CN204569647U - 一种饮用水水库的水质保障系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种饮用水水库的水质保障系统，包括有水质自动监测机构、进水调控机构、库区水生态机构、出水调控机构，还包括有生态护岸和湖滨净化带。本实用新型提供的饮用水水库的水质保障系统，交换周期长、适用范围广，对平原及山区的饮用水库均能起到良好的水质净化及保障作用，具有水质保障性能高、水体净化效果好、供水安全性高的优点，体现生态、低碳、环保等理念，具有很好的经济性、实用性及广泛的适用性，特别适合在原水水质不稳定、水库水体停留时间长、具有富营养化风险、供水保证率低的饮用水库内推广使用。

Description

一种饮用水水库的水质保障系统

技术领域

本实用新型属于水利工程及环境工程技术领域，涉及一种饮用水水库的水质保障系统，具体涉及一种交换周期长的饮用水水库的水质维持、富营养化防治及水质安全保障系统。

背景技术

饮用水供水水库作为城市人口饮用水的重要来源地，需要对其水质安全进行保障。目前，我国许多饮用水供水水库存在水色发绿、水体异味、鱼类死亡、水质不稳定、藻类聚集、富营养化程度高等一个或者多个问题。引起供水水库水质变化的原因众多，其中最主要也最关键的原因是：山区水库受上游来水水量及降雨时间分布不均匀的制约，平原地区的水库受河网水质不稳定的影响，为了能够贮存足够多的优质原水满足全年饮用水供水要求，往往会依据地形建造库容较大的水库蓄水，这就导致水库水体的交换率低，停留时间长，水体流动性差，加上外部的面源污染的排入以及大气降尘的影响，水库水质逐步变差，进而影响供水保证率。

目前，为了解决水体交换周期长的供水水库的水质恶化问题，部分水库采取了投放鱼类如鲢鱼、鳙鱼等，减少藻类的聚集；水库库周种植挺水植物，增加对水体的净化作用；对供水水质进行常规监测；局部库湾补充増氧等措施。这些措施对局部库区能起到一定作用，但是对于全水库的水质改善及优质水体的水质维持及供水安全保障，仍存在很大不足，效果并不理想。

可见，现有的饮用水供水水库的水质保障技术具有很大的局限性，需要进一步研究和探索。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种饮用水水库的水质保障系统。

为实现上述目的，本实用新型提供一种饮用水水库的水质保障系统，包括有水质自动监测机构、进水调控机构、库区水生态机构、出水调控机构；其中，所述水质自动监测机构设置在水库的取水口、水库中心水流缓滞流区、出水口；所述进水调控机构包括有多点进水通道和水流控制装置，所述多点进水通道连通河道与水库，所述水流控制装置设置在所述多点进水通道中靠近河道一端的取水口；所述库区水生态机构包括有循环复氧装置，所述循环复氧装置设置在水库中心水流缓滞流区；所述出水调控机构包括有出水调控设施和表层水溢流设施，所述出水调控设施设置在水库库区最大风频的上风向处，包括出水泵站和超越排放管，所述出水泵站通过出水管与水厂连接，所述超越排放管设置在出水管上并且另一端与河道相连通，所述出水管与水厂、超越排放管连接处分别设有闸门；所述表层水溢流设施设置在水库库区的最大风频或次大风频的下风向处，并通过连通管与河道相连通。

较佳的，所述水质自动监测机构的设备房设置在取水泵站、出水泵站内或者水体的岸边。

较佳的，所述自动监测取水位置伸入水体3～100m。所述监测指标为水体的主要污染指标，包括pH、COD_Mn、DO、NH₃-N、TN、TP等。设置在取水口处的监测设施还应增加监测挥发酚等有毒有害指标，以及增加河道的水位等水文数据的监测。

较佳的，所述水库的取水口设置在原水从河道流入水库的多点进水通道的进水口处。

较佳的，所述水库的出水口设置在所述出水调控设施的出水泵站的取水口处。

较佳的，所述水库中心水流缓滞流区是指水库中心水深较深(≥4m)、水动力条件较差、水体表层流速受风力影响，中下层水体流速小于0.001m/s，水体滞留时间较长的区域。

