水閘調控對河流水質變化的影響分析

中山市火炬開發區水利所 廣東 中山

摘要：隨著我國經濟水平的迅速發展，水資源越來越缺乏，水污染也越來越嚴重，人們對于水資源利用有了更高的要求，因此建立水利工程措施，加強輔助設施成為合理利用水資源的重點。水利工程利于合理調配水資源，便于緩解水資源空間分布不均勻的供求矛盾，從而實現水資源的效益最大化，另一方面可以使水庫具有調節性能，提高下游水體的自凈能力和繪制狀況，改善水生態環境。

關鍵詞：水閘調控；河流水質；影響

國際上有很多國家利用水庫水閘成功的改善了河流水質，我國也應該結合水環境承載能力、江河流量、湖泊水庫及地下水水位等基礎問題對水資源進行開發利用和調節調控。由于水閘要承擔發電、防洪和灌溉等任務，還要合理改善水環境，所以要進行污染源的恰當處理，減少污染物的排放，也要合理利用水閘最大限度利用水體納污能力，改善河流水質，實現水資源效益最大化。

1 水閘調控的實際意義

水資源是當今社會最為重要的自然資源，要求具備質和量兩個方面的屬性。水量就是要求滿足一定的水的數量要求，也就是水的多少；水質是說水的實用性、適用性，也就是水的好壞。這些都與人們的生產生活緊密相關。在社會經濟高速發展的當下，所用的用水部門都要在水資源方面提高要求，合理恰當的利用次元，有效控制和治理河流污染。

對天然河道而言，污染物排放到水體以后，流水會進行混合稀釋和擴散，水中的某些粒子和污染物發生反應，降低力污染物濃度，使污染的水體可以恢復到污染前的狀態，但是水量、流速等問題對這個過程會產生影響。隨著水利工程的不斷壯大，季節性降水對河道流量產生的影響越來越小，水閘對河段水流狀況的控制也越來越明顯，污染物中的水體中的遷移和轉化也越來越復雜，所以水閘調控對河流水質的影響的調查研究十分必要，并且該研究的結果也可以對科學調控和改善水質有很大的知道指導作用。

2 水閘調控的方法內容

2.1水閘調控有很多方面的內容

從水質轉化作用分析調控作用，在不同的運行模式下，對污染物遷移轉化和分解的規律進行分析和研究，從而構建一個水動力模型，利用能源的內部交換形成水質遷移轉化模型，支持了水閘調節的多情景模擬和高識別性；從水質濃度影響因子識別的研究方面，對特殊水閘河段水質濃度影響因子進行識別，并實際出多種水閘的調控情景和排污負荷情景，通過對情景的模擬計算實現對閘控河段水質濃度的量化關系；從水閘調控對河流水質改善的可調性上的研究，在可調性的定義之內，提出水閘調控對河流水質改善的可調性識別技術，并實際對幾座重點水閘進行力可調性識別；從水閘調控對河流水質影響和相互關系識別的開發，以計算機可視化技術為支撐，運用合理的理論知識，以實用性為開發原則，開發適合閘壩調控、排污防暴以及影響河流水質的模擬軟件。

2.2水閘調控的主要方法有很多

在河流污染物遷移轉化作用的基礎上，把關閘蓄水和開閘放水作為重點，進一步討論閘控河段的水質轉變情況；在模擬水環境的方法下建立數學模型，根據流體物理學和污染物遷移規律，建立水動力和水質模型，從而描述水中污染誰時間空間的變化情況；根據污染物遷移轉化作用，選擇來水條件及水閘調控方式，針對這兩個影響因子實際多種情景模式，構建水閘調控影響的情景模式，通過對模擬結果對比，評估水污染負荷和水閘調控對河流水質濃度的影響；可調性概念對水閘河流水質改善的評估，在描述水閘有效改善水質狀況時，必須引入可調性概念及其詳細描述，在閱讀大量有關文件的情況下，總結水閘可調性概念，充分考慮水閘調控的影響，討論水閘可調性的內涵；對水閘的可調性進行判別，在了解可調性定義的基礎上，選取可調性依據，從水質、水溫、水閘三個方面建立環境影響因素樣本，選取各個因素進行組合分析，利用模型進行計算，對比得出結果，從而進行可調性判別。

