CN111395253B - 一种通过设定压咸水位防治滨海地区水库咸化的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过设定压咸水位防治滨海地区水库咸化的方法，该方法包括以下步骤：(1)了解目标水库的设计高水位Hg、正常蓄水位Hz、死水位Hs；(2)测量水库周边的地面高程，确定最高地面高程Hzs；(3)监测水库周边的地下水位，确定最高地下水位Hzd；(4)根据步骤(1)、(2)、(3)中的数据确定目标水库的压咸水位H；(5)根据步骤(4)中确定的压咸水位设定目标水库的兴利库容。该方法能够防止水库得到地下水补给，从根本上防止滨海地区水库咸化，同时能够充分发挥滨海地区水库蓄水、供水功能，保障沿海城市的供水安全。

Description

一种通过设定压咸水位防治滨海地区水库咸化的方法

技术领域

本发明涉及一种防治滨海地区水库咸化的方法，更具体地，涉及一种通过设定压咸水位防治滨海地区水库咸化的方法。

背景技术

水资源是经济发展的命脉，但滨海地区受高矿化度地下水、海水入侵的影响，土壤盐碱化严重，地下水位变动大，且盐分含量高，水库蓄水后容易咸化，滨海地区水库普遍存在蓄水后水质咸化的现象。而水质咸化是影响滨海地区水库运行和制约水库发挥效益的一个重要因素。目前防止滨海地区水库咸化的方式有抽取高盐的含水层、加大淡水补给、改变水库的用途：如用作农业灌溉和工业用水，但这些方法都不能从根本上保证水库的稳定淡水供给，给城市供水安全带来很大影响。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种通过设定压咸水位防治滨海地区水库咸化的方法，该方法能够防止水库得到地下水补给、从根本上防治滨海地区水库水质咸化。

技术方案：本发明所述一种通过设定压咸水位防治滨海地区水库咸化的方法，包括以下步骤：

(1)测量目标水库的设计高水位Hg、正常蓄水位Hz、死水位Hs；

(2)测量水库周边的地面高程，确定最高地面高程Hzs；

(3)监测水库周边的地下水位Hzd，确定地下水埋深h；

(4)根据步骤1、2、3中的数据确定目标水库的压咸水位H，压咸水位H高于地下水水位。

其中，步骤4中确定压咸水位H时，当Hs≤max Hzd(t)：

H＝max Hzd(t)+αh

其中：h＝Hzs-max Hzd(t)，Hzd(t)为t时刻的水库周边的地下水位Hzd。

其中，步骤4中确定压咸水位时，当h＝0～1m，则令α＝1，则H＝Hzs，将水库的压咸水位设定为最高地面高程，此水位容易确定，并且稳定，便于水库的运行调度。

其中，步骤4中确定压咸水位时，当h＞1m，根据水库在非汛期和汛期决定α取值：非汛期，水库以兴利功能为主，此时地下水位相对较低，变幅较小，令α＝0，则H＝maxHzd(t)，将水库的压咸水位设定为最高地下水位；汛期，水库以防洪功能为主，兴利功能为辅，此时地下水位相对较高，变幅较大，α∈[0，1]，为保证水库运行水位始终高于地下水位，使maxHzd(t)＜H＜Hzs，将水库的压咸水位设定为高于最高地下水位。

其中，步骤4中确定压咸水位H时，当Hs＞max Hzd(t)，则H＝Hs。

有益效果：1、能够防止水库得到地下水补给，从根本上防止滨海地区水库咸化；2、能够充分发挥滨海地区水库蓄水、供水功能，保障沿海城市的供水安全。

附图说明

图1是本发明水库的压咸水位设定示意图；

图2是本发明水库又一压咸水位设定示意图；

图3是本发明水库再一压咸水位设定示意图。

具体实施方式

水库的设计高水位Hg、正常蓄水位Hz、死水位Hs、最高地面高程Hzs、最高地下水位Hzd如图1所示，当目标水库死水位Hs始终高于周边地下水水位Hzd，Hs＞max Hzd(t)时，水库的压咸水位H设定为水库的死水位Hs，Hzd(t)为t时刻的水库周边的地下水位Hzd；水库的设计高水位Hg、正常蓄水位Hz、死水位Hs、最高地面高程Hzs、最高地下水位Hzd如图2所示，当目标水库死水位Hs低于周边地下水位Hzd，Hs≤max Hzd(t)，且地下水埋深h＝0～1m时，水库的压咸水位H设定为最高地面高程Hzs；水库的设计高水位Hg、正常蓄水位Hz、死水位Hs、最高地面高程Hzs、最高地下水位Hzd如图3所示，当目标水库死水位Hs低于周边地下水位Hzd，Hs≤max Hzd(t)，而且h＞1m，非汛期水库的压咸水位H设定为最高地下水位Hzd，汛期水库的压咸水位H设定在最高地下水位Hzd与最高地面高程Hzs之间，压咸水位H和正常蓄水位Hz之间为兴利库容。

