基于水質(zhì)水動力模型的人工調(diào)蓄池高質(zhì)量供水研究

摘要：為充分總結(jié)人工調(diào)蓄池工程高質(zhì)量供水技術(shù)經(jīng)驗，基于南水北調(diào)亦莊調(diào)節(jié)池工程運(yùn)行實踐，對其供水現(xiàn)狀和2017～2023年的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，對水源補(bǔ)給、常態(tài)化供水量、水體空間分布等因素對水質(zhì)質(zhì)量的影響進(jìn)行研究，構(gòu)建水質(zhì)水動力模型模擬變化趨勢，總結(jié)人工調(diào)蓄池高質(zhì)量供水實踐經(jīng)驗，并提出長效改進(jìn)建議。結(jié)果表明：① 亦莊調(diào)節(jié)池為人工蓄水池，受調(diào)度需求影響，來水停留時間不穩(wěn)定，水體氮磷營養(yǎng)鹽、有機(jī)物、葉綠素自身的季節(jié)性變化規(guī)律并不明顯。② 水量補(bǔ)給對水質(zhì)質(zhì)量影響較大，當(dāng)單次補(bǔ)水量達(dá)到10.0萬m3以上時，氨氮濃度從0.40 mg/L降低至0.21 mg/L，降低近50%，總氮濃度從1.40 mg/L降低至0.90 mg/L，下降36%左右。當(dāng)單次補(bǔ)水量低于10.0萬m3時，葉綠素a平均濃度約為7.00 μg/L；當(dāng)單次補(bǔ)水量達(dá)到20.0萬m3以上時，葉綠素a平均濃度約為3.00 μg/L；持續(xù)向水廠供水20.0萬m3/d的運(yùn)行狀態(tài)下，葉綠素a平均濃度約為2.50 μg/L。③ 在常態(tài)化日供水量控制在20.0萬m3及以上（人工調(diào)蓄池總調(diào)蓄容積的8%左右）時，采取調(diào)節(jié)池一期、二期聯(lián)合調(diào)度供水模式，延長水流路徑，充分交換水體，通過以空間換時間的策略實現(xiàn)凈化水質(zhì)的目的，可同時滿足供水需求和水體質(zhì)量維持需求。研究成果可為水利工程人工調(diào)蓄池高質(zhì)量供水的運(yùn)行管理提供參考。

關(guān) 鍵 詞：人工調(diào)蓄池； 水質(zhì)水動力模型； 高質(zhì)量供水； 亦莊調(diào)節(jié)池； 南水北調(diào)中線工程

中圖法分類號： TV68

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2025.02.002

0 引 言

高質(zhì)量發(fā)展是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的首要任務(wù)，水利是實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展這一首要任務(wù)的基礎(chǔ)性支撐和重要帶動力量，扎實推動新階段水利高質(zhì)量發(fā)展，以水利高質(zhì)量發(fā)展支撐經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展，是全面推進(jìn)中國式現(xiàn)代化、全面推進(jìn)中華民族偉大復(fù)興的重要舉措^［1-2］。人工調(diào)蓄池工程作為現(xiàn)代水利工程系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)揮著供水、調(diào)蓄、改善水質(zhì)等作用^［3］，其高質(zhì)量運(yùn)行、最大程度發(fā)揮效益對下游受水地區(qū)成本控制、安全取水、優(yōu)質(zhì)用水的影響重大，可極大提升人民群眾幸福感、獲得感，助力實現(xiàn)中國式現(xiàn)代化^［4］。

目前關(guān)于人工調(diào)蓄池工程設(shè)計、施工建設(shè)等研究較多，針對其運(yùn)行管理過程中如何更高質(zhì)量供水的技術(shù)經(jīng)驗研究相對較少。李軍等^［5］提出做好水利工程管理改革工作要堅持統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，優(yōu)化工程配置，實現(xiàn)水利工程的科學(xué)調(diào)度，整合優(yōu)質(zhì)資源，提高水土資源利用效率。張曉健等^［6］總結(jié)了如何通過自來水廠原水調(diào)蓄池的建設(shè)，實現(xiàn)應(yīng)對水源突發(fā)污染的水質(zhì)預(yù)警與原水水質(zhì)控制，避免污染原水進(jìn)入水廠，顯著提升了供水水質(zhì)安全保障水平。熊園等^［7］采用InfoWorks ICM排水模型建立區(qū)域概化水文模型，模擬徑流污染特征，基于污染物變化特征和區(qū)域用地限制提出了適宜的調(diào)蓄池運(yùn)行規(guī)則，為水質(zhì)調(diào)蓄池智能運(yùn)行提供了技術(shù)支撐。