较佳的，所述多点进水通道为从河道的不同位置开挖的两条以上与水库相连接的进水通道；或者所述多点进水通道为从河道开挖一条与水库相连接的总进水通道，在总进水通道上设置两个以上的分进水通道连接水库。所述多点进水通道有利于在水库形成多点进水。

进一步的，所述多点进水通道为两条以上的进水通道，从两条不同的河道与水库相连通。所述多点进水通道在不同季节可优选水质较好的河道作为水库的水源。

进一步的，所述进水通道的规格相同。优选的，所述进水通道的规格为3-10m×2-3m×10-100m(宽×深×长)。

进一步的，所述进水通道之间的间隔相同。优选的，所述进水通道之间的间隔距离≥30m。更优的，所述进水通道之间的间隔距离为30-50m。

进一步的，所述总进水通道的规格为为5-20m×3-4m×100-300m(宽×深×长)。

进一步的，所述分进水通道的规格相同。优选的，所述分进水通道的规格为3-10m×2-3m×10-50m(宽×深×长)。

进一步的，所述分进水通道之间的间隔相同。优选的，所述分进水通道之间的间隔距离≥30m。更优的，所述分通道之间的间隔距离为30-50m。

进一步的，所述多点进水通道中水流停留时间≥4-6小时。当多点进水通道仅开一个通道时，确保70％的总取水量能从该通道通过，且停留时间不低于4小时。

较佳的，所述水流控制装置选自平面闸门、弧形闸门、人字闸门、拱形闸门、球形闸门、圆筒闸门、闸阀、球阀、混凝土坝与闸门组合、混凝土坝与阀门组合中任意一种。

较佳的，所述水流控制装置可以实现完全开启和完全关闭，也可停留在一定的开启度上。通过闸门的启闭及不同开启度的调节，控制进入水库的进水流量及位置，用于改善缓滞流区的流态。所述水流控制装置应根据外河不同季节水体含沙量情况，取用含沙量较少的水体，一般取用中上层水体。

较佳的，所述多点进水通道中还设有水质预处理设施。

进一步的，所述水质预处理设施选自沉淀装置、増氧装置、微生物絮凝装置、生物膜净化装置、水生植物拦截净化装置、砾石坝拦截净化装置等中一种或多种组合。所用组合技术均为适宜在水体内进行原位净化的技术。所述水质预处理设施通过一种或者多种预处理装置沉淀原水的泥沙、提高水体透明度并初步净化水质。所述水质预处理设施依据现场地形，设在多点进水通道内，无需另外占用土地。

优选的，所述水质预处理设施为沉淀装置、水生植物拦截净化装置及砾石坝拦截净化装置的组合。其中，所述水质预处理条件为：预处理设施的停留时间在4～12h，当原水的悬浮物浓度>100mg/L时，停留时间为8～12h；悬浮物浓度<100mg/L时，停留时间为4～8h；沉淀区水深控制在2～3m，植物拦截及砾石坝拦截的流速应<0.005～0.01m/s。预处理设施根据不同技术要求，在确保过流量的前提下，可全部或者部分占用多点进水通道。

较佳的，所述出水泵站的出水口设置在远离多点进水通道及支流汇入口处。所述出水泵站的出水口不设在夏季主风向的向风面的凹岸处，取水口处应有2.5m以上的水深，不要设在岸边的芦苇荡里，以免因水中动植物的吸入堵塞取水口并影响水质。

较佳的，所述出水泵站出水采用自灌式吸水方式进行输送。所述自灌式吸水方式使输水管内一直都充满水，水泵启动时，省去了灌水排气的时间，能迅速投入运转。可将水库中下层的水输送到净水厂，避免水体短流。

