水源水库污染与水质改善技术探讨

水源水库污染与水质改善技术探讨
摘要：水源水库的污染会导致水中有机物、色度等大幅度提高，水中的富含氧
量急剧减少。

使水质嗅味异常；大大提高了消毒副产物的生成量，降低混凝沉淀
效果；堵塞滤池、缩短反冲洗周期、污水自身净化率降低；影响构筑物的正常使用，增大了水处理难度等。

近年来，在水源水库污染控制技术方面，已经进行了
大量的研究，目前国内外水源水库的水质污染控制的方法与技术研究已经取得了
显著的成效，这将很大程度上降低了水源水库污染带来的诸多负面影响，提高了
人们对水源的利用率减少对水源净化的成本。

关键词：水库；水质改善；水体富营养化；污染；水源
水库是大型的水利枢纽工程，修建水库最主要的作用是防洪防汛抗旱，还有
供水、灌溉、旅游等其他作用，其中供水也是水库至关重要的作用之一。

如果要
达到供水标准，就必须符合国家《地表水环境质量标准》中三类标准，如果要达
到可供饮用就要达到二类标准。

我国有湖北三峡、广西龙滩、青海龙羊峡等758
座大型水库，这些水库的水总容量约为7500亿立方米，占全国的80%有余，小
型水库也数不胜数。

而水库供水以城市供水、农业供水、工业供水为主，故水污
染的程度影响着水库作用的发挥，而水污染也是对珍贵水资源的重伤。

近年来，我国饮用水短缺，随着人类的发展和活动区域扩大、方式增多，水
污染的问题日益严重已经成为人们密切关注的热点问题。

而地表水源多为水库或
者湖泊，地表水源的污染不同于供水系统的污染，供水系统污染有方可治，但若
要是水源污染，就不是即刻可治的，需要通过一个长期的治理过程才有可能恢复。

所以说，水库水质的保护与维护，是一项长远和艰巨的任务，不容忽视，否则会
造成饮水危机。

一、水源水库污染成因及分析
导致水源水库水质变化的原因主要有两个方面：外源性污染和内源性污染。

外源性污染是指水体在未进入水库前，河流在径流过程中由于外部污染物的汇入
所造成的水质污染，内源性污染则是水体在自然循环过程中由于水库内部的污染
物迁移所产生的污染。

不同的水源水库，其水质变化的主导因素存在一定程度的
异同。

1.外源污染，外源性污染包括点源污染和面源污染（非点源污染）两类。

与
点源污染相比，面源污染由于发生的范围广、随机性强，因而防治非常困难，特
别是这种自然植被良好条件下的径流污染，目前国内外还没有有效的治理措施与
方法。

为此我们着重研究了点源污染情况的情况。

如各监测断面上氨氮、总氮、
总磷、铁、锰等主要的水质指标均低于水库主库区同期的水质检测结果。

这说明
造成水库当前水质污染的主要原因不是由外源污染直接引起的。

为了考察降雨径
流对水质的影响，我们又在雨季进行了水质分析。

监测结果表明降雨后，随着地
表径流的形成，水体携带污染物的能力提高，各监测断面上水质均发生了变化，
上游各断面水质监测结果（除COD外）与晴天相比均有所上升，但总体上水库上游河段水质指标值大都低于同期库区的监测值。

2.水体分层污染，水体分层是由于温度差所引起的不同密度水体的分层现象，不同的水库有不同的温度分层结构，它决定于库区地形、气象条件、水文条件、
泄水口布置及水库调度运行方式等因素的影响。

一般对于水深较大的水库和湖泊，易发生水体分层现象。

春、秋两季时，由于水温变化引发水体密度的改变，水体
分层就不再稳定了，上下水层间产生混合，底层高浓度的污染物就会分散至整个
水库，造成水库的周期性污染，水质阶段性恶化。

可见，水体分层是导致分层型
水库水质内源污染的重要因素。

对水库分层情况的分析结果表明（4 月份水库水
体表层水温为13至15℃，底层水温约为 5.4℃左右，当水深小于10m 时，水温
随着水深的减少而升高，该层为变温层；当水深大于30m 时为等温层，该层水体温度基本保持在5.4℃左右；水深在10m的范围内水温变化较大，变化幅度超5℃，表明水库在30m 范围内为温跃层（亦称斜温层）。

