峡谷型水源水库蓄水过程水质变化特征及其影响要素 被引量：2

1

作者 王思汗 李元来 +3 位作者 刘茜 黄廷林 李楠 文刚 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期563-571,共9页

水源水库是城镇居民最主要的饮用水水源,新建水库选取引水水质一般较好,然而由于水库蓄水过程中水质受到降雨径流入库、水动力条件和分层结构变化的共同影响,库区水体水质仍可能呈恶化趋势.本研究重点探索水库蓄水过程中水质演变规律,... 水源水库是城镇居民最主要的饮用水水源,新建水库选取引水水质一般较好,然而由于水库蓄水过程中水质受到降雨径流入库、水动力条件和分层结构变化的共同影响,库区水体水质仍可能呈恶化趋势.本研究重点探索水库蓄水过程中水质演变规律,解析水源水库污染特征.以固定频率取样检测的方法,跟踪监测陕西省汉中市三河口水库蓄水过程上游河道及库区水质,分析上游来水水质、库区水体分层结构及水动力条件等要素的改变对水库水质的影响.结果表明:①2021年6−7月三河口首次较大流量蓄水过程受来水温度影响,来流水体以底部潜流的形式进入库区,并在底部形成新的温度分层;双温跃层结构的形成导致在水体中部和底部各自形成厚度达15和10 m的厌氧水层.②9月初第二次特大流量径流入库彻底破坏水体热分层结构,水体在径流和气温的共同作用下实现完全混合.③水源水库蓄水过程水质受入库径流与水体分层结构共同影响:6−8月水库入库径流量小且污染负荷低,库区氮磷及有机物浓度有较小波动,而热分层结构阻碍了污染物的垂向传递,温跃层水体总氮浓度和高锰酸盐指数在垂向上呈较大值,分别为1.78和6.0 mg/L;8月至9月初入库径流量大且污染负荷较高,全库区氮磷及有机污染物浓度升高明显,总氮浓度由1.07 mg/L升至1.56 mg/L,总磷浓度由0.021 mg/L升至0.029 mg/L,高锰酸盐指数平均值由5.18 mg/L升至6.18 mg/L.水库蓄水过程中,上游径流入库是影响主库区水质的重要因素之一. 展开更多

关键词 蓄水过程 热分层 水质变化 污染特征

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人工强制混合藻华控制研究进展:理论、技术与机制 被引量：1

2

作者 温成成 董志龙 +5 位作者 李凯 李楠 王宝山 文刚 黄廷林 肖彩维 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期5801-5817,共17页

人工强制混合技术通过调控水动力条件对藻类生长和结构产生影响,已在全球湖库应用多年,国内外相关研究较多.然而,缺少综述性整理,尤其是对不同技术应用前提、适用条件及优缺点等认识不够,导致技术错用而没有发挥其优势,出现了控藻效果差... 人工强制混合技术通过调控水动力条件对藻类生长和结构产生影响,已在全球湖库应用多年,国内外相关研究较多.然而,缺少综述性整理,尤其是对不同技术应用前提、适用条件及优缺点等认识不够,导致技术错用而没有发挥其优势,出现了控藻效果差,甚至无效等现象.本文主要结论如下:①该类技术通过调控混合层深度(Z_(mix))控制藻类生物量与结构变化,其应用效果主要与湖库水深、混合器平面布设、系统运行方式和混合效率有关;②该类技术控藻周期(藻密度削减95%以上)约为2周,控藻推荐的Z_(mix)阈值>15m;③该类技术主要适用于深水型水体,遴选控藻技术时应考虑适用条件、成本效益等. 展开更多

关键词 湖泊和水库 季节性藻华 人工强制混合 藻类控制 适用条件

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暴雨径流对峡谷型水库水质的影响 被引量：2

3

作者 黄康哲 薛睿康 +3 位作者 侯毅 季刚 黄廷林 文刚 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期6387-6396,共10页