较佳的，所述超越排放管的管径设置满足水库在2～5天内放空的要求。

较佳的，所述超越排放管及出水管上闸门的口径与所在出水管的直径一致。以减少局部水头损失。

较佳的，所述表层水溢流设施收集水面以下0-20cm处的漂浮物。

较佳的，所述表层水溢流设施选自滗水装置、向上的铸铁喇叭口、可调节溢流堰中任意一种。

进一步的，所述滗水装置或向上的铸铁喇叭口的下部通过软管与连通管相连，溢流口在水面以下20cm处，所述滗水装置或向上的铸铁喇叭口的上部设置有浮体，漂浮在水中，随水位的变动而上下浮动。

进一步的，所述可调节溢流堰的堰口根据水位变动情况可人工调节低于至水面以下10～20cm处。

进一步的，所述滗水装置及铸铁喇叭口的集水口向上设置，集水口总面积是连通管断面积的1.5～2倍。

进一步的，所述可调节溢流堰包括溢流井、可调节溢流进口挡水板、浮体及控制闸门；浮体设置在挡水板上，控制挡水板顶部的溢流层高度为10～20cm；控制阀设置在溢流井内，与所述连通管相连，通过启闭度的调节来控制溢流堰的排水量。

所述水库库区的最大风频或次大风频下风向处是藻类及其他漂浮物聚集点，所述表层水溢流设施能够防止少量藻类漂浮物聚集对水库水质的影响。

进一步的，所述连通管选自防腐钢管、铸铁管、HDPE管、PPR管、UPVC管等一种或多种组合。

较佳的，所述循环复氧装置选自利用太阳能、风能或电能驱动的高效增氧机、循环复氧机及曝气机等微动力混合循环复氧设施中任意一种。

进一步的，所述微动力循环复氧设施的功率大于120W/台，每套设备覆盖的循环流动水体面积以所述微动力循环复氧设施为中心、半径为50～100m范围。

所述微动力混合循环复氧设施能漂浮在水面上，随水面的波动而上下浮动，具有抗风浪、抗雷击，数据远程输送、防止干扰底泥等模块。所述微动力混合循环复氧设施能够提高水体的溶解氧，改善局部水体流态，改善水质分层，抑制藻类聚集，增加水体的循环交换量，增加水体自净功能。

较佳的，所述库区水生态机构还包括有生态护岸和湖滨净化带，所述生态护岸采用护岸材料构建在水库库周，所述湖滨净化带与生态护岸相连接，构建在生态护岸靠近水域一侧。

所述水库库周是指水库内绕水库库壁一周位置。

进一步的，所述护岸材料选自植生土坡、多孔性生态混凝土块、叠石、抛石、网垫植被、生态膜袋、填充砾石的石笼网箱等天然或人工材料中的一种或多种组合。

优选的，所述护岸材料为防风浪的抛石、填充砾石的石笼网箱及多孔性生态混凝土块中的一种或多种组合。所述护岸材料为亲水性的护岸材料，适宜生物栖息和生长，增加护岸的生态性，既能保证边坡的稳定安全，应对风浪的侵蚀，又能连通水陆之间的物质流及能量流。

进一步的，所述湖滨净化带的范围包含库周的浅水区、水位波动带及陆域绿化带。所述湖滨带净化通过在水库库周构建湖滨净化带，通过沉水、浮叶、挺水、湿生及陆生植物等植物的合理搭配，构建全系列生态湖滨带，作为水域与陆域的物质及能量的交换带，有效拦截和净化从库周进入水库的污染物。

优选的，所述水位波动带是指水库正常运行期间(不含维护检修期)，库内运行的最高水位与最低水位在库周形成的水位变化带。

优选的，所述湖滨净化带的库周浅水区为水库四周水深为0-1.5m的区域。

优选的，所述湖滨净化带的库周浅水区宽度一般设置为20-100m。是水库净化的主体。

优选的，所述陆域绿化带为水库最高水位以上水库管理范围内可种植陆生植物的范围。

优选的，所述湖滨净化带由水域向陆域依次种植沉水植物、浮叶植物、挺水植物、湿生植物及陆生植物。

更优的，所述湖滨净化带中水域水深0.8-1.5m处种植沉水植物，水域水深0.3-0.8m处种植浮叶植物，水域水深≤0.3m处种植挺水植物，水位波动带种植湿生植物，水位波动带以上种植陆生植物。

