黑河金盆水库水质季节性变化特征及扬水曝气水质改善研究

发布时间：2017-04-17 09:14

  本文关键词：黑河金盆水库水质季节性变化特征及扬水曝气水质改善研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了解黑河金盆水库水体的热分层结构、热分层效应、水质季节性变化规律及扬水曝气系统对水质的改善效果,对水温、溶解氧、pH值、叶绿素a、浊度、电导率、氧化还原电位、营养盐、DOC、铁、锰、COD等水质指标进行了为期一年的监测。重点研究了:①黑河金盆水库季节性分层的水质特征;②暴雨径流对水库水质的影响;③扬水曝气系统对黑河金盆水库水质的改善成效。结果表明:(1)黑河金盆水库水体呈单循环混合模式,在3—10月形成自然热分层,水体的热分层导致了相应的水物理、化学的明显分层。在水库自然热分层末期,扬水曝气系统运行使得水库水体提前混合,实现了强制混合与水体自然混合过程的有机衔接,延长了水质持续改善的作用时效。黑河金盆水库为偏碱性水体,叶绿素a、总磷、总氮、氨氮和DOC平均值分别为2.21μg/L、0.022mg/L、1.32mg/L、0.20mg/L、2.93mg/L,热分层期底部溶解氧在0~7.9mg/L之间,平均为2.9mg/L,氮磷质量比在41~100之间,表明黑河金盆水库是一个底部季节性缺氧、高营养盐型水库。(2)暴雨径流主要影响中上层水体水质,径流潜入水库,使得水库溶解氧含量达到8mg/L以上,同时水体浊度大幅升高,总氮、总磷、有机物含量明显增加,其中总氮平均浓度为1.48mg/L,总磷平均浓度为0.04mg/L,CODMn达到5.0mg/L左右,超出晴天径流有机物含量2mg/L左右。持续暴雨使上游水体中携带了大量的营养盐及有机物,增加了水库水体的污染负荷。在暴雨径流的影响下,水库的水体浊度、有机物含量大幅升高,对水厂的安全运行产生了严重的影响。(3)改进后的扬水曝气器对黑河金盆水库水质的改善效果显著。混合充氧作用下,水库热分层结构受到破坏,垂向温差不断缩小,表层水温下降6℃左右,温跃层位置下迁,温差缩小;等温层范围不断缩小,温变层范围不断扩大,且上下水体逐渐趋于均温化,库底季节性厌氧环境得到改善,底泥表层溶解氧浓度维持在9mg/L以上;滞水层溶解氧平均浓度较运行前上升约1.5倍,TP浓度由0.042mg/L降至0.013 mg/L;TN浓度由1.44mg/L降至1.19 mg/L;氨氮浓度由0.45mg/L降至0.23 mg/L;铁含量由0.42mg/L降至0.15mg/L;锰含量低于最低检测限值(0.05mg/L);CODMn含量由5.39mg/L降至4.04 mg/L,叶绿素a含量由5.92μg/L降至1.66μg/L。
【关键词】：深水水源水库 热分层 暴雨径流 水质污染 扬水曝气 水质改善
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X524;TV697
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 地表水水源现状及水库/湖泊形态特征10-11
• 1.1.1 水源现状10
• 1.1.2 水库/湖泊形态特征10-11
• 1.2 水库水体分层与季节性变化11-14
• 1.2.1 水体分层11-12
• 1.2.2 水质季节性变化12-14
• 1.3 扬水曝气技术14-15
• 1.4 研究目的与主要内容15-18
• 1.4.1 研究目的及意义15-16
• 1.4.2 研究内容16-18
• 2 研究对象与方法18-24
• 2.1 黑河流域和黑河金盆水库的概况、水文及水力特征18-19
• 2.1.1 黑河流域18
• 2.1.2 水库概况18-19
• 2.1.3 水库水文及水力特征19
• 2.2 水样采集点19-21
• 2.2.1 主库区水样采集点19-20
• 2.2.2 水库上游水样采集点20-21
• 2.3 数据处理方法与样品分析方法21-24
• 3 黑河金盆水库水质演变特征研究24-36
• 3.1 黑河金盆水库水体分层结构及水质季节性变化24-34
• 3.1.1 水体分层结构模式判定24-25
• 3.1.2 水温的季节变化与垂向分布25-26
• 3.1.3 溶解氧的季节变化与垂向分布26-27
• 3.1.4 pH值的季节变化与垂向分布27-28
• 3.1.5 电导率的季节变化与垂向分布28-29
• 3.1.6 氧化还原电位的季节变化与垂向分布29-30
• 3.1.7 叶绿素a的季节变化与垂向分布30-31
• 3.1.8 水体氮、磷营养盐及DOC的季节变化及营养盐的限制因子31-34
• 3.2 本章小结34-36
• 4 暴雨径流对水库水质影响研究36-50
• 4.1 黑河金盆水库汛期水文特征36-39
• 4.2 水库上游监测点的设置39
• 4.3 暴雨对黑河金盆水库沿程水质的影响39-42
• 4.3.1 暴雨径流对水库温度分布的影响39-40
• 4.3.2 暴雨径流对水库溶解氧分布的影响40-41
• 4.3.3 暴雨径流对水库浊度、营养盐及有机物分布的影响41-42
• 4.4 暴雨径流对主库区水质的影响42-47
• 4.4.1 暴雨径流对主库区浊度的影响42-43
• 4.4.2 暴雨径流对主库区氮、磷、铁、锰及有机物的影响43-47
• 4.5 暴雨给城市供水带来风险分析47-48
• 4.6 本章小结48-50
• 5.扬水曝气技术应用效果研究50-64
• 5.1 扬水曝气器安装、运行工况及优化改造介绍50-52
• 5.2 扬水曝气技术对水体热分层结构及溶解氧的影响52-55
• 5.2.1 混合效果52-54
• 5.2.2 充氧效果54-55
• 5.3 扬水曝气系统对水质的改善效果55-61
• 5.3.1 对沉积物中污染物释放的抑制55-59
• 5.3.2 对有机物（CODMn）含量的影响59-60
• 5.3.3 扬水曝气技术对藻类的抑制60-61
• 5.4 本章小结61-64
• 6 结论与建议64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 建议65-66
• 致谢66-68
• 参考文献68-74
• 硕士研究生期间发表的论文74

【参考文献】

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