以三河口水库为代表,对2022年汛期多场暴雨径流进行实地监测,探究了不同降雨特征下的径流污染特征、径流入库潜流规律及其对水库水质的影响,并提出优质取水方案.结果表明,降雨径流中总磷和总铁以颗粒态为主,其浓度随降雨强度升高而显著... 以三河口水库为代表,对2022年汛期多场暴雨径流进行实地监测,探究了不同降雨特征下的径流污染特征、径流入库潜流规律及其对水库水质的影响,并提出优质取水方案.结果表明,降雨径流中总磷和总铁以颗粒态为主,其浓度随降雨强度升高而显著升高,可分别升高至基流中浓度的19和37倍;而总氮和高锰酸盐指数以溶解态为主,其浓度与降雨强度相关性弱,仅可分别升高至基流中浓度的2.6和2.1倍.径流以等密度层潜流的形式进入库区,入库过程通常呈现温跃层潜流,并使中下层水质变差.综合考虑前期降雨指数与日降雨量可有效预测径流量,而径流量是判断主库区是否直接受暴雨径流影响的关键指标.2022-10-03的洪峰流量大于1300m^(3)/s,潜流直接进入主库区,使温跃层的总氮、总磷、总铁和高锰酸盐指数分别由1.224,0.019,0.106,3.790mg/L升高至1.511,0.079,0.828,4.320mg/L,温跃层水质超过地表水Ⅲ类标准长达半个月.工程中可通过分层取水来规避高浊度高污染源水. 展开更多

关键词 水源水库 降雨径流 径流污染 入库潜流 优质取水

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黑河金盆水库大气氮湿沉降特征研究

4

作者 吴树平 黄廷林 +2 位作者 高爱平 马旭 王琦岩 《环境科技》 2024年第5期1-6,共6页

为探明黑河金盆水库大气氮湿沉降污染特征,于水库主库区进行了为期1年的大气氮湿沉降监测,分析大气湿沉降主要氮污染物浓度和沉降通量特征及影响因素。结果表明,水库氮湿沉降质量浓度均值为2.80 mg/L,主要由NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N... 为探明黑河金盆水库大气氮湿沉降污染特征,于水库主库区进行了为期1年的大气氮湿沉降监测,分析大气湿沉降主要氮污染物浓度和沉降通量特征及影响因素。结果表明,水库氮湿沉降质量浓度均值为2.80 mg/L,主要由NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N组成,占比分别为28%和46%;氮湿沉降质量浓度在冬季最高,为4.70 mg/L;湿沉降NH_(4)^(+)-N与NO_(3)^(-)-N质量浓度比大于1,表明农业活动是湿沉降氮的主要来源;氮湿沉降通量为29.74 kg/hm^(2),占径流TN输入负荷的1.7%;氮湿沉降通量与降水量显著正相关(P<0.05);单因子水质评价结果表明库区降水水质多为劣Ⅴ类,TN劣Ⅴ类占比达75%。金盆水库大气氮湿沉降水平超出我国主要湖泊水库营养氮沉降临界负荷,水体富营养化风险高。 展开更多

关键词 大气湿沉降 氮沉降 沉降通量

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持续自然混合期水体微生物特性变化及对水质改善影响研究

5

作者 宋云霞 黄廷林 +4 位作者 张轩 寇莉青 张春晓 刘宇轩 蔡晓春 《环境科学学报》 北大核心 2025年第1期216-227,共12页

近年来,大中型水库逐渐成为城市主要的饮用水来源,其水质安全逐渐成为全球关注的问题.原位实验证明,扬水曝气系统可以破坏水库水体分层,人为诱导水体提前进入自然混合时期,比未经人为干预的水体提前了2.5个月.然而,对于持续自然混合期... 近年来,大中型水库逐渐成为城市主要的饮用水来源,其水质安全逐渐成为全球关注的问题.原位实验证明,扬水曝气系统可以破坏水库水体分层,人为诱导水体提前进入自然混合时期,比未经人为干预的水体提前了2.5个月.然而,对于持续自然混合期的水体生物特性(碳代谢活性、群落结构及多样性)变化与水质改善之间的关系仍缺乏深入研究.为此,本文系统研究了持续自然混合期李家河水库水质参数、污染物浓度、细菌碳代谢活性、物种组成和微生物群落共生模式的时空变化.持续自然混合初期水体菌群具有较高的丰度及碳代谢活性,随着持续混合的进行,均呈现逐渐下降的趋势.整个持续自然混合期水体细菌群落结构以放线菌门和变形菌门为主,优势属为CL500-29_marine_group(26.65%)和hgcI_clade(18.21%).共生网络分析表明持续自然混合初期细菌群落间相互作用更复杂紧密.冗余分析则表明微生物种群结构受环境因子和水质因子的共同调控.相关性分析表明功能微生物与水质间具有显著相关性,对水质改善起到积极作用.总体而言,该研究结果将为饮用水水源水质改善原位生物修复提供科学依据. 展开更多