南水北調(diào)工程是緩解中國北方水資源緊缺的重大戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，是一項跨流域、跨省市的特大型水利工程^［8］。北京市南水北調(diào)亦莊調(diào)節(jié)池工程是典型的人工調(diào)蓄池水利工程，本文以其運(yùn)行實踐為例，分析調(diào)節(jié)池供水現(xiàn)狀，研究水源補(bǔ)給、常態(tài)化供水量、水體空間分布等因素對水質(zhì)質(zhì)量的影響，總結(jié)人工調(diào)蓄池高質(zhì)量供水實踐經(jīng)驗，提出長效改進(jìn)建議，在現(xiàn)有水質(zhì)達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高供水質(zhì)量，不斷滿足人民群眾從“有水喝”到“喝好水”^［9］的高品質(zhì)生活需求，為水利工程人工調(diào)蓄池高質(zhì)量供水的運(yùn)行管理提供技術(shù)參考。

1 運(yùn)行現(xiàn)狀

1.1 工程概況

亦莊調(diào)節(jié)池工程是北京市南水北調(diào)配套工程供水環(huán)路的調(diào)蓄池之一^［10］，主要為亦莊水廠供水，工程總占地98.6 hm2，水面面積57.4 hm2，調(diào)蓄容積260萬m3（圖1）。工程分兩期建設(shè)，一期水面面積15.4 hm2，調(diào)蓄容積52.5萬m3，底部為防滲膜鋪墊，表層布設(shè)方磚，池壁采用同樣結(jié)構(gòu)建設(shè)，主要建筑物包括一期調(diào)節(jié)池、進(jìn)水口、泵站等；二期蓄水面積42.0 hm2，調(diào)蓄容積207.5萬m3，池底采用開挖砂質(zhì)粉土與土工膜復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)，池坡采用鋼筋混凝土擋墻，主要建筑物包括二期調(diào)節(jié)池、進(jìn)水口等。

1.2 供水情況

亦莊調(diào)節(jié)池一期自2015年7月蓄水，調(diào)節(jié)池二期自2020年4月蓄水。2021年5月，由調(diào)節(jié)池一期開始向亦莊水廠常態(tài)化供水，初期供水量約10萬m3/d；2022年6月至今，調(diào)整為由調(diào)節(jié)池一期、二期聯(lián)合供水，供水量約（17～20）萬m3/d，供水路由見圖2。

2 影響供水質(zhì)量的因素分析

2017～2023年，連續(xù)對亦莊調(diào)節(jié)池水體的總磷、總氮、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、高錳酸鹽指數(shù)、總有機(jī)碳、葉綠素a以及浮游植物和浮游動物等10項指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測（調(diào)節(jié)池二期于2020年4月蓄水后開始監(jiān)測），監(jiān)測頻次為每月1次，其中每年6～9月期間水生態(tài)指標(biāo)加密為每周1次。采樣點選取包括位于調(diào)節(jié)池一期的1號連通閘、2號連通閘、亦莊1號取水口、導(dǎo)流墻共計4處點位，位于調(diào)節(jié)池二期的2號進(jìn)水口、景觀橋、3號進(jìn)水口、亦莊2號取水口、2號退水溢流口共計5處點位。評價標(biāo)準(zhǔn)參考GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》^［11］，總氮不參評。

2.1 水源補(bǔ)給對供水水質(zhì)的影響

2.1.1 氮磷營養(yǎng)鹽濃度變化

從圖3可以看出，調(diào)節(jié)池常態(tài)化向水廠供水前，水體更新緩慢，氮磷營養(yǎng)鹽濃度逐步增大，補(bǔ)水后階段性降低。僅調(diào)節(jié)池一期（蓄水容積52.5萬m3）補(bǔ)水量達(dá)10.0萬m3以上對總氮和氨氮有降低效果，氨氮濃度從0.40 mg/L降低至0.21 mg/L，接近50%；總氮濃度從1.40 mg/L降低至0.90 mg/L，下降36%左右。