滨海地区水资源的来源包括河流补给、地下水补给、降雨径流补给、海水入侵补给等，从补给源来看，除了河流和降雨补给以外，其他的补给源都存在造成水库水质咸化甚至盐化的现象。因此，为防止水库水质咸化，最主要的措施是防止高矿化度的地下水补给和海水入侵。由于沿海水库离海岸线相对较远，受海水入侵的直接影响较小，因此，水库的咸水或盐水补给源主要是地下水。根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，集中式生活饮用水地表水源地氯化物(以Cl^-计)标准值为250mg/L，矿化度标准值为1000mg/L。而沿海很多水库周边地下水盐分含量高，属高矿化度地下水，如某1#水库位于滨海地区，周边地下水矿化度变化范围为3.08-38.88g/L，氯离子变化范围为1.25-16.06g/L；某沿海2#水库周边地下水矿化度变化范围为18.36-98.57g/L，Cl^-浓度变动范围为7.99-41.54g/L。两座水库周边地下水盐分含量均远远高于地表水的标准限值，水库一旦受到地下水补给，很容易发生咸化。

实施例1

某1#水库地下水水位在1.5m～2m之间，现状水库西部平均高程为2.85m，东部平均高程为2.05m，库区平均高程2.45m，水库总库容为4亿m³，正常蓄水位Hz为5.5m，水库死水位Hs为3.02m，调蓄库容Vz为3.38亿m³，死库容Vs为1.5亿m³。由于该1#水库的死水位高于地下水水位和地面高程，将该水库的死水位3.02m设定为压咸水位H，水库在3.02m的压咸水位以上运行，能防止地下水对水库的直接补给，这一压咸水位的设置，不影响水库的正常运行。

实施例2

某2#水库设计高水位7.00m，蓄水面积7.31km²，总库容3977×10⁴m³，兴利库容2958×10⁴m³，死水位2.8m，死库容1019×10⁴m³。该2#水库外侧地面高程3.68～5.52m，地下水位变动范围1.69～4.53m，地下水化学类型为Cl—K·Na型，总矿化度为18.36-98.57g/L，Cl^-浓度为7.99-41.54g/L，属高矿化度地下水。为防止地下水补给造成水库水质的咸化，保障水库的供水安全，根据水库周边最高地下水位和最高地面高程，即地下水埋深h<1m，将2#水库压咸水位设定为最高地面高程5.52m，数据如表1所示，这一压咸水位高于最高地下水位4.53m。2#水库自2004年7月份开始蓄水，在水库保持5.52m以上的运行水位时，水库中的氯化物浓度低于250mg/L。

表1某2#水库基本特性参数表

实施例3

2006年该2#水库被确定为南水北调供水的调蓄及事故备用水库，总库容维持不变，要求调蓄库容达到2000万m³。水库周边地下水位为1.69～4.53m，水库死水位2.8m，地面最大高程5.52m，调整水库正常蓄水位为6.50m，设计最高水位7.00m，正常蓄水位时库容3787万m³，水库设计参数见表2。为增加该水库的调蓄库容，满足城市供水的需求，同时，防治地下水的补给，将该2#水库的压咸水位设定为最高地下水水位4.53m。

该2#水库自2016年11月蓄水以来，一直保持低矿化度运行状态，进水口氯化物浓度为5.13mg/L，变化范围为：4.24-6.08mg/L，库区氯化物浓度始终低于40mg/L，水库水质满足生活饮用水水源地的要求。

表2 2#水库的特征水位及库容

序号及名称	特性指标
		设计最高水位	7.00m
正常蓄水位	6.50m
		压咸水位(设计低水位)	4.53m
死水位	2.80m
		设计最高水位时水库容积	4158万m<sup>3</sup>
正常蓄水位时水库容积	3787万m<sup>3</sup>
		设计低水位时水库容积	2049万m<sup>3</sup>
死库容	1144万m<sup>3</sup>
		最大调蓄库容	2109万m<sup>3</sup>

Claims (1)

1.一种通过设定压咸水位防治滨海地区水库咸化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）测量目标水库的设计高水位Hg、正常蓄水位Hz、死水位Hs；

（2）测量水库周边的地面高程，确定最高地面高程Hzs；

（3）监测水库周边的地下水位Hzd，确定地下水埋深h；

（4）根据步骤1、2、3中的数据确定目标水库的压咸水位H，压咸水位H高于地下水水位；

所述步骤（4）中确定压咸水位H时，当Hs≤max Hzd（t）：

H=max Hzd（t）+αh

其中：h=Hzs-max Hzd（t），Hzd（t）为t时刻的水库周边的地下水位Hzd；

当h=0~1m，则令α=1，则H=Hzs，将水库的压咸水位设定为最高地面高程；

当h＞1m，根据水库在非汛期和汛期决定α取值：非汛期，令α=0，则H=maxHzd（t），将水库的压咸水位设定为最高地下水位；汛期，α∈[0，1]，使max Hzd（t）＜H＜Hzs，将水库的压咸水位设定为高于最高地下水位；

当Hs＞max Hzd（t），则H=Hs。

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