水库水质现象分析及水库对环境的影响

水库水质现象分析及水库对环境的影响

朱源辉

（市水利局，363000）

摘要：本文主要对水库的水质及其对周围的环境所造成的影响进行研究，了解各个方面影响的大小，并进一步提出防治措施。

关键词：水库水质环境措施

水库作为一种水利工程，在现代水利:资源水利、城市水利中发挥着越来越大的作用，它不仅有防洪、调洪、蓄洪等除灾减灾的功能，在水资源的优化配置中也是举足轻重，在传统的农田水利中它是农业的命脉，随着社会经济的发展，城市化进程的加快，水库已是重要的取水水源，如北京的密云、官厅水库是北京人生命之源，承担着北京市的生活用水、工业用水，影响到北京的环境和北京的可持续发展。因而有必要加强对水库的研究，为进一步提出防治措施作好准备。

1水库中的水质现象

水库中的水质现象，大致分为水温变化、浑水长期化及富营养化三大类。而每个现象基本上都是由于河水在水库长期滞留的结果。

1.1水温变化

水库在当地水文、气候条件和水库运行方式的影响下，具有特有的水温结构。这个水温结构也作为密度结构，使水库的入流、出流产生异重流现象，支配河水在水库的滞留状况。由于河水本身的水质与滞留状况的关系，会产生各种各样的水质现象。因而，水库的水温特性对于水

库水质现象的预测、评价及水质保护方法的研究是极其重要的。

水库的水温结构，按照水库水流的大小，大致分为分层型和混合型。分层型一般出现在大型水库，以夏季为中心，形成稳定的水温层次。由于这种垂直方向的水温差，按照密度梯度来说，难以产生上下的混合。因水库入流、出流的流动，只形成水平的层状流动，库水被分为层状的流动部分和停滞部分，其结果，使水质也产生了差别。同样，以冬季为中心，由于冷却产生对流现象，库水受到上下强烈的混合，水质也一致化。可以说，这种由于水温差异而产生的流动，在一般河水中因滞留时间短，难以产生像水库滞留发生的水质变化。

大型的分层型水库是一个热容量大的巨大水体，该水体在升温期难以变热，降温期难以变冷，从而形成入流水和出流水的温差。一般出流水温度在升温期变低，降温期变高，形成入流、出流年间水温在相位上的变化。

河流水温的变化，对灌溉及陆水域渔业的影响是很大的。不过可较容易地利用水温成层的特点采取表层取水或分层取水的方式调节水温。因为水库的水与出流水的温度可以用数值分析，十分精确地预测出来，所以，能够准确地规定与下游河道水温要求相适应的取水设施的操作方式，但是，难以排放与年天然河流水温相同的水。例如，以灌溉为主要对象的取水方式，必须根据下游河道的水温要求安排。并且，作为取水方式，不仅对调节水温有效，就是对处理浑水、富营养化等其它水质现象均都有效，必须综合研究。为此，各水质要素对下游河道的影响必须定量地掌握。目前关于水温变化的影响仍然不十分了解，如水温对鱼类等的影响的容许围能定量地予以确定的话，作为综合的水质保护措施，可能会作出更合理的放流方式。

1.2浑水长期化

浑水长期化是水库蓄洪时纳入浑水，连续长期地泄放至下游而产生的现象。这种现象因水库规模、洪水规模及洪水发生时间不同而产生各种各样的形态。浑水长期化对河川的景观及娱乐、渔业、水利等的影响，已被列为日本最大的大坝环境问题之一。虽然浑水的定义尚不明确，但可以认为主要是细微的无机质颗粒所构成。

浑水在水库的动态与水库的水温结构有密切的联系。浑水长期化现象在集水区水土流失严重的分层型水库能明显出现。浑水长期化的结构已大致明确，也能通过数理模型研究，用数值分析进行预测，精度完全满足实用上的要求。但在预测洪水时尚待解决的入流水的浊度预测问题，主要是岸坡等崩塌时所产生的污物与降雨、河流流量等的关系不明确，修筑道路等人为的影响也很大，这方面只能用现场实测资料来掌握其特性。

由于水库的水温层次关系，浑水在库往往呈水平的层状停滞。因此，用避浑取清的分层取水法可以取得一定效果。但是，由于洪水规模和发生时期不同，特别由于秋末大洪水所产生的浑水，因紧接着到来的冷却期发生对流混合，往往使水库的浑水完全扩散，这是造成浑水长期化的重要原因之一。

作为减轻浑水长期化的措施，在水库操作运用方面采取分层取水和浑水早期排放等水库运行措施的同时，流域的水土保持措施仍然是重要的。但修建水库难以避免某种程度的浑水长期化，为此，应定量掌握浑水对景观、鱼类等环境要素的影响和查明浊度的容许围。

1.3富营养化

富营养化是浮游植物和水生物的繁茂生长而使水质持续恶化的现象，随着流域的生态、工业结构变化，河水的营养指标上升，水库的富营养化已有逐渐严重的倾向。由于浮游植物的异常增值而产生“水华”和大型的水生植物

的异常繁茂，成为富营养化的明显标志。同时由于这种现象常年累月的反复，伴随水质恶化会产生异臭等现象。

富营养化现象在营养盐含量大的分层型水库也容易产生。在从春天到夏天的分层期停滞的表层，对营养盐浓度敏感的浮游生物不断增殖，有时形成“水华”，浮游生物的死骸因沉降而被氧化分解，消耗库底停滞层的溶解氧，使底层出现缺氧状态而产生硫化氢，并从底泥中分解出营养盐与重金属。这些分解物由于冷却期的等对流现象，在水库中扩散，更进一步提高水库的营养化水平。

水库的富营养化不同于其它水质现象，其主要原因是人为的排污。如东山红旗水库，其水是由云霄杜塘水库引来的，杜塘水库的水质是I 类，红旗水

库的水质却是山类，已有富营养化趋势，水藻大量繁殖，该水库为东山唯一的供水水源地，若不及早治理，会造成不可弥补的损失。为此，作为预防措施，必须加强流域管理，防止污染。然而，因伴随复杂的生物活动产生的富营养化现象，现在对其机理还不十分了解，也不知道富营养化水平达到什么程度会产生实质性的危害，水质本身的保护标准也不明确，因而，流域的管理标准也难以确定。富营养化现象的预测、评价、处理措施，均存在着很多问题。

2水库对环境的影响

水库大坝改变了河流的水文条件，同时对自然、生物和社会文化系统产生一系列的影响。筑坝蓄水就要在自然背境中置入一个大的建筑物，因而就会使当地水环境条件发生较大的改变。水库淹没就会对交通方式、文物古迹、农村、市镇以及当地的植物种群和动物等产生立刻的、显著的影响。大坝本身不仅对自然水体的流动，而且对鱼类洄游和交通形成一种阻碍。

2.1水库对自然条件的影响