2021年，調(diào)節(jié)池常態(tài)化向水廠供水后，氮磷營養(yǎng)鹽濃度呈先增長后降低的趨勢，這主要是2019年換水后較長一段時間未進(jìn)行水源補(bǔ)給，靜態(tài)水存放時間久營養(yǎng)鹽濃度增大，隨著常態(tài)化供水不斷更新水源，后又逐漸降低。

從季節(jié)性變化分析，氮磷濃度一般在夏秋季偏高，主要是受到溫度、光照、降雨等影響，造成有機(jī)鹽累積，但因受補(bǔ)水影響更大，季節(jié)性變化規(guī)律尚不明顯。可見，對于人工調(diào)蓄池，不斷更新水源是維持營養(yǎng)鹽穩(wěn)定在較低水平、保持水質(zhì)質(zhì)量的有效措施。

2.1.2 有機(jī)物濃度變化

從圖4（a）可見，由調(diào)節(jié)池常態(tài)化向水廠供水前，夏季高溫高錳酸鹽指數(shù)時有超標(biāo)，總有機(jī)碳也不斷升高，2019年補(bǔ)水36.4萬m3后二者均明顯降低并趨于穩(wěn)定，可見水量補(bǔ)給對調(diào)節(jié)池有機(jī)物濃度影響較大。

常態(tài)化供水后，高錳酸鹽指數(shù)變化不大，基本在2.0～3.5 mg/L之間；但2022年夏季總有機(jī)碳濃度波動較大，最高達(dá)到33.4 mg/L，考慮到運(yùn)行條件較之前變化不大，結(jié)合其他指標(biāo)變化平穩(wěn)，推測總有機(jī)碳的增加受當(dāng)時來水影響較大。為此，對調(diào)節(jié)池進(jìn)水（位于調(diào)節(jié)池二期2號進(jìn)水口）有機(jī)物濃度進(jìn)行檢測，結(jié)果表明，進(jìn)水中總有機(jī)碳濃度達(dá)到23.3 mg/L，說明夏季水體總有機(jī)碳指標(biāo)升高與來水濃度密切相關(guān)。后期，隨著水源不斷更新，總有機(jī)碳又降低并趨于平穩(wěn)，也驗證了上述結(jié)論。可見保持一定量常態(tài)化供水可以有效保持有機(jī)物濃度穩(wěn)定，從而保障供水質(zhì)量優(yōu)良。

2.1.3 葉綠素a濃度變化

由圖4（b）可見，葉綠素a濃度一般在秋季較高，應(yīng)是溫度適宜、光照充裕導(dǎo)致，但葉綠素a濃度與調(diào)節(jié)池補(bǔ)水的關(guān)系更為密切，間接補(bǔ)水狀態(tài)下，當(dāng)單次補(bǔ)水量低于10.0萬m3時，葉綠素a平均濃度約為7.00 μg/L；當(dāng)單次補(bǔ)水量達(dá)到20.0萬m3以上時，葉綠素a平均濃度約為3.00 μg/L；持續(xù)向水廠供水的連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下，葉綠素a平均濃度約為2.50 μg/L。可見，補(bǔ)水能夠在一定程度上降低水體葉綠素a濃度，波動范圍在2.00～9.50 μg/L之間。

亦莊調(diào)節(jié)池為人工蓄水池，受調(diào)度需求影響，來水停留時間不穩(wěn)定，從氮磷營養(yǎng)鹽、有機(jī)物、葉綠素的年際變化情況可見，其季節(jié)性變化規(guī)律并不明顯，而水量補(bǔ)給對人工調(diào)蓄池水質(zhì)質(zhì)量影響更大。因此，充分發(fā)揮調(diào)蓄池分水功能，常態(tài)化向水廠供水，不斷更新水源，是維持水質(zhì)良好的有效措施，是保持高質(zhì)量供水的有效保障。

