[发明专利]一种提高热分层水库溶解氧浓度的方法

说明书

本发明公开了一种提高热分层水库溶解氧浓度的方法，其包括：S1、获取水库的物理参数；S2、计算热稳定性度量指标，并确定水库的热分层持续时间和稳定程度；S3、根据水库所处的热分层时期，判断水库底层溶解氧浓度是否逐渐降低，是否处于缺氧状态，若均为是，进入步骤S4，否则热分层水库不需要采取措施提高底层溶解氧；S4、采用硝酸盐调整热分层水库底部溶解氧的消耗：在预设时期的库尾增加来水硝酸盐缓冲物质浓度，缓冲底部溶解氧的消耗；据水库缺氧持续时间、严重程度及水动力特征，确定硝酸盐最适宜的入库浓度；根据不同水位、不同下泄流量，确定硝酸盐最适宜入库时间。

技术领域

本发明涉及水体生态环境调控技术，具体涉及一种提高热分层水库溶解氧浓度的方法。

背景技术

溶解氧是水体健康的重要参数，在生物地球化学循环和水生生态系统结构和功能演化中起着至关重要的作用，是反映水生生态系统物理过程和生物地球化学过程变化的敏感指标。热分层水库，一般是调节能力强、库容大、流速小的深水水库，每年会出现明显的热分层现象。随着流域污染负荷的大量增加，深水湖库浮游植物生物量增加、富营养化现象时有发生，热分层期间水体缺氧问题严重，水体缺氧已成为严重的全球性生态环境问题。水体缺氧会导致鱼类等水生生物死亡、沉积物中大量还原物质释放等问题，释放的硫化氢等气体将导致水体发臭；同时，大量磷、氨氮等内源污染的释放会为藻类等浮游生物的生长提供营养盐，加剧藻类生长，对水生生态系统造成显著不利影响。现有技术中，对如何改善水库滞温层溶解氧的对策，大多集中改善水动力条件提高水库热分层期间溶解氧浓度，但是如何系统地从保护和改善热分层水库水体水质方面提高热分层水库溶解氧浓度措施显得不足。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的提高热分层水库溶解氧浓度的方法能够通过硝酸盐改善水库底部溶解氧消耗，以达到提高溶解氧浓度的目的。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种提高热分层水库溶解氧浓度的方法，其包括：

S1、获取水库的物理参数；

S2、计算热稳定性度量指标，并确定水库的稳定程度和热分层持续时间；

S3、根据水库所处的热分层时期，判断水库底层溶解氧浓度是否逐渐降低，是否处于缺氧状态，若均为是，进入步骤S4，否则热分层水库不需要采取措施提高底层溶解氧；

S4、采用硝酸盐调整热分层水库底部溶解氧的消耗：

在预设时期的库尾增加来水硝酸盐缓冲物质浓度，缓冲底部溶解氧的消耗；根据水库缺氧持续时间、严重程度及水动力特征，确定硝酸盐入库浓度；根据不同水位、不同下泄流量，确定硝酸盐最适宜入库时间。

进一步地，提高热分层水库溶解氧浓度的方法还包括：

当水库处于热分层时期时，通过水库的常规调度和抽水蓄能调度大水体的垂向扰动、增加底部溶解氧的补给，同时在热分层后期降低水库水位、缩减水库缺氧持续时间。

进一步地，所述缺氧状态指溶解氧浓度低于4mg/L。

进一步地，判断水库底层溶解氧浓度是否逐渐降低为：判断热分层水库在热分层初期、中期和末期三个时期的溶解氧浓度是否依次降低。

进一步地，计算热稳定性度量指标的方法为施密特稳定性指数、APE潜在势能指数、梯度理查森数、水体浮力频率的平方或无量纲韦德伯恩数；

施密特稳定性指数的计算公式为：