论文摘要
田庄水库是沂源县唯一的一座大型水库。随着工农业生产的不断发展,田庄水库周边企业排放的污水不断增加,农田氮肥的使用量不断增大,这加剧了田庄水库的水质污染,严重影响了田庄水库水功能的开发利用。沂源县虽河流众多,但多数为季节性河流。随着人口的增长,县城用水日益紧张,因此开展田庄水库的水质污染研究和治理工作,将其作为沂源县的后备饮用水源地,以改变沂源县水质性缺水的现状是十分必要的。本论文在田庄水库流域现场调查研究、资料收集的基础上,分别于2005年7月和11月、2006年4月和9月对田庄水库进行了野外监测和采样,并将所采集的样品进行了室内监测分析,系统研究了田庄水库的水质污染现状,以及田庄水库主要污染源的贡献情况。在此基础上,建立了平面二维水质模型,对各主要污染源进行了灵敏度分析,并对不同特征水文年中水库氨氮和硝氮浓度的时空分布进行了数值模拟。针对各污染源的特点提出相应的氮污染防治对策并对各污染源采取措施后水库中氮素的浓度分布规律进行预测。最后,通过模型试算得出了当前的氨氮环境容量。通过研究得出一些新的认识和结论,主要成果如下:⑴库区水质监测结果表明,田庄水库库区内氮浓度较高,氨氮浓度超出《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类标准最高可达1.5倍。库区水质在水平方向上的浓度变化比垂向上的浓度变化更为明显。⑵污染源的灵敏度分析表明,底泥释氮和农业面源分别是水库氨氮和硝氮最主要的来源。丰水期氨氮污染源的敏感次序为底泥释氮、化肥厂排污、农业面源、粉煤灰淋滤作用;枯水期为底泥释氮、农业面源、化肥厂排污、粉煤灰淋滤作用。丰、枯水期硝氮污染源的敏感次序均为:农业面源、粉煤灰淋滤作用、化肥厂排污。⑶不同特征水文年中库区氮浓度时空分布的数值分析表明,枯水年氨氮浓度最高,平水年次之,丰水年最低。不同水文年的丰水期硝氮浓度以丰水年最高,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浓度比丰水期高。不同水文年水库东部区域比西部区域的氨氮浓度要高。底泥释放量大的区域氨氮浓度比释放量小的区域浓度高。⑷农业面源污染在当前污染负荷下分别削减30%和60%后,硝氮的浓度值比实际情况减少21%和49%。受粉煤灰影响较大的水库中东部区域在粉煤灰移除前后,硝氮浓度相差0.200.50mg/L。粉煤灰渣场应尽快重新选址,从水库岸边清除。⑸对东风化肥厂采取污水排入管网的措施后,水库中的氨氮浓度会比实际情况降低0.13～0.27mg/L。对库区内底泥局部覆盖后,丰水期全库区未出现氨氮超标情况。中、北放水洞是田庄水库主要的放水口,对该区底泥采取活性物质覆盖法治理对改善水库出水水质具有重要意义。⑹利用模型试算法根据三个典型特征水文年的水文数据以及底泥释氮量、河流氨氮浓度,计算得出了丰、平、枯三个水文年丰水期的NH3-N环境容量分别为569.35 kg/d、383.58kg/d、278.19kg/d,枯水期的NH3-N环境容量分别为216.05kg/d、159.94 kg/d、144.76kg/d。计算结果表明,目前不同水文年枯水期氨氮均已超出NH3-N环境容量,其中枯水年枯水期超出量最多。