系，是濟南市唯一一座大型水庫，肩負著(zhù)城市供水、防洪、農業(yè)灌溉、回灌補源等任務(wù)。流域面積557km2，總庫容1.16億m3。正常蓄水位130.5m。隨著(zhù)南部山區旅游業(yè)的發(fā)展，大量的生活垃圾和污水隨意排放到水中，使水庫中的水質(zhì)受到嚴重的污染，經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明，水庫中所有水的水質(zhì)并不是相同的， 不同水層中，水質(zhì)具有明顯的差別。

　　1 臥虎山水庫中水質(zhì)分布特征

　　天然河流水質(zhì)主要會(huì )受到流域氣候、附近植被、人為污染以及當地地質(zhì)條件這四方面的影響。水庫在成功蓄水之后會(huì )形成比較大的水域，水域在太陽(yáng)直接照射等多元化因素下，會(huì )直接導致蓄水物理、生物及化學(xué)方面的變化，從而引起水庫水質(zhì)分層。臥虎山當地水庫存在水溫分層、渾水長(cháng)期化以及化學(xué)分層與微生物分層。

　　1.1 水溫

　　通常情況下，在溫暖的季節中，日照比較強，環(huán)境整體溫度高，所以水體表面會(huì )吸收比較多的太陽(yáng)輻射，導致表面溫度高而深層的水的溫度比較低，從而形成比較明顯的溫度層。當水庫當中的水離開(kāi)水庫之后，沿線(xiàn)的水流將會(huì )產(chǎn)生比較明顯的溫度變化，并且因為水庫中的水比較多，所以水庫中低溫水的溫度回升速度比較慢。采取深層取水的方式，會(huì )直接影響到出水的溫度，水溫較低的時(shí)候，糧食作物會(huì )受到溫度的影響，吸肥能力變差，整體產(chǎn)量降低。

　　1.2 溶解氧分層

　　水庫當中的溶解氧以及表層水會(huì )在風(fēng)浪的影響下形成均勻的摻混，并且和藻類(lèi)作物進(jìn)行光合作用。水庫深水層中含有的溶解氧主要是因為天然植被在水庫中不斷腐爛，以及水中生物不斷消耗氧氣而成的，水庫底部的光照情況比較差，所以深層水中的植物不能進(jìn)行光合作用，所以產(chǎn)生的氧氣比較少，最終影響到水庫中氧氣含量。

　　1.3 生物化學(xué)分層

　　在水庫深水層當中溶解氧的含量無(wú)限接近于零的時(shí)候，就會(huì )形成還原環(huán)境，并且水庫自身的化學(xué)特性也會(huì )發(fā)生一定的變化。深水層中比較缺氧，所以一些容易被氧化的物質(zhì)就會(huì )存在于深水層中。氧化還原電位從根本上降低了從滲水底部釋放出的錳和鐵這兩種物質(zhì)，大部分水層當中會(huì )含有濃度比較高的磷酸鹽以及硫化氫等物質(zhì)，在情況比較嚴重的水庫中，會(huì )存在有機質(zhì)分解的情況，釋放出甲烷、硫化氫等物質(zhì)，產(chǎn)生氣味。

　　1.4 富營(yíng)養

　　富營(yíng)養化的產(chǎn)生主要是因為水生物生長(cháng)的過(guò)于繁茂，導致水質(zhì)持續惡化的一種現象。富營(yíng)養化時(shí)常出現于分層水庫中，春夏交接的季節，水層表面的浮游生物會(huì )不斷的繁殖，有時(shí)候會(huì )在水中形成水華。浮游生物在死亡過(guò)后會(huì )被氧化分解，該情況會(huì )消耗掉存在于水庫底層的溶解氧，讓水庫底層出現極度缺氧的狀態(tài)，從而產(chǎn)生大量硫化氫，從底部的淤泥中分解出一部分營(yíng)養物質(zhì)與重金屬物質(zhì)，這些物質(zhì)在冷卻期中不會(huì )產(chǎn)生對立的現象，在水庫當中不斷擴散，提升了分層水庫自身營(yíng)養化水平。

