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水質(zhì)狀況評價論文 水質(zhì)評價篇一
一、研究背景和意義
紡織工業(yè)是我國的傳統(tǒng)支柱工業(yè)之一，也是出口創(chuàng)匯較多的行業(yè)之一，目前我國占有15%左右的國際市場份額，是世界上最大的紡織品出口國。經(jīng)過多年建設(shè)，紡織工業(yè)基本成為一個門類較齊全、布局較合理、原料和設(shè)備基本立足于國內(nèi)、生產(chǎn)技術(shù)達到一定水平的工業(yè)部門。產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展能力不斷增強，已形成棉、毛、絲、麻、化纖、服裝、紡織機械等行業(yè)較為完整的系列體系。
紡織工業(yè)按加工的原料、產(chǎn)品的品種和產(chǎn)品的加工用途等不同，主要分為上游、中游、下游三類產(chǎn)業(yè)，紡織工業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)主要指各類纖維生產(chǎn)和加工，如天然纖維的棉花、羊毛和各類化學(xué)纖維等生產(chǎn)領(lǐng)域；中游產(chǎn)業(yè)指紡紗、織布、染色等生產(chǎn)領(lǐng)域；下游產(chǎn)業(yè)主要指服裝加工等生產(chǎn)領(lǐng)域。
染色行業(yè)作為紡織工業(yè)中的中游行業(yè)，在紡織工業(yè)中起到承上啟下的作用，即將各類纖維加工制造的坯布，通過染色和印花工藝生產(chǎn)出各類帶色彩和圖案的織物。在染色業(yè)中，棉紡染色業(yè)是最大的行業(yè)。染色行業(yè)作為濕法加工行業(yè)，其生產(chǎn)過程中用水量較大，據(jù)不完全統(tǒng)計。我國染色廢水排放量約為每天300萬～400萬立方米，染色廠每加工100米織物，產(chǎn)生廢水量3～5立方米。而且，染色廢水成份復(fù)雜，含有的多種有機染料難降解，色度深，對環(huán)境造成非常嚴(yán)重的威脅。
隨著工業(yè)化的不斷深入，全球性的環(huán)境污染日益破壞著地球生物圈幾億年來形成的生態(tài)平衡，并對人類自身的生存環(huán)境存在威脅。由于逐漸加重的環(huán)境壓力，世界各國紛紛制定嚴(yán)格的環(huán)保法律、法規(guī)和各項有力的措施，我國作為世界大國，對環(huán)境保護也越來越重視，并向國際社會全球性環(huán)境保護公約作出了自己的承諾。
二、廢水處理方法分類
根據(jù)使用技術(shù)措施的作用原理和去除對象，廢水處理法可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法三類。具體如下：
1.廢水的物理處理法
利用物理作用進行廢水處理，主要目的是分離去除廢水中不溶性的懸浮顆粒物。主要工藝有：
水質(zhì)狀況評價論文 水質(zhì)評價篇二
zhaowenyu1,2wangqishan1zhaoyuming3cuihaitao3liuchengjian3
sunzengfeng1zhengliyan1wulibo1
abstract:theprojectofyellowriverspanisionfortianjin(alsocalledyin-huang-ji-jinproject)ⅲ.
