田莊水庫氮素遷移-轉(zhuǎn)化規(guī)律的數(shù)值分析.pdf

1、田莊水庫是沂源縣唯一的一座大型水庫。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，田莊水庫周邊企業(yè)排放的污水不斷增加，農(nóng)田氮肥的使用量不斷增大，這加劇了田莊水庫的水質(zhì)污染，嚴(yán)重影響了田莊水庫水功能的開發(fā)利用。沂源縣雖河流眾多，但多數(shù)為季節(jié)性河流。隨著人口的增長，縣城用水日益緊張，因此開展田莊水庫的水質(zhì)污染研究和治理工作，將其作為沂源縣的后備飲用水源地，以改變沂源縣水質(zhì)性缺水的現(xiàn)狀是十分必要的。 本論文在田莊水庫流域現(xiàn)場調(diào)查研究、資料收集的基礎(chǔ)上，

2、分別于2005年7月和11月、2006年4月和9月對田莊水庫進行了野外監(jiān)測和采樣，并將所采集的樣品進行了室內(nèi)監(jiān)測分析，系統(tǒng)研究了田莊水庫的水質(zhì)污染現(xiàn)狀，以及田莊水庫主要污染源的貢獻情況。在此基礎(chǔ)上，建立了平面二維水質(zhì)模型，對各主要污染源進行了靈敏度分析，并對不同特征水文年中水庫氨氮和硝氮濃度的時空分布進行了數(shù)值模擬。針對各污染源的特點提出相應(yīng)的氮污染防治對策并對各污染源采取措施后水庫中氮素的濃度分布規(guī)律進行預(yù)測。最后，通過模型試算得出了

3、當(dāng)前的氨氮環(huán)境容量。通過研究得出一些新的認識和結(jié)論，主要成果如下： (1)庫區(qū)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明，田莊水庫庫區(qū)內(nèi)氮濃度較高，氨氮濃度超出《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)最高可達1.5倍。庫區(qū)水質(zhì)在水平方向上的濃度變化比垂向上的濃度變化更為明顯。 (2)污染源的靈敏度分析表明，底泥釋氮和農(nóng)業(yè)面源分別是水庫氨氮和硝氮最主要的來源。豐水期氨氮污染源的敏感次序為底泥釋氮、化肥廠排污、農(nóng)業(yè)面源、粉煤灰淋濾

4、作用；枯水期為底泥釋氮、農(nóng)業(yè)面源、化肥廠排污、粉煤灰淋濾作用。豐、枯水期硝氮污染源的敏感次序均為：農(nóng)業(yè)面源、粉煤灰淋濾作用、化肥廠排污。 (3)不同特征水文年中庫區(qū)氮濃度時空分布的數(shù)值分析表明，枯水年氨氮濃度最高，平水年次之，豐水年最低。不同水文年的豐水期硝氮濃度以豐水年最高，平水年次之，枯水年最低。同一水文年中枯水期的氨氮和硝氮濃度比豐水期高。不同水文年水庫東部區(qū)域比西部區(qū)域的氨氮濃度要高。底泥釋放量大的區(qū)域氨氮濃度比釋放量

5、小的區(qū)域濃度高。 (4)農(nóng)業(yè)面源污染在當(dāng)前污染負荷下分別削減30％和60％后，硝氮的濃度值比實際情況減少21％和49％。受粉煤灰影響較大的水庫中東部區(qū)域在粉煤灰移除前后，硝氮濃度相差0.20～0.50mg/L。粉煤灰渣場應(yīng)盡快重新選址，從水庫岸邊清除。 (5)對東風(fēng)化肥廠采取污水排入管網(wǎng)的措施后，水庫中的氨氮濃度會比實際情況降低0.13～0.27mg/L。對庫區(qū)內(nèi)底泥局部覆蓋后，豐水期全庫區(qū)未出現(xiàn)氨氮超標(biāo)情況。中、北

6、放水洞是田莊水庫主要的放水口，對該區(qū)底泥采取活性物質(zhì)覆蓋法治理對改善水庫出水水質(zhì)具有重要意義。 (6)利用模型試算法根據(jù)三個典型特征水文年的水文數(shù)據(jù)以及底泥釋氮量、河流氨氮濃度，計算得出了豐、平、枯三個水文年豐水期的NH3-N環(huán)境容量分別為569.35 kg/d、383.58kg/d、278.19kg/d，枯水期的NH3-N環(huán)境容量分別為216.05kg/d、159.94 kg/d、144.76kg/d。計算結(jié)果表明，目前不同