关键词 饮用水水库 持续自然混合 生物改善 共生网络分析 污染物去除

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秦岭北麓水源水库大气氮磷湿沉降特征:以李家河水库为例 被引量：1

6

作者 刘宇轩 李凯 +5 位作者 黄廷林 张轩 张春晓 宋云霞 温成成 蔡晓春 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期308-317,共10页

为了解大气湿沉降对秦岭北麓水源水库营养盐输入的影响,于2022年8月—2023年7月在李家河水库开展了大气氮、磷湿沉降监测,分析了李家河水库大气氮、磷湿沉降特征与输入负荷.结果表明:李家河水库的降水主要集中在春、夏季,占全年降水量的... 为了解大气湿沉降对秦岭北麓水源水库营养盐输入的影响,于2022年8月—2023年7月在李家河水库开展了大气氮、磷湿沉降监测,分析了李家河水库大气氮、磷湿沉降特征与输入负荷.结果表明:李家河水库的降水主要集中在春、夏季,占全年降水量的73.80%;湿沉降中TN浓度为0.45~8.10 mg·L^(-1),NH_(3)-N和NO_(3)^(-)-N是其主要成分,分别占TN的56.93%~64.87%和27.57%~36.37%,TN、NH_(3)-N和NO_(3)^(-)-N的湿沉降通量均在夏季达到峰值,TN的年湿沉降通量为2510.93 kg·km^(-2);湿沉降TP月均浓度一般为0.010~0.020 mg·L^(-1),但春季受极端沙尘天气的影响最高达0.042 mg·L^(-1),TP的年湿沉降通量为18.70 kg·km^(-2).研究显示,李家河水库大气湿沉降中氮输入处于较高水平,是水库不容忽视的外部污染来源. 展开更多

关键词 大气湿沉降 氮磷 沉降通量 污染特征 秦岭北麓水源水库

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人工紊流对铜绿微囊藻生理生化的影响

7

作者 刘欢 王娜 +4 位作者 张海涵 刘涛 马奔 刘祥 潘思璇 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期6865-6873,共9页

为探明水体扰动对藻类生长和生理学影响机制,研究了人工紊流扰动下铜绿微囊藻细胞的生长代谢和光合作用.结果表明:适当的扰动能促进铜绿微囊藻细胞对氮磷的吸收,从而促进藻类的生长,而过高的扰动则会抑制藻类生长.同时,适宜的扰动增加... 为探明水体扰动对藻类生长和生理学影响机制,研究了人工紊流扰动下铜绿微囊藻细胞的生长代谢和光合作用.结果表明:适当的扰动能促进铜绿微囊藻细胞对氮磷的吸收,从而促进藻类的生长,而过高的扰动则会抑制藻类生长.同时,适宜的扰动增加了藻细胞的光合活性和光合速率及三磷酸腺苷(ATP)的生成.试验进行14d时,400r/min扰动组中的光系统II(PS II)有效量子产量(Y(Ⅱ))是扰动前的3.77倍.而500r/min转速下,铜绿微囊藻细胞通过产生更多的抗氧化酶来抵抗积累的活性氧(ROS)对细胞带来的氧化损伤,以维持细胞自身的正常生长.三维荧光结果表明,适宜的扰动会促进藻类胞内有机物(IOM)的生成.因此,在蓝藻水华暴发的水体中通过一定的紊流扰动可在一定程度上实现原位抑藻. 展开更多

关键词 人工紊流 铜绿微囊藻 生长 代谢活性 光合作用

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暴雨径流推移过程中颗粒粒径分布与污染物含量关系 被引量：1

