汤溪水库水环境容量研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 汤溪水库水环境容量研究 摘要：采用化学需氧量模型与 Vollenweider 模型、合田健模型、 OECD 模型等三种湖库氮磷预测模型对 汤溪水库水质进行了模拟，结果表明： 化学需氧量模拟的相对误差在可接受范 围内，OECD 模型比 Vollenweider 与合 田健模型更适用于汤溪水库的氮磷模拟 预测。计算得到典型枯水年条件和地表 水类水质保护目标下，汤溪水库化学 需氧量、氨氮和总磷的水环境容量分别 为 4923.91、257.27 和 12.26 t/a。 中国论文网 /7/view-12990157.htm 关键词：汤溪水库；水环境容量； 化学需氧量；氨氮；总磷 中图分类号：X143 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 文献标识码：A 文章编号： 16749944（2017）16005602 1 引言 汤溪水库位于饶平县黄冈河中游 汤溪镇花桥村境内，是粤东库容最大的 水利工程，是饶平县黄冈河中下游地区 的主要饮用及农业灌溉水源。随着水库 集雨区内社会经济的持续增长和人口的 快速增加，水资源利用量和污染物排放 总量增大，对汤溪水库水质造成了一定 影响。为了保护汤溪水库的水环境质量、 保障人民群众的饮水安全，有必要通过 构建模型对汤溪水库的水环境容量进行 研究，为汤溪水库水环境保护与污染物 排放总量控制提供科学依据。 2 研究对象与方法 2.1 研究区域概况 汤溪水库于 1959 年底建成，水 库总库容 3.8 亿 m3，正常蓄水位 56.0 m，相应库容 2.86 亿 m3，死水位 30.52 m，相应库容 0.12 亿 m3。坝后电站装 机共 8240 kW，年发电量 2300104 kW -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 h，一般日发电流量 2425 m3/s1。 水库集雨面积 667 km2，涵盖上饶镇、 饶洋镇、新丰镇、三饶镇、新塘镇、韩 江林场、建饶镇、汤溪镇，占饶平县陆 域面积的 30%。 2.2 模型选择 汤溪水库的主要功能是蓄水发电， 氮、磷等污染物排入湖库水域后，在库 流和风浪作用下，所具有的停留时间是 足够发生充分混合的，库中污染物分布 基本均匀。因此，可以把汤溪水库看成 是完全均匀混合的水体，应用各种均匀 混合的箱式模型进行水质模拟。 2.2.1 化学需氧量（CODcr）模型 如果把水库看作为一个完全混合 反应器，水流进入后立即完全分散到整 个系统，其中各水团是完全混合均匀的， 因此可以假定水库为完全混和型，根据 质量平衡原理，可建立水库 CODcr 浓 度变化的微分方程2： 稳定态时 dc/dt=0，则： C=W 入/（K V+Q 出） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 为保持水库水质任何时间 CODcr 不超过水质标准，取 C=Cs，则 CODcr 的允许负荷量为： Lc=Cs K V+Cs Q 出 （1） 式（1）中：W 入为入库污染物 量（g/y） ；C 为 CODcr 浓度（mg/L） ； Cs 为 CODcr 水质标准（mg/L） ；K 为 CODcr 自净系数（ 1/d） ；V 为水库容积 （m3） ；Lc 为 CODcr 的允许负荷量， g/（m2 y） ； 根据污染物质量平衡方程，自净 系数可通过某一时段的实测资料推出： K= （Pt-m t+W0+Wt）/（t W0） 式中，P t 和 mt 为t 时段内 进入与流出水库 CODcr 的量， W0 和 Wt 为时段初与时段末水库中 CODcr 储 量。 2.2.2 氮、磷模型 求解均匀混合条件下湖库水中的 氮、磷浓度，应用广泛的方法包括国际 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 经济协作与开发组织提出的 OECD 模型、 Vollenweider 模型、合田健模型等，具 体公式如表 1 所示3，4 。但不同的水 体均有其特定的自然环境条件，因此适 用的氮、磷环境容量模型也不尽相同， 需通过水质验证进一步选择汤溪水库适 用的模型。 表 1 中，L 为氮、磷单位面积负 荷量，g/（m2 y） ；Cs 为氮、磷的水 环境质量标准（mg/L） ；Ci 为流入库水 按流量加权的年总平均氮、磷浓度 （mg/L） ；C 为库水中平均氮、磷浓度 （mg/L） ；为平均水深（m） ；R 为氮磷 的滞留系数（1/y） ，R=1-W 出/W 入， W 出和 W 入分别为氮、磷的年出库和 入库量（g/y） ；Q 出和 Q 入分e 为年 出库和入库水量（m3/y） ；为年出库水 量（m3/y） ；qs 为水库单位面积的水量 负荷（m/y） ，qs=Q 入/A，A 为水库表 面积（m2） ；V 为水库库容（m3） 。 3 结果与分析 3.1 模型构建与验证 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 3.1.1 参数确定 根据汤溪水库管理处提供的 2012 年水文水质数据，汤溪水库水质和水环 境容量模型参数取值如表 2 所示。 3.1.2 水质验证 根据表 2 所列参数，分别带入化 学需氧量模型和表 1 中的三种氮磷模型 进行计算，结果如表 3 所示。结果表明 OECD 模型计算得出的氨氮、总磷预测 结果与实测值较接近，相对误差较小， 故选用 OECD 模型作为汤溪水库氨氮、 总磷的环境容量计算模型。 3.2 水环境容量计算 根据广东省地表水环境功能区 划 （粤府函201129 号） ，汤溪水库执 行地表水环境质量标准 （GB3838- 2002）中的类水质标准。根据历年水 文资料，选取典型枯水年 2009 年的水 文条件作为环境容量计算的设计水文条 件。计算结果如表 4 所示。 4 结论 （1）水质模拟结果与实测数据 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 的比较表明，化学需氧量模型和 OECD 模型分别适用于汤溪水库的 C