中国环境科学

作者：张轩, 黄廷林, 李凯, 张海涵, 邵承宗, 尚元琪, 杨永强

单位：1. 西安建筑科技大学, 秦岭水源地水质陕西省野外科学观测研究站, 陕西 西安 710055;2. 西安建筑科技大学, 陕西省水污染控制与水质安全保障协同创新中心, 陕西 西安 710055;3. 西安水务(集团)李家河水库管理有限公司, 陕西 西安 710016

关键词：分层水源水库,融雪径流,暴雨径流,扬水曝气,诱导底层潜流

基金：国家重点研发计划课题(2022YFC3203602);国家自然科学基金项目(52470015);陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设(2023KXJ-227)

为探究径流输入对分层型水库水质的影响以及人工调控径流潜流位置以实现优质取水的条件,以秦岭北麓李家河水库为例,对春季融雪径流和夏季暴雨径流水质指标进行高频及全断面原位监测,分析不同径流污染特征、潜流位置及库区水质响应规律.结果表明:①径流中的氮磷浓度显著升高,其中融雪径流中的氮磷均以溶解态为主,暴雨径流中的氮以溶解态为主,而磷以颗粒态为主,且因流量差异暴雨径流中的氮磷浓度显著大于融雪径流;②三场径流均可忽略悬浮颗粒物(SS<1kg/m3)对水体密度的影响,水温成为影响径流潜流层的主要因素.融雪径流水温普遍大于水库表底层水温,形成表层流,导致水库在分层初期表层水体藻类迅速繁殖,极易诱发水华现象;③径流输入前,扬水曝气强制混合可通过改变库区水温垂向分布调控暴雨径流潜流位置,7月暴雨径流入库前扬水曝气系统间歇运行,暴雨径流水温[(18.46±0.76)℃]高于水库底部水温(16.67℃),形成中部潜流(837.9~815.6m),9月暴雨径流入库前扬水曝气系统持续运行,有效提高水库底部水温至19℃,高于径流水温[(12.35±0.59)℃],形成底层潜流800~828.2m;④径流入库导致潜流层水体氮磷浓度显著升高,扬水曝气诱导形成的底层流可使潜流层位置位于取水口高程832m以下,有效避免了高污染负荷径流对供水水质的直接影响,同时压缩径流潜流层厚度,缩短其对水库水质的影响周期.本研究为水库供水安全提供了实际工程借鉴经验,建议在水库分层初期即开始运行扬水曝气系统,一方面解决分层初期融雪径流诱发的表层水体水华问题,另一方面提高水库底部水温大于径流水温以诱导暴雨径流形成底部潜流,实现蓄水期"中层优质取水”与洪峰期"排浊蓄清”.

来源：2025年第12期

《中国环境科学》期刊编辑部

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