8

作者 高爱平 黄廷林 +6 位作者 马旭 张国荣 樊文薇 齐允之 张博 杜娟娟 崔红军 《人民珠江》 2024年第12期59-73,共15页

汛期径流是影响汛期水库调度的重要因素,及时掌握汛期径流推移及水质响应可为水库调度提供合理的建议。对金盆水库采取野外原位监测,通过光度法、原子吸收法等进行水质分析对水库径流进行研究。发现:径流沿程推移过程以及进入库区位置... 汛期径流是影响汛期水库调度的重要因素,及时掌握汛期径流推移及水质响应可为水库调度提供合理的建议。对金盆水库采取野外原位监测,通过光度法、原子吸收法等进行水质分析对水库径流进行研究。发现:径流沿程推移过程以及进入库区位置主要由径流量大小影响;10月3日的入库流量是4月4日与6月3日的3.0、2.6倍,而入库的TP含量是后者的5倍,COD_(Mn)是后2次的1.8、1.7倍,说明入库TP、COD_(Mn)与入库流量有关;4月4日与6月3日入库流量基本相同,但4月4日为初期径流,其TN、NO_(3)-N分别为6月3日的2.2、1.7倍,说明TN、NO_(3)-N受初期径流影响较大;10月3日径流,10μm以上悬浮颗粒占比达70%以上,且库区径流后浊度下降到30 NTU后水体中的浊度削减缓慢,且位质量颗粒粒径越小携带污染物含量越多,导致水库水质超期超标。在汛期水库水质急剧恶化的情况下,及时采用泄洪洞快速排出径流携带的高浊水,排浊蓄清,使用高位取水口,可提高汛期供水质量。 展开更多

关键词 水源水库 径流演变 水质 颗粒粒径

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扬水曝气诱导自然混合持续改善水质效果评价 被引量：2

9

作者 张春晓 黄廷林 +4 位作者 张轩 刘宇轩 宋云霞 温成成 蔡晓春 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期185-196,共12页

为探明扬水曝气诱导自然混合对深水分层型水库水质持续改善效果,对李家河水库水质进行为期一年的连续监测,对比不同运行条件下人工诱导混合期及持续自然混合期同期水质变化,采用综合污染指数对水质改善效果进行评价并采用相关性分析得... 为探明扬水曝气诱导自然混合对深水分层型水库水质持续改善效果,对李家河水库水质进行为期一年的连续监测,对比不同运行条件下人工诱导混合期及持续自然混合期同期水质变化,采用综合污染指数对水质改善效果进行评价并采用相关性分析得出持续自然混合期间水质改善机制.结果表明:①人工强制混合可破坏水体热分层结构,缩小垂向温差,当平均气温低于表层水温时,诱导水体提前进入完全混合状态,延长混合周期2~3个月.②相较于自然过程,在诱导混合作用下持续自然混合期水体混合周期被延长,水体水质可得到持续改善:总氮、硝氮、氨、总磷均值浓度呈持续下降趋势,削减率分别为16.67%、11.94%、46.90%和35.1%,WQI指数>70的时间为139 d.同时,在人工强制(诱导)混合与持续自然混合衔接良好的运行条件下,水体维持完全混合状态更久,水质持续改善效果更好,总氮、硝氮、氨、总磷均值浓度削减率分别提升到20.69%、26.97%、60.00%和57.87%.氨与总磷均可满足地表Ⅱ类水标准,水质评价为良好,WQI指数>70的时间延长为165 d.③溶解氧浓度与参与氮循环的功能微生物Bacillus和Rhodococcus呈显著正相关关系.扬水曝气诱导自然混合可通过改善水体环境,增强水体混合程度,维持较高的溶解氧水平,强化好氧反硝化微生物作用从而达到改善水质、保障供水安全的目的. 展开更多

关键词 深水分层型水库 诱导混合 持续自然混合 扬水曝气 水质改善效果评价

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华南地区3座串联调水水库浮游植物群落特征及其驱动因子分析

10

作者 龚泽宇 李凯 +1 位作者 黄廷林 缪威铭 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期405-415,共11页

