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

西安建筑科技大学硕士学位论文

1绪论 (1)

1.1 地表水水源现状及水库/湖泊形态特征 (1)

1.1.1 水源现状 (1)

1.1.2 水库/湖泊形态特征 (1)

1.2 水库水体分层与季节性变化 (2)

1.2.1 水体分层 (2)

1.2.2 水质季节性变化 (3)

1.3 扬水曝气技术 (5)

1.4 研究目的与主要内容 (6)

1.4.1 研究目的及意义 (6)

1.4.2 研究内容 (7)

2研究对象与方法 (9)

2.1 黑河流域和黑河金盆水库的概况、水文及水力特征 (9)

2.1.1 黑河流域 (9)

2.1.2 水库概况 (9)

2.1.3 水库水文及水力特征 (10)

2.2 水样采集点 (10)

2.2.1 主库区水样采集点 (10)

2.2.2 水库上游水样采集点 (11)

2.3 数据处理方法与样品分析方法 (12)

3黑河金盆水库水质演变特征研究 (15)

3.1 黑河金盆水库水体分层结构及水质季节性变化 (15)

3.1.1 水体分层结构模式判定 (15)

3.1.2 水温的季节变化与垂向分布 (16)

3.1.3 溶解氧的季节变化与垂向分布 (17)

3.1.4 pH值的季节变化与垂向分布 (18)

3.1.5 电导率的季节变化与垂向分布 (19)

3.1.6 氧化还原电位的季节变化与垂向分布 (20)

3.1.7 叶绿素a的季节变化与垂向分布 (21)

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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 (22)

3.2 本章小结 (25)

4暴雨径流对水库水质影响研究 (27)

4.1 黑河金盆水库汛期水文特征 (27)

4.2 水库上游监测点的设置 (30)

4.3 暴雨对黑河金盆水库沿程水质的影响 (30)

4.3.1 暴雨径流对水库温度分布的影响 (30)

4.3.2 暴雨径流对水库溶解氧分布的影响 (31)

4.3.3 暴雨径流对水库浊度、营养盐及有机物分布的影响 (32)

4.4 暴雨径流对主库区水质的影响 (33)

4.4.1 暴雨径流对主库区浊度的影响 (33)

4.4.2 暴雨径流对主库区氮、磷、铁、锰及有机物的影响 (34)

4.5 暴雨给城市供水带来风险分析 (38)

4.6 本章小结 (39)

5.扬水曝气技术应用效果研究 (41)

5.1 扬水曝气器安装、运行工况及优化改造介绍 (41)

5.2 扬水曝气技术对水体热分层结构及溶解氧的影响 (43)

5.2.1 混合效果 (43)

5.2.2 充氧效果 (45)

5.3 扬水曝气系统对水质的改善效果 (46)

5.3.1 对沉积物中污染物释放的抑制 (46)

5.3.2 对有机物（COD

）含量的影响 (50)

5.3.3 扬水曝气技术对藻类的抑制 (51)

5.4 本章小结 (52)

6结论与建议 (55)

6.1 结论 (55)

6.2 建议 (56)

致谢 (57)

参考文献 (59)

硕士研究生期间发表的论文 (65)

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1绪论

1.1 地表水水源现状及水库/湖泊形态特征

1.1.1 水源现状

我国湖泊众多，其中，面积大于1km2的天然湖泊有2300多个，总淡水贮存量达2.25×108km3；水库86852座，总容积达到4.13×108km3，湖泊和水库总贮水量达6.38×108km3，是我国重要的淡水资源，同时也是重要饮用水水源地[1]。

随着我国对地下水开采的限制，水库和湖泊已成为城市的主要饮用水水源，特别是大部分以地下水作为水源的西北地区城市，水库已渐渐取代了地下水功能，成为城市的主要供水水源[2]。随着人口数量的不断增多，城市的不断发展，在解决水资源匮乏造成的供需不均衡的同时，以湖泊、水库作为饮用水水源的水质污染、富营养化等问题，不仅直接影响着水源水的可持续利用及城市饮用水水质安全，而且大大的提高了水处理的成本。饮用水安全已经受到人们的高度重视，为保证供水质量，满足人类日常生活所用水及提高供水效率的要求，除了对水厂现有的处理工艺进行优化改善和水处理技术创新外，城市水源水质的修复改善成为保障城市供水安全的重要研究课题之一。

水库和湖泊与人类的生产、生活密不可分，具有多重的社会和生态功能。除了作为饮用水和生产用水的水源地以外，水库和湖泊对生态资源的调节作用尤为显著。近几十年来，随着我国经济的快速增长，水库和湖泊资源的开发利用大大的被增强。在从水库和湖泊获得巨大收益的同时，也对湖泊及水库生态系统平衡造成了严重的破坏。我国社会经济和城市化进程的快速发展，使得水库、湖泊的污染问题日益突出。我国84个代表性湖泊营养状况评价结果表明：全国有44个湖泊呈富营养状态，占湖泊总数的52.4%；40个湖泊为中营养，占总数的47.6%，其中，面积大于1000km2的湖泊以中营养为主，太湖、滇池、巢湖均呈现出富营养状态[3]。在评价的633座代表性水库中，富营养水库239座，占评价水库总数的37.8%，中营养水库391座，占评价水库总数的61.7%，贫营养水库3座，占水库总数的比例不足1% [4]。

1.1.2 水库/湖泊形态特征

水库属于一种半自然半人工的水体，通常建于河道地区，沿河道方向有一定