摘要：饮用水水库的水质保障系统及其保障方法，采用水质自动监测机构、进水调控机构、库区水生态机构、出水调控机构对从河道流入水库的原水水质进行处理。适用范围广，对平原及山区的饮用水库均能起到良好的水质净化及保障作用，具有水质保障性能高、水体净化效果好、供水安全性高的优点，体现生态、低碳、环保等理念，具有很好的经济性、实用性及广泛的适用性，特别适合在原水水质不稳定、水库水体停留时间长、具有富营养化风险、供水保证率低、兼具应急蓄水功能的饮用水库内推广使用。
关键词：饮用水水库的水质保障系统；保障方法
一、背景技术
饮用水供水水库作为城市人口饮用水的重要来源地，需要对其水质安全进行保障。目前，我国许多饮用水供水水库存在水色发绿、水体异味、鱼类死亡、水质不稳定、藻类聚集、富营养化程度高等一个或者多个问题。引起供水水库水质变化的原因众多，其中最主要也最关键的原因是：山区水库受上游来水水量及降雨时间分布不均匀的制约，平原地区的水库受河网水质不稳定的影响，为了能够贮存足够多的优质原水满足全年饮用水供水要求，往往会依据地形建造库容较大的水库蓄水，这就导致水库水体的交换率低，停留时间长，水体流动性差，加上外部的面源污染的排入以及大气降尘的影响，水库水质逐步变差，进而影响供水保证率。
目前，为了解决水体交换周期长的供水水库的水质恶化问题，部分水库采取了投放鱼类如鲢鱼、鳙鱼等，减少藻类的聚集；水库库周种植挺水植物，增加对水体的净化作用；对供水水质进行常规监测；局部库湾补充増氧等措施。这些措施对局部库区能起到一定作用，但是对于全水库的水质改善及优质水体的水质维持及供水安全保障，仍存在很大不足，效果并不理想。
二、技术方案
1、一种饮用水水库的水质保障系统，包括有水质自动监测机构、进水调控机构、库区水生态机构、出水调控机构；其中，水质自动监测机构设置在水库的取水口、水库中心水流缓滞流区、出水口；进水调控机构包括有多点进水通道和水流控制装置，多点进水通道连通河道与水库，水流控制装置设置在多点进水通道中靠近河道一端的取水口；库区水生态机构包括生态护岸、湖滨净化带、生物操纵设施和循环复氧装置，生态护岸构建在水库库周，湖滨净化带与生态护岸相连接，构建在生态护岸靠近水域一侧，循环复氧装置设置在水库中心水流缓滞流区，生物操纵设施分布设置在水库库区内；出水调控机构包括有出水调控设施和表层水溢流设施，出水调控设施设置在水库库区最大风频的上风向处，包括出水泵站和超越排放管，出水泵站通过出水管与水厂连接，超越排放管设置在出水管上并且另一端与河道相连通，出水管与水厂、超越排放管连接处分别设有闸门；表层水溢流设施设置在水库库区的最大风频或次大风频的下风向处，并通过连通管与河道相连通。进一步方案：
1）水质自动监测机构的设备房设置在取水泵站、出水泵站内或者水体的岸边。
2）自动监测取水位置伸入水体3～100m。所述监测指标为水体的主要污染指标，包括pH、CODMn、DO、NH3-N、TN、TP等。设置在取水口处的监测设施还应增加监测挥发酚等有毒有害指标，以及增加河道的水位等水文数据的监测。
3）水库的取水口设置在原水从河道流入水库的多点进水通道的进水口处。
4）水库的出水口设置在所述出水调控设施的出水泵站的取水口处。
5）水库中心水流缓滞流区是指水库中心水深较深(≥4m)、水动力条件较差、水体表层流速受风力影响，中下层水体流速小于0.001m/s，水体滞留时间较长的区域。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
6）多点进水通道为从河道的不同位置开挖的两条以上与水库相连接的进水通道；或者所述多点进水通道为从河道开挖一条与水库相连接的总进水通道，在总进水通道上设置两个以上的分进水通道连接水库。多点进水通道有利于在水库形成多点进水。