keywords:bei-da-gangreservoir;watersalinization;masstransfertheory；preventionmeasures
1“引黃水”在北大港水庫蓄存前后鹽度變化情況
“引黃濟津”工程是國家為解決天津市水資源嚴(yán)重潰缺問題而實施的一項重要應(yīng)急措施[1]，“南水北調(diào)”工程是國家為解決北方缺水問題而制定的一項具有戰(zhàn)略意義的重要決策。北大港水庫作為“引黃濟津”工程和“南水北調(diào)”工程東線備用方案的調(diào)蓄水庫，研究“引黃”、“引江”的淡水（目前只有“引黃水”）在北大港水庫蓄存期咸化機理有重大的現(xiàn)實意義與深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。
北大港水庫是位于天津市大港區(qū)的一座大型平原水庫。大港區(qū)是由退海形成的濱海平原地區(qū)。北大港水庫所在地區(qū)在歷史上為洪瀝水沖積之古瀉湖、逐漸演變?yōu)楹＿M海退鹽堿荒蕪的漬水之地，后經(jīng)人工圍堰建壩形成現(xiàn)存規(guī)模的北大港水庫[2]。“引黃水”在北大港水庫蓄存一段時間后水質(zhì)與原黃河水水質(zhì)有很大的差異，特別是其鹽度（本文只考察氯離子濃度）變化很大。由表1可明顯看出，“引黃水”在北大港水庫蓄存一段時間后，氯離子濃度逐步增加。
2傳質(zhì)理論簡述
質(zhì)量傳遞是屬于傳遞現(xiàn)象的范疇，傳遞現(xiàn)象是自然界和工程技術(shù)中普遍存在的現(xiàn)象。質(zhì)量傳遞是物系中一個或幾個組分由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)轉(zhuǎn)移的一種現(xiàn)象，描述質(zhì)量傳遞現(xiàn)象定律為費克定律[3]，表達式如下：
表1引水期間“引黃水”與在北大港水庫中蓄存一段時間后的“引黃水”氯離子濃度比較
“yin-huang”waterbetweenthedrawingwaterperiodandsometimeafterbeingstoriedinbei-da-gangreservoir
“引黃水”入庫前氯離子濃度(單位：mg/l)
“引黃水”入庫后氯離子濃度(單位：mg/l)
取樣點
取樣日期
氯離子濃度
取樣點
取樣日期
氯離子濃度
南運河九宣閘(“引黃濟津”工程天津市入口)
2003-9-23
2003-10-10
2003-10-21
2003-10-31
2003-11-12
2003-11-21
2003-12-18
2003-12-31
2004-1-5
十號口門(北大港水庫向天津市供水出口)
2003-8-17
2003-10-1
2003-10-31
2003-11-11
2003-12-1
2004-2-2
2004-2-25
2004-4-19
2004-5-11
697
598
184
177
155
155
175
237
258
注：(1)摘自天津市環(huán)保局監(jiān)測中心提供的第八次“引黃濟津”沿線水質(zhì)監(jiān)測成果表。
(2)地面飲用水ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中氯離子濃度≤250mg/l。
(3)第八次“引黃濟津”于2003年9月22日“引黃水”進入天津市，于2004年1月6日結(jié)束。
(2)
式中：ja—在y方向上相對于質(zhì)量平均速度的質(zhì)量，kg/s·m2；
dab—物質(zhì)a在物質(zhì)b中的擴散系數(shù)，m2/s；
dρa/dy—在y方向的濃度梯度kg/m3·m。
3“引黃水”水質(zhì)咸化機理分析
土壤的影響
北大港水庫周邊地區(qū)及庫底土壤屬于鹽化土壤，其含鹽量一般在?！耙S水”進入北大港水庫后，必然滲入土壤的孔隙中，形成了土壤水。顯然，土壤水與水庫中“引黃水”是連通的。根據(jù)溶解理論，土壤顆粒中所含的鹽分必然溶入土壤水中，這樣在土壤水與水庫中“引黃水”之間就形成了鹽度梯度，根據(jù)質(zhì)量傳遞理論，鹽分將從鹽度高的土壤水中擴散到鹽度低的水庫“引黃水”中，造成“引黃水”鹽度增加。因此，鹽化土壤是“引黃水”水質(zhì)咸化的一個源(圖1)。
圖1北大港水庫水質(zhì)咸化機理模型示意圖----蒸發(fā)濃縮作用與傳質(zhì)作用
aboutevaporationconcentratingandmasstransfer
水文地質(zhì)情況的影響