最优的，所述沉水植物选自轮叶黑藻、马来眼子菜、狐尾藻、菹草、苦草、金鱼藻、伊乐藻、龙须眼子菜、聚藻等中一种或多种组合。

最优的，所述浮叶植物选自睡莲、黄花荇菜、芡实及野菱等一种或多种组合。

最优的，所述挺水植物选自水葱、香蒲、芦苇、水生美人蕉、荷花、鸢尾、黄菖蒲、菰等中一种或多种组合。

最优的，所述湿生植物选自水松、池杉、狗牙根、风车草及洋常春藤一种或多种组合。

最优的，所述陆生植物选自合欢、香樟、玉兰、木芙蓉、冬青、云南黄馨、麦冬、葱兰、凤尾竹、扶芳藤、常春藤、紫藤、五叶地锦一种或者多种组合。

更优的，所述沉水植物的种植面积占水库面积的15～20％以上，并占湖滨净化带面积的60～80％以上。

更优的，所述湿生植物配置应以草本及灌木植物为主，植物种植种类不少于6种，乔木可选择性种植。

更优的，所述陆生植物配置应乔、灌、草搭配，总陆生植物种类不少于7种，其中乔木类不少于2种，灌木(藤竹)类不少于2种，草本(地被植物)不少于3种。

较佳的，所述水库的调蓄水量一般不超过7～10天。以避免因水体停留时间长，出现水体富营养化。若水库调蓄水量超过10天，则应利用所述循环复氧装置进行库内微循环，加大水体的更新周期，改善水体流态。

如上所述，本实用新型的一种饮用水水库的水质保障系统，交换周期长、适用范围广，对平原及山区的饮用水库均能起到良好的水质净化及保障作用，具有水质保障性能高、水体净化效果好、供水安全性高的优点，体现生态、低碳、环保等理念，具有很好的经济性、实用性及广泛的适用性，特别适合在原水水质不稳定、水库水体停留时间长、具有富营养化风险、供水保证率低、兼具应急蓄水功能的饮用水库内推广使用。技术中各组成具有以下功能和优点：

(1)水质自动监测机构

①水质自动监测机构设置在取水口及出水口处，以及库区水体可能存在风险的区域，根据水质自动监测的成果，对库区所有可控设备进行联合调度来保障库区水质是本发明水质保障的关键技术之一。

②当河道上游来水水质严重超标或者发生突发性水环境污染事故时，由上游水质自动监测机构示警，立即关闭所有的进水口门，迅速切断污染源，由库内蓄水向城镇应急供水。当库内水质监测站示警局部区域水质异常时，联合调度进水控制装置、表层水溢流设施、出水泵站及超越排放管闸门等，从加大局部区域水体流速，改善水体流态，增加水体净化能力，溢流及超越排放异常水体等角度开展合理调度，确保供水安全。

(2)进水调控机构

①设有多点进水通道，通过多个口门进水，可减小每个口门的进水流量，减少通道内水体的流速，增加预处理净化的停留时间，提高预处理净化效果，保证悬浮物沉淀效率，提高水体透明度，为后续水生态系统构建提供优质的来水。

②设有多点进水通道，与单口门进水相比，多个口门与水库相连，位置不是根据天然河道的位置确定的，主要是通过人工构建，将来水从1～2条水质相近的河道里引入水库，且每条进水通道的间隔基本一致，通道规模相似。每个口门之间相距一定距离，可确保口门处的水流流动性，将水库进水从单点大流量进水改为多点小流量进水，减少对入口的冲刷，且能改善多点入口处水流辐射范围内的水体流态，并带动口门附近相当大范围的水体流动，加大水体流速，减少水库的缓滞流区，极大的改善库区流态，提高库区水体自净能力。采用多点进水方式改善流态，无需耗电，环保节能，优势显著。