7）护岸材料为防风浪的抛石、填充砾石的石笼网箱及多孔性生态混凝土块中的一种或多种组合。护岸材料为亲水性的护岸材料，适宜生物栖息和生长，增加护岸的生态性，既能保证边坡的稳定安全，应对风浪的侵蚀，又能连通水陆之间的物质流及能量流。
8）湖滨净化带通过在水库库周构建不同区域的净化带，通过沉水、浮叶、挺水、 湿生及陆生植物等植物的合理搭配，构建全系列生态湖滨带，作为水域与陆域的物质及能 量的交换带，有效拦截和净化从库周进入水库的污染物。
9）生物操纵通过投放多种水生动物保持水生态系统的稳定，并净化水质，利用滤食性鱼类对浮游植物的滤食作用，有效减少藻类的集聚，底栖动物的投放可延长生态系 统的生物链，使水库生态系统更为稳定及完整。
10）水库的调蓄水量一般不超过7～10天。以避免因水体停留时间长，出现水体富营养化。若水库调蓄水量超过10天，则应利用所述循环复氧装置进行库内微循环，加大水体的更新周期，改善水体流态。
2、饮用水水库的水质保障方法，采用水质自动监测机构监测水质，将河道中的原水引入上述饮用水水库的水质保障系统进行处理，具体包括以下步骤：
1)当水质自动监测机构在取水口监测水质正常时，开启水流控制装置，使河道中的原水经多点进水通道流入水库，原水经水质预处理设施、生态护岸、湖滨净化带、生物操纵设施处理后，再经出水调控设施的出水泵站，通过出水管输送至水厂处理；
2)当水质自动监测机构在取水口监测水质异常时，立即关闭水流控制装置，分隔河道原水与水库水体连通，利用水库蓄水向水厂正常供水；
3)当水质自动监测机构在取水口监测水质正常、水库中心水流缓滞流区监测水质 异常且出水口监测水质正常时，开启水流控制装置，使原水经多点进水通道流入水库，原水经水质预处理设施、生态护岸、湖滨净化带、生物操纵设施处理，并同时开启循环复氧装置净化水库中水质后，再经出水调控设施的出水泵站，通过出水管输送至水厂处理；
4)当水质自动监测机构在出水口监测水质异常，且水体中叶绿素含量是正常值3 倍以上、而其他指标达标时，开启表层水溢流设施，将聚集在水库库区的最大风频或次大风频下风向处的漂浮物及藻类，经连通管排入河道；
5)当水质自动监测机构在出水口监测水质异常，且水体中污染物指标超过集中式 饮用水水源地标准限值1.5倍以上时，立即关闭水流控制装置，并关闭出水调控设施上的出水泵站至水厂的阀门，同时打开出水调控设施上的出水管与超越排放管之间的阀门，将水库中异常水体经超越排放管排放至河道，最后再开启水流控制装置重新充水。
三、有益效果
饮用水水库的水质保障系统及其保障方法，交换周期长、适用范围广，对平原及山区的饮用水库均能起到良好的水质净化及保障作用，具有水质保障性能高、水体净化效果好、供水安全性高的优点，体现生态、低碳、环保等理念，具有很好的经济性、实用性及广泛的适用性，特别适合在原水水质不稳定、水库水体停留时间长、具有富营养化风险、供水保证率低、兼具应急蓄水功能的饮用水库内推广使用。技术中各组成具有以下功能和优点：
(1)建立水质自动监测及多点进出水综合调控机构，确保水库供水安全。
(2)利用预处理设施降低原水的污染负荷，为水库生态系统提供优良的来水。
(3)构建完整的库区水生态机构，强化水库净化功能，有效保障供水水质。
(4)循环复氧装置可节省能耗，改善水质，有效抑制水华。
论文作者:杨刚1,李国维2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：水库论文; 水质论文; 水体论文; 多点论文; 护岸论文; 河道论文; 饮用水论文; 《电力设备》2018年第21期论文;