2.2 常態(tài)化供水量對供水水質(zhì)的影響

結(jié)合圖5，從2022年供水情況來看，1～6月僅由調(diào)節(jié)池一期向水廠供水，日供水量11.5萬～18.5萬m3，主要水質(zhì)指標(biāo)基本可維持地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)^［12］；7月后，由調(diào)節(jié)池一期、二期聯(lián)合向水廠供水，日供水量達(dá)17.3萬～25.6萬m3時，水質(zhì)指標(biāo)值降低可達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)明顯提升。

可見亦莊調(diào)節(jié)池每日進(jìn)出水量不宜低于12.0萬m3，為實現(xiàn)更高質(zhì)量供水，建議日供水量控制在20.0萬m3及以上（總調(diào)蓄容積的8%左右），且采取一、二期聯(lián)合調(diào)度供水模式。

對于人工調(diào)蓄池，保持總調(diào)蓄容積8%左右的常態(tài)化供水量，既可以滿足市政取水需求，又能有效維持水體質(zhì)量。

2.3 水體空間分布對供水質(zhì)量的影響

2.3.1 氮磷營養(yǎng)鹽濃度變化

如圖6～7所示，2022年亦莊調(diào)節(jié)池二期5個監(jiān)測點的總氮平均濃度為1.01 mg/L，一期4個監(jiān)測點的總氮平均濃度為0.86 mg/L，一期和二期的總氮濃度存在17%的差值，從含氮營養(yǎng)鹽的組分分析，主要是硝酸鹽氮濃度存在差異。各個監(jiān)測點總磷濃度均低于0.01 mg/L，濃度差異不大。

2.3.2 有機(jī)物和葉綠素a濃度變化

如圖8所示，調(diào)節(jié)池2號退水溢流口的高錳酸鹽指數(shù)和總有機(jī)碳濃度均高于其他監(jiān)測點，二期景觀橋的葉綠素a濃度高于其他監(jiān)測點。

從空間差異分析可見，調(diào)節(jié)池各區(qū)域硝酸鹽氮、高錳酸鹽指數(shù)、總有機(jī)碳和葉綠素a分布并不均勻，存在水流緩滯區(qū)，緩滯區(qū)一般富營養(yǎng)化程度相對較高，水質(zhì)質(zhì)量下降。

3 水質(zhì)水動力模型模擬分析

3.1 水動力模型構(gòu)建

3.1.1 網(wǎng)格生成和地形插值

采用MIKE 21^［13-14］的Mesh Generator^［15］工具進(jìn)行網(wǎng)格生成。設(shè)置最大網(wǎng)格面積為400 m2、最小角度為30°，計算區(qū)域內(nèi)共生成2 602個網(wǎng)格和1 419個節(jié)點。利用地形資料，通過Mesh Interpolate功能進(jìn)行插值，生成模型所需的高程文件。模擬時段設(shè)定為2022年1月1日至12月31日，時間步長設(shè)置為60 s。在水動力模塊參數(shù)配置中，最小時間步長設(shè)為0.01 s，最大時間步長為60 s，CFL數(shù)設(shè)定為0.8。

對于干濕邊界參數(shù)，采用程序默認(rèn)值，其中干水深hdry設(shè)為0.005 m，淹沒水深hflood設(shè)為0.05 m，濕水深hwet設(shè)為0.1 m。結(jié)合實際經(jīng)驗，糙率取值范圍確定為0.02～0.03。

3.1.2 參數(shù)率定

利用亦莊調(diào)節(jié)池水位數(shù)據(jù)進(jìn)行率定，結(jié)果的評估采用百分比偏差系數(shù)作為關(guān)鍵指標(biāo)，其計算公式^［16］如下：

PBIAS=ni=1（iOBS-iSIM）ni=1iOBS×100%

（1）

式中：iOBS為實測值；iSIM為模擬值。

運(yùn)行MIKE 21 HD模型，通過對比分析模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)，對模型曼寧系數(shù)進(jìn)行了率定，最終確定模型曼寧系數(shù)為35 m^1/3/s。

率定結(jié)果如圖9所示，調(diào)節(jié)池內(nèi)水位模擬的百分比偏差系數(shù)為0.04%，最大水位偏差為6 cm，表明模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)之間具有高度的一致性。因此，可以認(rèn)為該模型基本滿足研究要求。