　　1.5 渾水長(cháng)期化

　　渾水長(cháng)期化現象對于城市用水以及農作物種植方面都會(huì )帶來(lái)巨大的危害，屬于水庫中比較常見(jiàn)的問(wèn)題。水庫的渾水動(dòng)態(tài)和水利w水溫結構存在著(zhù)比較密切的關(guān)系，并且水庫中水的流動(dòng)形態(tài)也會(huì )對其產(chǎn)生一定的影響。入流的渾水通常會(huì )以高密度的形式進(jìn)入到水庫中，所以為了避免這種情況的發(fā)生，可以使用混度密度分層特性，對水庫中不同的高程使用取水口對其分層取水或者防水，以此降低下游合川渾水的時(shí)間，并且也可以促進(jìn)懸濁物質(zhì)盡快沉降。

　　2 分層取水必要性

　　1)根據對水庫多年的檢測分析結果，可以認識到水庫懸浮雜質(zhì)的沉淀是可以分享的， 水庫有時(shí)會(huì )產(chǎn)生上清下濁的情況，但是底層自身的濃度并不高，而且懸浮顆粒的直徑比較小，通常情況下處于膠體的狀態(tài)，影響水處理。

　　2)底層水溫低于同期河水或水庫上層水溫，水溫低于離子擴散慢，凝聚作用降低，水溫小于10～15度時(shí)生成氫氧化鋁絮體呈松散狀，而表層水的水溫高，相對比底層水形成的絮體致密，沉降速度快，此時(shí)適于表層取水。

　　3)浮游生物高低值區域是按照季節進(jìn)行分布的，因為浮游生物自身不會(huì )出現下沉的情況，在水庫中占據優(yōu)勢的直鏈藻、星桿藻、脆桿藻等的大部分是幾十個(gè)單細胞綴聯(lián)成群體，體長(cháng)達幾十到幾百微米，浮游動(dòng)物體長(cháng)達0.5mm～1.5mm，有的藻類(lèi)的粘壁作用，使表層濾料很快堵塞并在過(guò)濾料表面形成一種濾膜，并且這種濾膜很難用水進(jìn)行沖洗，導致濾料截污能力比較差，部分情況下池壁上會(huì )粘附一些粘稠物體，容易讓濾料發(fā)生結板的情況。

　　4)根據對臥虎山水庫多年來(lái)取水的結果進(jìn)行檢驗發(fā)現，平均每年從水庫的底層中取出的水，日渾濁度要超過(guò)50度。上下水層濁度相差很多，如能因時(shí)制宜采用分層取水就可以取到較好的原水，這樣會(huì )減輕水廠(chǎng)水處理工藝上的負擔，從而提升水庫水質(zhì)，所以想要實(shí)現分層取水，就必須要修建水塔，實(shí)特別是自水庫2009年除險加固以來(lái)，水庫自身的調節能力不斷增強，并且水庫中的水量有一定程度的增加，庫存水量增加量明顯，水位有所提高，并且水庫自然沉淀的時(shí)間邊長(cháng)，上層的澄清度也會(huì )隨之變高，為水庫分層取水提供了條件。

　　4 結論

　　臥虎山水庫“分層取水”改造是在水庫中蓄積水的不同深度修建1m×1m或者2m×2m的取水口，然后根據需要打開(kāi)不同深度的取水口取水。目前在水庫海拔108m、115m、122m處各修建了一個(gè)取水口，除了海拔108m處的取水口面積為2m×2m外，另外兩個(gè)取水口面積為1m×1m大小。臥虎山水庫分層取水就是定期從中選擇最好的水層，提取優(yōu)質(zhì)水源，保證城市居民的生活用水。

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