大港區(qū)是天津水文地質(zhì)分區(qū)最下游的一個區(qū)，其地下水的埋藏條件、富水性及水質(zhì)等特征，均系最差者。大港區(qū)第四系淺層水，水位埋深為米，水化學(xué)類型主要為氯化鈉型水，地下水中氯離子濃度高達1500mg/l[2]。北大港水庫庫區(qū)的地下水將會通過土壤孔隙與“引黃水”相連，地下水的含鹽量高于“引黃水”的含鹽量。同樣根據(jù)傳質(zhì)理論，由于存在鹽度梯度，地下水中的鹽將向“引黃水”中擴散，造成“引黃水”鹽度增加。因此，含鹽量高的地下水是“引黃水”水質(zhì)咸化的另一個源。
氣象條件的影響
大港區(qū)瀕臨渤海，處于大陸性與海洋性氣候的過渡帶，屬溫暖帶大陸性季風(fēng)型氣候，季風(fēng)顯著，四季分明，春季多風(fēng)少雨，夏季濕熱多雨，秋季干燥氣爽，冬季寒冷少雪。
蒸發(fā)量與降雨量的影響
由圖2知，大港區(qū)年蒸發(fā)量大于年降雨量(年平均差值達1400mm)，如果在一年之內(nèi)沒有補充新的“引黃水”，則庫區(qū)水量就會減少。由于蒸發(fā)作用只帶走水，不帶走鹽分，則剩下的水體中的鹽的濃度就會增加，這就是蒸發(fā)濃縮作用。因此，蒸發(fā)濃縮作用是造成“引黃水”水質(zhì)咸化的另一個原因(圖1)。
圖21974年至2001年大港區(qū)年蒸發(fā)量與年降雨量對照圖
風(fēng)的影響
大港區(qū)位于季風(fēng)氣候區(qū)，并且由于大港區(qū)臨海，幾乎每天都有風(fēng)。風(fēng)是引起水體混合的重要因素，當(dāng)風(fēng)吹過水面時，對水面產(chǎn)生剪切應(yīng)力，形成風(fēng)浪，并產(chǎn)生風(fēng)吹流，同時形成垂直環(huán)流和水平環(huán)流［］。由風(fēng)形成的風(fēng)浪和環(huán)流，對水體產(chǎn)生強烈的攪拌作用，這將會加速鹽從庫底土壤和地下水向“引黃水”中的擴散速度，從而加快“引黃水”水質(zhì)咸化速度。另外，風(fēng)的存在還會加快水分蒸發(fā)的速度[6]，從另一個角度加快“引黃水”水質(zhì)咸化速度。此外，風(fēng)還吹起部分水庫周圍的鹽化懸浮土粒進入水庫，也會增加“引黃水”的含鹽量。
“引黃水”入庫前原存水水質(zhì)及水量的影響
由、和的闡述知，在“引黃水”進入水庫前，水庫原存水（或是上次“引黃水”剩余水，或是蓄洪水）的含鹽量必定很高，氯化物含量超過地面水源ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)（表1中2003年8月17日水樣即為2002年“引黃水”剩余水）。另外，由于北大港水庫是一個天然低洼地經(jīng)人工圍堰形成的水庫，其庫底地形凹凸不平，因此不可能將水庫原存水排盡，這樣原有含鹽量很高的水就會和含鹽量很低的“引黃水”混合，造成“引黃水”水質(zhì)咸化。通過簡單的計算可知，原存水含鹽量越高，水量越大，在總庫容一定的情況下，混合水水質(zhì)咸化程度越大。
4減緩“引黃水”水質(zhì)咸化速度的工程措施建議
由于“引黃濟津”工程要求實施八個月才能解決天津市供水問題，往年由于北大港水庫水質(zhì)咸化問題到第六或第七個月開始水體中氯離子濃度就超過地表水ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(≤250mg/l)，而不得不提前中止供水，浪費了大量的水資源。
根據(jù)上述對“引黃水”在北大港水庫蓄存一段時間后水質(zhì)咸化機理的分析可知，北大港水庫所處的自然地理條件和氣象條件是影響水質(zhì)咸化的主要因素。當(dāng)然，我們不能改變這些客觀條件，但我們可以根據(jù)質(zhì)量傳遞理論，對北大港水庫采取一些工程措施，減緩“引黃水”水質(zhì)咸化的速度，以期達到“引黃濟津”工程要求實施八個月時間內(nèi)對水質(zhì)的要求，或者盡量減少廢棄水量、節(jié)約水資源。
建議措施一：建議在保證總蓄水庫容的情況下，縮小水庫面積，增加水庫的水深，將有利于減緩“引黃水”水質(zhì)咸化的速度，理由如下：
(1)假設(shè)庫底鹽化土壤土質(zhì)均勻，則其傳質(zhì)通量為定值。縮小面積可以減少水體與庫底鹽化土壤的接觸面，減少了庫底鹽化土壤傳入水體中鹽的總量，在引黃水總體積一定的情況下，就降低了引黃水中鹽的濃度，也就是減緩水質(zhì)咸化的速度。
(2)蒸發(fā)量是以mm計，但蒸發(fā)損失水的體積與水體表面面積成正比。因此，縮小水庫面積可以減少由于蒸發(fā)而損失的水量，減輕蒸發(fā)濃縮作用造成的水質(zhì)咸化速度。
建議措施二：整平庫底或在庫內(nèi)挖掘一些導(dǎo)流溝，盡量將“引黃水”入庫前的原存水排盡。也就是說，在“引黃水”與原存水的混合水水量為定值時（即北大港水庫總庫容為定值），高含鹽量的原存水量越小，則“引黃水”水質(zhì)咸化的程度越小。
參考文獻:
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