③设有多点进水通道，多个口门进水的调度灵活性高，结合风向和风力，根据库区不同位置的水质情况，可单开一个或者两个口门集中进水，局部增大水流来改善水库流态，也可打开所有口门分散进水，以确保库区具有良好的水动力条件，改善库区水体流态，增加水体的自净功能。

④设有水质预处理设施设置在进水通道上，采用原位净化的技术，对库区进水进行预处理，不占用陆域面积，充分利用了水域空间，强化了进水通道的功能。

⑤设有水质预处理设施对进入库区的水质进行预处理，采用一种或者多种措施组合，达到削减进入库区的污染物负荷、调节酸碱度、提升水体溶解氧或者增加水体透明度等目的，减少冲击负荷对水库水质的影响，满足水库生态系统稳定的需要。

(3)出水调控机构

①设有出水调控设施有利于将水体输送至水厂处理或通过出水泵站提升经超越排放管排放至河道。

②设有表层水溢流设施能够收集表层20cm以内的水体及漂浮物，防止少量藻类漂浮物聚集对水库水质的影响。

(4)库区水生态机构

①设有循环复氧装置，利用太阳能、风能、风光互补及少许电能作为复氧或者曝气设施的动力来源，低碳环保，节省能源。

②在库区水流不畅或基本无流速的区域设置微动力混合循环复氧设施，采用曝气方式，将空气中的氧气强制打入水体，上、中、下层的水体能局部混合，并带动周边水体的流动，改变缓滞流区的流态；或者采用循环复氧的方式，将水库底层的低溶解氧水体提升至表层，与空气接触后复氧，向下层水体流动，在垂向形成水流循环，提高水体溶解氧含量，增加水体流速，提升水体的自净功能，有效净化并维持缓滞流区的水质。

③设有循环复氧装置，作为多点进水技术的补充，将多点进水技术流态改善范围以外区域的水体进行调活，可确保库区无死角和死水。

④库区的形状及深度在满足蓄水库容的基础上，结合生态护岸建设、湖滨带构建等措施，构建健康稳定的水库水生态机构，其中湖滨带的范围及占据湖区的面积比越大，其对水体水质净化的功能就越强，生态系统越稳定。

⑤区别于一般的库区水生态机构构建，本发明强化了水生态机构的净化功能，增强湖滨带的构建要求，强调以种植沉水植物为主体净化水质，构建适合沉水植物生长的适宜生境。湖滨带80％以上的面积种植沉水植物，通过暖季水草及耐寒水草的搭配，形成一年四季均能常绿的水下净化机构，为微生物提供附着载体，增加水生态系统的净化功能。

附图说明

图1显示为本实用新型的饮用水水库的水质保障系统的基本原理结构示意图

图2显示为本实用新型的饮用水水库的水质保障系统的具体项目结构示意图

附图标记

1   水质自动监测机构

2   进水调控机构

21  多点进水通道

22  水流控制装置

3   水质预处理设施

4   库区水生态机构

41  生态护岸

42  湖滨净化带

44  循环复氧装置

5   出水调控机构

51  表层水溢流设施

511 连通管

52  出水调控设施

521 出水泵站

522 超越排放管

523 出水管

524 闸门

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1-2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1-2所示，本实用新型提供一种饮用水水库的水质保障系统，包括有水质自动监测机构1、进水调控机构2、库区水生态机构4、出水调控机构5；其中，所述水质自动监测机构1设置在水库的取水口、水库中心水流缓滞流区、出水口；所述进水调控机构2包括有多点进水通道21和水流控制装置22，所述多点进水通道21连通河道与水库，所述水流控制装置22设置在所述多点进水通道21中靠近河道一端的取水口；所述库区水生态机构4包括有循环复氧装置44，所述循环复氧装置44设置在水库中心水流缓滞流区；所述出水调控机构5包括有出水调控设施52和表层水溢流设施51，所述出水调控设施52设置在水库库区最大风频的上风向处，包括出水泵站521和超越排放管522，所述出水泵站521通过出水管523与水厂连接，所述超越排放管522设置在出水管521上并且另一端与河道相连通，所述出水管523与水厂、超越排放管522连接处分别设有闸门524；所述表层水溢流设施51设置在水库库区的最大风频或次大风频的下风向处，并通过连通管511与河道相连通。