3 水閘調控的可調性

閘控河段的水體污染物的遷移轉化是一個極為復雜的過程，隨著水閘的規模不斷擴大，水閘對河流的影響也越來越大，不合理的水閘調控方式會嚴重污染下游河道，合理的水閘調控就可以最大限度的利用水體納污能力，改善河流水質。那么，要進行水閘調控有效改善水質，就要摸清水閘調控的方式，通過水質轉化機理、水閘調控影響模型和各種量化關系研究，開展對水閘可調性的認識，實現水閘科學調控，從而改善水環境。

要進行水閘對水質改善的可調性判別的重點是水閘調控情景的設計，通過大量情景模式模擬出水閘調控的結果，對其結果進行對比分析，從而為了解實際來水情況，進一步設置不同水閘調控情景和計算判別重點水閘可調性提供方便。通常情況下，由于河流水體中污染物濃度小，污染物沉降然后降解，底泥在水流的攪動下發生懸浮，對河流水質產生了影響，不同的水閘調控方式讓各種物質的作用程度各不相同，導致了炸后污染物濃度的變化，但當污染負荷不大不小時，水閘調控可以在一定程度上消減污染負荷，改善河流水質。

4 水閘調控的主要成果

4.1 水閘調控的研究結論

水閘調控可以使污染物在水體和底泥之間流動，蓄水時污染物從水體中沉降到底泥，也就是污染物有溶解相轉化為底泥相，水體中的污染物濃度降低了；放水時污染物從底泥再懸浮重新釋放到水體中，也就是污染物由底泥相轉化為懸浮相再轉化為溶解相，水體中污染物濃度升高。閘控水質濃度的變化率和水閘的調節方式有關，與來水污染負荷也有關，這兩個關系都間接反映了閘控河段水閘調控、污染負荷與水質濃度復雜的非線性關系。在一定的來水來污條件下，水閘調控對閘控河段水質有很大的改善作用，水閘有可調性，但是不合理的水閘調控反而會增加水體中的污染物，使水質變差，水閘無可調性。來水的污染負荷較大時，水閘小流量下泄可以一定的消減閘后污染物的濃度，但是水體中的污染物濃度依然是超出了標準值，水質會逐漸惡化；污染物負荷較小，閘門無論開度變大變小，還是開啟個數增加減少，閘后的水質濃度雖然會升高降低，但是污染物的濃度確實是保持不變的，且維持在一個較低的水平，不會影響水質。

4.2 水閘調控的成果創新

建立水閘調控模型，其中包含了水閘調控的水動力學模型以及底泥影響的水質模型，實現控制污染水體演進變化。建立閘控水質濃度變化率和水閘調控方式、污染負荷的關系，合理分析水閘調控、污染負荷對水質的影響。提出改善河流水質可調性，分析可調性的內涵，體處理水閘可調性的判別方法。水閘調控對河流水質影響的模擬開發，利用計算機，實現系統數據的科學管理，把水閘調控和污染負荷和污染濃度的關系量化。

4.3水閘調控的研究展望

可以構建出二維或者三維的水閘調控模型，深度分析橫向和水深方向污染濃度的變化，全面了解閘控河段污染物的遷移轉化。對構建好的閘控水質濃度變化和水閘調控、來水污染負荷之間的關系開展物理性的驗證試驗。增加水閘調控運行方式，增加污染負荷的情景，從而收集更多水閘的特征、水文、水質等資料，驗證水閘調控的影響模型，模擬計算多情景下的水閘調控，有效判別水閘的可調性。

水閘調控可以是河流徑流量、水流流速、水深和污染物的遷移擴散及分解作用等要素發生變化。閘門大開度，徑流量大、流速快、污染物擴散快分解強，底泥再懸浮大大影響污染物濃度；閘門小開度，下泄流量小、流速慢，污染物大大沉降底泥懸浮少，污染小。由此可見，水閘和水閘的調控方式使河流污染物遷移分解的過程更加復雜，大大影響力污染物濃度的時空分布，大大降低了水利工程的經濟效益。

參考文獻：

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