同时可以看出，4月份
水库的变温层与温跃层之间差异较小，温度梯度基本相同，两者的界限不明显。

进入5月份后，随气温升高，水库分层现象渐趋明显沿水深方向，水库上部
0~12m的水层为温度变化较小的变温层；在此之下12~25m水层的温度变化幅度
超过了10℃，温度梯度很大，为温跃层；温跃层以下水温在6℃左右，且保持恒定，为等温层。

水体分层后．上下水层相对稳定，阻碍了溶解氧、热量和污染物
在各水层间的传递，加上水体底泥的耗氧作用，底层水体的溶解氧迅速降低，导
致底层的厌氧状态，从而为底泥中污染物的释放创造了条件。

3.内源污染
内源污染沉积物的来源，内源污染沉积物主要来自以下三种途径：库区原有
植被沉积腐烂。

在水库建设的过程中，对于淹没区植物清理不彻底，在水库建成
运行后，淹没区的植物死亡，腐烂的植物成为潜在的污染源，在一定程度上也为
水体的富营养化提供了有利条件。

农业与分散居民的生活污染。

水库上游流域，如存在部分的坡面耕地，肥力
充足的表层土壤极易被暴雨侵蚀，氮磷、农药等污染物将随地表径流进入河流，
最终汇入水库。

另外，分散居住的沿河居民虽然数量不大，但他们的生活和生产
过程也会对上游河流水质造成一定程度的污染。

无论是坡地暴雨侵蚀，还是分散
式生活污染，大部分以悬浮物形态随河流汇入水库并沉积在水库底部，逐年累积
成为威胁水库水质的潜在污染源。

径流输入的天然有机质沉积。

水库上游流域灌木、森林覆盖率高，植被良好，大大削弱了地表的水土流失，降水径流所携带的泥沙较少；但另一方面，正是由
于流域上良好的植被覆盖，地表被大量死亡的植物、生物和落叶形成的腐殖质所
覆盖，加之地表坡度很大，暴雨径流将会携带大量的固态、胶态和少量溶解态的
腐殖质进入河流，并最终汇入水库，以固态、胶态形式存在的有机与无机污染物
大部分沉积库底，成为水库污染沉积物的主要来源。

二、水源水质污染改善技术及方法
1.内源污染控制
内源污染控制技术主要是以提高底部水层溶解氧为目的，主要包括混合充氧
控制技术、物理控制技术、化学控制技术和生态控制技术。

其中混合充氧控制技
术是通过向水体充氧，控制水库分层及厌氧状态，主要有表面曝气技术、深水曝
气技术、空气混合充氧技术和扬水筒混合技术。

2、水质污染控制
微生物水质修复技术是利用筛选、驯化、培养获得的优势微生物，采用人工
措施创造适于微生物生长和繁殖的环境，提高对微污染水体中有机物及氮源污染
物的降解效率。

由于生物修复技术具有高效、低成本、适用范围广、操作简单、
无二次污染等特点，因此在水库水源水净化处理中日益受到重视。

生物修复技术
主要包括投菌技术和生物膜技术。

3、藻类生长控制
通过削减水体中的氮、磷污染物及藻类生长表层抑制方法来控制藻类的生长，
其中表层藻类的生长抑制是通过垂向混合技术，将表层藻类强制输送到下层，破
坏藻类的光合作用条件，大幅削弱藻类的生产力，加速藻类的死亡，达到抑制藻
类生长的目的。

4.预吸附处理技术
吸附预处理主要是利用吸附剂的吸附特性去除微污染水源水中的有机污染物，常用的吸附剂有活性炭、粘土、硅藻土、沸石等。

其中活性炭对绝大多数有机物
有良好的吸附能力，并且可对水中的致癌物与致突变物具有良好的去除效果。

5.微污染水源深度处理技术
深度处理是指在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺
不能有效去除的污染物或消毒副产物的前驱物加以去除，以提高和保证饮用水质，是目前微污染水源水处理领域研究和关注的热点之一，也是提升处理水水质和应
对地表水源污染严重的最有效的对策之一。

三、结束语
针对于上述对水源污染及水质改善技术的深入研究，由此可知，破坏水体分层、提高水库垂向混合强度、增加水库底部溶解氧浓度、抑制底泥污染物的内源
释放以及对水质污染源头的的查找及有效治理是当前改善水库水质、抑制藻类生
长繁殖的根本途径。

具有充氧、混合水体、抑制藻类生长和底泥污染物释放等多
重功能的扬水曝气技术是有效改善该类水库水质、抑制藻类繁殖的重要工程措施，对水源水库污染及水质改善技术的影响是深远的。

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