所述多点进水通道21为从河道的不同位置开挖的两条以上与水库相连接的进水通道；或者所述多点进水通道21为从河道开挖一条与水库相连接的总进水通道，在总进水通道上设置两个以上的分进水通道连接水库。所述多点进水通道21中水流停留时间≥4-6小时。当多点进水通道21仅开一个通道时，确保70％的总取水量能从该通道通过，且停留时间不低于4小时。

所述进水通道的规格相同；所述进水通道的规格为3-10m×2-3m×10-100m(宽×深×长)。所述进水通道之间的间隔相同；所述进水通道之间的间隔距离≥30m，优选为30-50m。所述总进水通道的规格为为5-20m×3-4m×100-300m(宽×深×长)。所述分进水通道的规格相同；所述分进水通道的规格为3-10m×2-3m×10-50m(宽×深×长)。所述分进水通道之间的间隔相同；所述分进水通道之间的间隔距离≥30m，优选为30-50m。

所述水流控制装置22选自平面闸门、弧形闸门、人字闸门、拱形闸门、球形闸门、圆筒闸门、闸阀、球阀、混凝土坝与闸门组合、混凝土坝与阀门组合中任意一种。所述水流控制装置22可以实现完全开启和完全关闭，也可停留在一定的开启度上。通过闸门的启闭及不同开启度的调节，控制进入水库的进水流量及位置，用于改善缓滞流区的流态。

所述多点进水通道21中还设有水质预处理设施3；所述水质预处理设施3选自沉淀装置、増氧装置、微生物絮凝装置、生物膜净化装置、水生植物拦截净化装置、砾石坝拦截净化装置等中一种或多种组合。

所述出水泵站521的出水口设置在远离多点进水通道21及支流汇入口处；所述出水泵站521的出水口不设在夏季主风向的向风面的凹岸处，取水口处应有2.5m以上的水深，不要设在岸边的芦苇荡里，以免因水中动植物的吸入堵塞取水口并影响水质。所述出水泵站521出水采用自灌式吸水方式进行输送。所述超越排放管522的管径设置满足水库在2～5天内放空的要求；所述超越排放管522及出水管523上闸门524的口径与所在出水管523的直径一致。

所述表层水溢流设施51收集水面以下0-20cm处的漂浮物。所述表层水溢流设施51选自滗水装置、向上的铸铁喇叭口、可调节溢流堰中任意一种。

所述滗水装置或向上的铸铁喇叭口的下部通过软管与连通管511相连，溢流口在水面以下20cm处，所述滗水装置或向上的铸铁喇叭口的上部设置有浮体，漂浮在水中，随水位的变动而上下浮动。

所述可调节溢流堰的堰口根据水位变动情况可人工调节低于至水面以下10～20cm处。所述滗水装置及铸铁喇叭口的集水口向上设置，集水口总面积是连通管断面积的1.5～2倍。所述可调节溢流堰包括溢流井、可调节溢流进口挡水板、浮体及控制闸门；浮体设置在挡水板上，控制挡水板顶部的溢流层高度为10～20cm；控制阀设置在溢流井内，与所述连通管511相连，通过启闭度的调节来控制溢流堰的排水量。

所述连通管511选自防腐钢管、铸铁管、HDPE管、PPR管、UPVC管等一种或多种组合。

所述循环复氧装置44选自利用太阳能、风能或少量的电能驱动的高效增氧机、循环复氧机及曝气机等微动力混合循环复氧设施中任意一种。

所述库区水生态机构4还包括有生态护岸41和湖滨净化带42，所述生态护岸41采用护岸材料构建在水库库周，所述湖滨净化带42与生态护岸41相连接，构建在生态护岸41靠近水域一侧。所述护岸材料选自植生土坡、多孔性生态混凝土块、叠石、抛石、网垫植被、生态膜袋、填充砾石的石笼网箱等天然或人工材料中的一种或多种组合。