为探究华南地区3座串联调水水源水库浮游植物群落特征及其演替机制,于2023年2—10月对3座水库进行水质、浮游植物采集调查,运用主坐标分析(PCoA)和置换多元方差检验(PERMANOVA)讨论3座水库浮游植物在优势种属水平分布上的差异性,利用单... 为探究华南地区3座串联调水水源水库浮游植物群落特征及其演替机制,于2023年2—10月对3座水库进行水质、浮游植物采集调查,运用主坐标分析(PCoA)和置换多元方差检验(PERMANOVA)讨论3座水库浮游植物在优势种属水平分布上的差异性,利用单因素方差分析(ANOVA)探究3座水库环境因子的差异性,采用冗余分析(RDA)探讨3座水库浮游植物优势种和环境因子之间的关系,并对环境因子的相对重要性进行定量分析.结果表明:3座水库浮游植物数量上总体呈现C水库>B水库>A水库的特征,3座水库浮游植物群落结构及营养盐含量存在显著差异(p<0.05);3座水库浮游植物优势种各不相同,但均表现出由微囊藻向拉氏拟柱胞藻的演替特征,其演替环境驱动因子虽有差异,但总体上以水温(WT)、真光层深度(Zeu)为主,其它环境因子为辅.因此,在水库管理中,A水库需在控制氮、磷营养盐输入的前提下,重点监测水力条件;对于B、C水库,在春、夏两季应加强氮、磷营养盐的监测和管理,并密切关注高温时期拉氏拟柱胞藻的生长状况.本文通过对3座水库浮游植物群落特征与演替机制的比较,为华南地区水源水库管理提供了一定的参考. 展开更多

关键词 水源水库 串联调水 浮游植物 演替特征 环境驱动因子

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分层型水库暴雨潜流诱导内外源耦合铁锰污染

11

作者 马旭 李楠 +4 位作者 黄廷林 高爱平 颜慈航 王琦岩 刘亚婉 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期193-204,共12页

汛期暴雨径流入库过程含大量污染物的入流在水库水体密度分层的影响下,以层间流或底部潜流的形式进入库区,对水体、沉积物环境及污染物形态分布产生显著影响,并诱发了外源输汇入-内源加剧的耦合污染.本研究以西安金盆水库为例,对汛期暴... 汛期暴雨径流入库过程含大量污染物的入流在水库水体密度分层的影响下,以层间流或底部潜流的形式进入库区,对水体、沉积物环境及污染物形态分布产生显著影响,并诱发了外源输汇入-内源加剧的耦合污染.本研究以西安金盆水库为例,对汛期暴雨径流潜流过程水质及沉积物进行了监测,探究潜流内外源耦合污染条件下的水质响应.结果表明:暴雨径流潜流过程,大量颗粒态污染物随径流潜入库区,潜流层浊度由15 NTU增加至274 NTU;铁、锰含量由0.19 mg·L^(-1)和0.03 mg·L^(-1)突增至4.93 mg·L^(-1)和0.17 mg·L^(-1),其中汇入后颗粒态铁锰占比分别为90.5%和96.7%.潜流入库过程同时对金盆水库水体热分层产生显著影响,其中表层水体由21.21℃降低至17.74℃,潜流层温度由9.99℃上升至13.36℃,等温层厚度由10 m降低至5 m,等温层以上水体温差由11.22℃降至4.38℃;潜流携带颗粒态污染物显著增强了底部水体厌氧环境.颗粒态污染物的沉降对表层沉积物污染分布产生显著影响,并加剧了还原性铁锰释放通量:表层沉积物中总铁总锰含量分别由15.25 g·kg^(-1)增长至21.09 g·kg^(-1)和0.94 g·kg^(-1)增长至0.97 g·kg^(-1).新形成的表层沉积物中可交换态占比由14.7%~23.0%升至21.6%~26.1%;表层沉积物中铁锰释放通量分别由0.170 mg·m^(-2)·d^(-1)和5.149 mg·m^(-2)·d^(-1)增长至0.889 mg·m^(-2)·d^(-1)和19.228 mg·m^(-2)·d^(-1).在内外源耦合污染条件下导致水质恶化迅速且持久,同时促进沉积物内源释放,增加水体二次污染风险,因此降低水中颗粒物浓度和提高底部溶解氧是汛期水质保障的关键措施. 展开更多

关键词 暴雨径流 悬浮颗粒物 铁锰形态 扩散通量 内源释放

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