于桥水库pH值变化原因分析及可调控措施

2010-10-20朱海燕戴学颖王可玉

水科学与工程技术 2010年1期

朱海燕，戴学颖，王可玉

（1.天津市引滦工程于桥水库管理处，天津蓟县 301900，2.天津市蓟县水务局，天津蓟县 301900）

1 于桥水库及入库河流简介

于桥水库位于天津市蓟县城东4km处的州河上游，是一座山谷型水库，主要接纳沙河、黎河、淋河3条河流的汇水。流域多年平均降水量750mm，年自产径流5.06亿m3，控制流域面积2060km2，最大库容15.59亿m3，正常蓄水位21.16m，相应库容3.85亿m3，最大水深12.16m，平均水深4.74m。 1983年引滦工程通水后，于桥水库成为引滦入津工程中重要的调蓄水库，是天津市唯一饮用水水源地，承担着引滦调蓄、向天津供水的重要任务，又位于京津唐腹地，社会经济地位十分重要。

水库有3条入库河流，沙河、黎河、淋河，其中沙河流域面积887km2，河长70km，多年平均入库水量为1.355×108m3。淋河是3条入库河流中流域面积较小的一条，流域面积252km2，河长仅47km，年均入库水量0.28×108m3。黎河流域面积488km2，河长55.5km，黎河入库水量包括引滦入境水量和本流域自产水量两部分组成，黎河年平均自产水量0.71×108m3，引滦水年均调水量5.58×108m3。

2 pH值变化趋势

作为天津市饮用水水源地的于桥水库，其水质的好坏直接影响到天津市的经济发展和社会稳定。为提高引滦应对公共卫生安全和处置突发公共事件的能力，最大程度地预防和减少引滦突发公共事件及其造成的损害，保障公众饮水安全，对于桥水库近6a的pH值实测数据及同期的水库水文数据进行统计分析（以于桥水库库中心为例）。如表1、2及图1。

表1 2000～2005年同期pH值监测数据统计表

表2 2000～2005年同期于桥水库蓄量及引水情况统计表

续表2

图1 2000～2005年同期pH值变化趋势折线图

2.1 引水时期对pH值的影响

每年引水后，pH值均有一段上升期，大流量入库水流对于桥水库库区的底质形成的水动力作用，加速了水体的离解反应。造成水草对营养盐的加速吸收，水体流动也加速了水体水解反应的速度，加快了pH值的上升。

2.2 蓄水量对pH值的影响

当于桥水库蓄水量较少时，pH值相对较高，特别是当于桥水库的蓄水量低于1.5亿m3时，pH值加剧升高。

2.3 气温对pH值的影响

气温的上升对pH值造成的影响是巨大的。五一前后，于桥水库库区气温上升很快，阳光照射能量充足。进入5月份，于桥水库的pH值呈明显上升阶段。

2.4 水生植物的生长对pH值的影响

每年进入5月份，于桥水库库区内的水草开始大量快速生长，水草的快速生长消耗了营养盐，吸收了大量的CO2，使水体加速水解反应，部分金属离子沉淀，造成了pH值的明显升高。

3 控制于桥水库pH值的可行措施

温度是pH值升高的因素，目前尚无力通过人工措施调节局部水域的气候条件，只能通过对水草的遏制和调整输水调度运行来控制pH值的上升。由于对水草控制需要耗费大量的人力、财力，考虑利用输水调度进行有效调控是较为可行的手段。

3.1 在水库上游建立前置库

前置库可大幅度减少引滦输水和河道洪水污染负荷的直接入库量。根据1983～2002年于桥水库河流入库污染物浓度和污染负荷量的分析，河流入库污染负荷占于桥水库全流域入库污染负荷量的90%，汛期洪水和引滦输水均存在高污染负荷水头段现象，将高污染水头段导入前置库进行水生植物净化处理可大幅度削减污染负荷的直接入库量。高污染物浓度洪水进入前置库后，经10～15d滞留期经水生植物净化后，再调入水库，既减少污染负荷的直接入库量，又不损失水资源。

3.2 水量控制

尽量使于桥水库蓄水量控制在1.5亿m3以上，低于1.5亿m3时，水库水体的承载和自净能力较差，加之受到气温、水草生长、引水水质等诸多因素的影响，水库水质很有可能降到III类水以下，不再适合作为饮用水水源。

3.3 尽量选择合适的引水时间

引水时避开5、6、7、8月，使引水期与水草的生长期、气温高温期错开。最好每年进行2次引水：第1次在汛前利用2～4月，最多引水3亿m3左右，引水历时60d左右；第2次在汛后利用9～11月，最多引水3亿m3左右，引水历时60d左右。按照目前于桥水库日供水160万m3计算，于桥每年向市区供水6亿m3，月供水0.5亿m3。假设于桥水库最低蓄量控制在1.5亿m3，在引水后水库蓄量最高达到3.5亿m3，一方面可以保证于桥水库的汛期行洪安全，另一方面可以相对改善于桥水库水源地的水质状况，提高水库水体的自净能力。