所述湖滨净化带42的范围包含库周的浅水区、水位波动带及陆域绿化带。

以下通过实施例对本实用新型的一种水质保障方法进行阐述。

具体地，如图2所示，河道中原水通过5个进水通道21分别进入库区，每个进水通道21上分别设置水流控制装置22，用于控制河道的进水流量。

具体地，在库周建设生态护岸41，选用石笼格宾网填充砾石作为护坡，一方面可以抵抗风浪的冲击，另一方面砾石的空隙中能生长出植物，具有水土保持，陆域拦截的作用，同时砾石上可以滋生生物膜，可起到生物净化的作用。

具体地，在库周构建50～100m的湖滨净化带42，湖滨净化带42水深最深为1.5m，水深30cm以内种植挺水植物，如水葱、香蒲、芦苇、水生美人蕉等；水深30～80cm范围内种植浮叶植物睡莲；水深80～150cm范围内种植沉水植物，如轮叶黑藻、马来眼子菜、狐尾藻、菹草、苦草、聚藻等。

具体地，在库内设置循环复氧装置44，平均放置10台太阳能循环复氧机，提升库区溶解氧、改善水质分层，抑制藻类聚集。

具体地，运行时，当水库的取水口的水质自动监测机构1监测水质正常时，开启五个水流控制装置22，控制原水流态，增加原水自净功能，使原水经河道进入多点进水通道21；水流在进水通道21的总停留时间为6-8h，顺水流方向设置有水质预处理设施3，其中，先设置沉淀装置，水力停留时间为2h，将水中粗悬浮物颗粒物沉淀，提高水体透明度，减少颗粒物携带的污染物入库；沉淀后的水体经过増氧装置，利用微泡增氧机将水体的溶解氧提升至5mg/L，为水库中的水生动物提供良好的溶氧条件。经过水质预处理的水体，流入水库，通过生态护岸41、湖滨净化带42对水体进行进一步的净化。再通过太阳能循环复氧机提升库区溶解氧、改善水质分层，抑制藻类聚集。若水库发生藻类聚集，在风向的作用下，聚集到库区的最大风频或次大风频下风向处，开启表层水溢流设施51，将水面以下0-20cm处的水体及携带的藻类通过连通管511放至外河，避免对水库水质的影响。当水库的出水口的水质自动监测设施1监测水质也正常后，通过在水库最大风频的上风向靠近水厂处的出水泵站521，采用自灌式吸水，经出水管523将水库底层的水输送至水厂处理，避免水库出现短流。

运行时，当水库的取水口的水质自动监测机构1监测水质异常时，立即关闭五个水流控制装置22，分隔外部河道与水库，利用水库蓄水连续向水厂供水。

运行时，当在水库库区监测水质异常且出水口监测水质正常时，增大水流控制装置22的开启度，使原水流入水库，开启太阳能循环复氧机提升库区溶解氧、改善水质分层，抑制藻类聚集，再经所述出水泵站521，通过出水管523输送至水厂处理；

运行时，当水库的出水口的水质自动监测机构1监测水质异常时，水体中叶绿素含量是正常值3倍以上、而其他指标达标时，开启表层水溢流设施51，将水面以下0-20cm处的水体及携带的藻类通过连通管511放至外河道。

运行时，当水库的出水口的水质自动监测机构1监测水质异常时，水体中污染物指标超过集中式饮用水水源地标准限值1.5倍以上时，立即关闭所述水流控制装置22，并关闭水库最大风频的上风向靠近水厂处设置的出水调控设施52中出水泵站521至水厂的阀门524，打开所述出水泵站521的超越排放管522的阀门524，采用自灌式吸水，将水库中水通过超越排放管522将水体提升排放至外河道，最后开启水流控制装置22重新充水。

