引黄水在北大港水库蓄存期水质咸化机理分析及防治措施

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1、引黄水在北大港水库蓄存期水质咸化机理分析及防治措施摘要：长期以来，“引黄济津”工程是解决天津市缺水问题的一项有效措施，北大港水库是该工程唯一的调蓄水库。“引黄水”经北大港水库蓄存一段时间后水质咸化，氯离子浓度超过了地表水Ⅲ类水质标准。从质量传递理论出发，全面地分析了“引黄水”水质咸化的原因，得出了“引黄水”水质咸化受北大港水库所处地区的自然地理条件和气象条件影响的结论，提出了减缓“引黄水”水质咸化速度的一些工程措施。关键词：北大港水库水质咸化传质理论防治措施AnalysisonYin-HuangechanismduringbEingstoredinBEI-Da-GangRe

2、servoirandPreventionMeasuresZhaosoNormalstyle="TEXT-ALIGN:center"align=center>SunZengfeng1ZhengLiyan1soNormalstyle="TEXT-ALIGN:center"align=center>(1.NankaiUniversity,TianJin,300071;2.GuilinInstituteofTechnology,Guilin,GuangXi,541004;3.Bei-Da-GangReservoirAdministrationDepartmentalism,Tian

3、Jin,300270)Abstract:TheprojectofYelloeasuretoresolvetheproblemofasstransfertheory,Yin-HuangsoNormal>Keyal>1“引黄水”在北大港水库蓄存前后盐度变化情况“引黄济津”工程是国家为解决天津市水资源严重溃缺问题而实施的一项重要应急措施[1]，“南水北调”工程是国家为解决北方缺水问题而制定的一项具有战略意义的重要决策。北大港水库作为“引黄济津”工程和“南水北调”工程东线备用方案的调蓄水库，研究“引黄”、“引江”的淡水（目前只有“引黄水”）在北大港水库蓄存期咸化机理有重大的现实意义

4、与深远的战略意义。北大港水库是位于天津市大港区的一座大型平原水库。大港区是由退海形成的滨海平原地区。北大港水库所在地区在历史上为洪沥水冲积之古泻湖、逐渐演变为海进海退盐碱荒芜的渍水之地，后经人工围堰建坝形成现存规模的北大港水库[2]。“引黄水”在北大港水库蓄存一段时间后水质与原黄河水水质有很大的差异，特别是其盐度（本文只考察氯离子浓度）变化很大。由表1可明显看出，“引黄水”在北大港水库蓄存一段时间后，氯离子浓度逐步增加。2传质理论简述质量传递是属于传递现象的范畴，传递现象是自然界和工程技术中普遍存在的现象。质量传递是物系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区转移的一种现象，描

5、述质量传递现象定律为费克定律[3]，表达式如下：表1引水期间“引黄水”与在北大港水库中蓄存一段时间后的“引黄水”氯离子浓度比较Tab.1pareofCl-Concentrationin“Yin-Huang”soNormalstyle="TEXT-ALIGN:center;mso-pagination:g/L)南运河九宣闸(“引黄济津”工程天津市入口)2003-10-102003-10-312003-11-212003-12-312004-1-597.243.257.476.278.12003-10-12003-11-112004-2-22004-4-192004-5-115

6、98177155237258注：(1)摘自天津市环保局监测中心提供的第八次“引黄济津”沿线水质监测成果表。(2)地面饮用水Ⅲ类水质标准中氯离子浓度≤250mg/L。(3)第八次“引黄济津”于2003年9月22日“引黄水”进入天津市，于2004年1月6日结束。(2)式中：JA—在y方向上相对于质量平均速度的质量，kg/s·m2；DAB—物质A在物质B中的扩散系数，m2/s；dρA/dy—在y方向的浓度梯度kg/m3·m。3“引黄水”水质咸化机理分析3.1土壤的影响北大港水库周边地区及库底土壤属于盐化土壤，其含盐量一般在0.2%~1.5%。“引黄水”进入北大港水库后，必然渗入土

7、壤的孔隙中，形成了土壤水。显然，土壤水与水库中“引黄水”是连通的。根据溶解理论，土壤颗粒中所含的盐分必然溶入土壤水中，这样在土壤水与水库中“引黄水”之间就形成了盐度梯度，根据质量传递理论，盐分将从盐度高的土壤水中扩散到盐度低的水库“引黄水”中，造成“引黄水”盐度增加。因此，盐化土壤是“引黄水”水质咸化的一个源(图1)。图1北大港水库水质咸化机理模型示意图----蒸发浓缩作用与传质作用Fig.1Bei-Da-GangReservoirechanismModelSchetchaboutEvaporationConcen