使用本实用新型方法处理饮用水水库的水质，运行正常，未爆发过大规模藻类聚集现象，具体效果数据见表1。

由表1可知，在运行期间，进水基本为地表水IV类，主要超标指标为COD_Mn、DO、TP及TN，本案例中对TN、TP、NH₃-N、COD_Mn及SS有较好的去除效果，平均总去除率分别为73.0％、82.6％、70.0％、35.4％及85.9％，出水透明度可提升71.4％；DO在无机械增氧的条件下平均提升162.9％；出水pH值一直保持在6～9之间，出水水质全年稳定达到地表水集中式水源地供水水质III类标准，大部分指标达到了地表水II类标准，确保了水库的供水安全。并且，在首汛及上游突发性水污染事件时，能够迅速关闭进水闸门，切断外河进水，利用水库蓄水向水厂供水7～10天，确保了供水安全，社会效益十分显著。

表1 净化效果评价表

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种饮用水水库的水质保障系统，其特征在于，包括有水质自动监测机构(1)、进水调控机构(2)、库区水生态机构(4)、出水调控机构(5)；其中，所述水质自动监测机构(1)设置在水库的取水口、水库中心水流缓滞流区、出水口；所述进水调控机构(2)包括有多点进水通道(21)和水流控制装置(22)，所述多点进水通道(21)连通河道与水库，所述水流控制装置(22)设置在所述多点进水通道(21)中靠近河道一端的取水口；所述库区水生态机构(4)包括有循环复氧装置(44)，所述循环复氧装置(44)设置在水库中心水流缓滞流区；所述出水调控机构(5)包括有出水调控设施(52)和表层水溢流设施(51)，所述出水调控设施(52)设置在水库库区最大风频的上风向处，包括出水泵站(521)和超越排放管(522)，所述出水泵站(521)通过出水管(523)与水厂连接，所述超越排放管(522)设置在出水管(521)上并且另一端与河道相连通，所述出水管(523)与水厂、超越排放管(522)连接处分别设有闸门(524)；所述表层水溢流设施(51)设置在水库库区的最大风频或次大风频的下风向处，并通过连通管(511)与河道相连通。

2.根据权利要求1所述的一种饮用水水库的水质保障系统，其特征在于，所述多点进水通道(21)为从河道的不同位置开挖的两条以上与水库相连接的进水通道；或者所述多点进水通道(21)为从河道开挖一条与水库相连接的总进水通道，在总进水通道上设置两个以上的分进水通道连接水库。

3.根据权利要求1所述的一种饮用水水库的水质保障系统，其特征在于，所述水流控制装置(22)选自平面闸门、弧形闸门、人字闸门、拱形闸门、球形闸门、圆筒闸门、闸阀、球阀、混凝土坝与闸门组合、混凝土坝与阀门组合中任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种饮用水水库的水质保障系统，其特征在于，所述多点进水通道(21)中还设有水质预处理设施(3)；所述水质预处理设施(3)选自沉淀装置、増氧装置、微生物絮凝装置、生物膜净化装置、水生植物拦截净化装置、砾石坝拦截净化装置等中一种或多种组合。

5.根据权利要求1所述的一种饮用水水库的水质保障系统，其特征在于，所述出水泵站(521)的出水口设置在远离多点进水通道(21)及支流汇入口处。

6.根据权利要求1所述的一种饮用水水库的水质保障系统，其特征在于，所述超越排放管(522)及出水管(523)上闸门(524)的口径与所在出水管(523)的直径一致。

7.根据权利要求1所述的一种饮用水水库的水质保障系统，其特征在于，所述表层水溢流设施(51)选自滗水装置、向上的铸铁喇叭口、可调节溢流堰中任意一种。

8.根据权利要求1所述的一种饮用水水库的水质保障系统，其特征在于，所述循环复氧装置(44)选自利用太阳能、风能或电能驱动的高效增氧机、循环复氧机及曝气机等微动力混合循环复氧设施中任意一种。

9.根据权利要求1所述的一种饮用水水库的水质保障系统，其特征在于，所述库区水生态机构(4)还包括有生态护岸(41)和湖滨净化带(42)，所述生态护岸(41)采用护岸材料构建在水库库周，所述湖滨净化带(42)与生态护岸(41)相连接，构建在生态护岸(41)靠近水域一侧。