3.2 水質(zhì)模型構(gòu)建

在已構(gòu)建的水動力模型框架內(nèi)，采用2022年1～10月的實測數(shù)據(jù)，對氨氮（NH3-N）、總氮（TN）、總磷（TP）、總有機(jī)碳（TOC）、高錳酸鹽指數(shù)以及葉綠素（Chl.a）等水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行模擬研究。模型率定的模擬效果見圖10。水質(zhì)模擬率定結(jié)果的評估采用百分比偏差系數(shù)（PBIAS）作為關(guān)鍵指標(biāo)^［17］。氨氮、總氮、總磷、葉綠素a、高錳酸鹽指數(shù)和總有機(jī)碳的百分比偏差在10.36%～16.42%之間，可以認(rèn)為該模型基本滿足研究要求。參數(shù)率定的取值如表1所列。

3.3 模擬分析

3.3.1 水質(zhì)變化趨勢模擬

全面分析了多個關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)2023年全年的變化趨勢，如圖11所示。總體而言，各指標(biāo)均展現(xiàn)出不同程度的季節(jié)性和波動性。

（1） 氨氮濃度在一年中波動較大，但整體趨勢較為平穩(wěn)。1～3月氨氮濃度較低，隨后逐漸上升，在5月和7月達(dá)到相對較高的水平，隨后又有所下降。這種變化可能與水溫升高，促進(jìn)微生物對氨氮的轉(zhuǎn)化有關(guān)。

（2） 總氮濃度的變化相對較大，特別是在5月和8月出現(xiàn)了顯著的峰值，這些異常高值受該時期的來水總氮高影響較大，特別是在2023年8月受臺風(fēng)“杜蘇瑞”影響，北京市遭遇連續(xù)多日強(qiáng)降雨^［18］，水源切換為泄洪水，總氮等多項指標(biāo)值較高。

（3） 總磷濃度在年內(nèi)也呈現(xiàn)出一定的波動性，其峰值出現(xiàn)在10月，其余時段濃度較低且保持穩(wěn)定。

（4） 總有機(jī)碳的濃度在1～3月相對較高，這可能與冬季低溫條件下有機(jī)物降解速率減緩有關(guān)。隨著春季的到來，水溫逐漸升高，生物活動增強(qiáng)，水體中的有機(jī)物質(zhì)降解速率加快，導(dǎo)致總有機(jī)碳濃度在4～6月期間顯著降低。進(jìn)入夏季后，雖然水溫繼續(xù)升高，但此時水體中的生物活動可能達(dá)到高峰，同時光照充足促進(jìn)了水生植物的光合作用，這些過程可能有助于有機(jī)物的消耗和轉(zhuǎn)化，因此總有機(jī)碳濃度在夏季（7～9月）并未持續(xù)上升，反而可能保持相對穩(wěn)定或略有下降。

（5） 高錳酸鹽指數(shù)在1～3月相對較低，這可能與冬季低溫條件下水體中生物活動減弱、有機(jī)物降解速率低有關(guān)。從4月開始，高錳酸鹽指數(shù)逐漸上升，并在接下來的幾個月中呈現(xiàn)出波動上升的趨勢。7月和8月高錳酸鹽指數(shù)達(dá)到了全年的高峰期，其數(shù)值顯著上升。這可能與夏季高溫條件下水體中有機(jī)物分解加速、藻類和其他微生物繁殖旺盛有關(guān)。

從水質(zhì)變化趨勢模擬結(jié)果來看，2023年氨氮、總氮、總磷、葉綠素a、高錳酸鹽指數(shù)、總有機(jī)碳等指標(biāo)季節(jié)性變化趨勢與歷年監(jiān)測結(jié)果變化趨勢一致，說明影響亦莊調(diào)節(jié)池水質(zhì)變化的因素具有穩(wěn)定性和延續(xù)性，為保持水質(zhì)，應(yīng)常態(tài)化維持穩(wěn)定的水源水量補(bǔ)給。

3.3.2 指標(biāo)濃度變化模擬

模擬時段內(nèi)，觀測到的最大流速點位于亦莊水廠1號取水口處，其峰值流速僅為0.012 m/s，這一低速狀態(tài)影響了污染物的擴(kuò)散與混合效率。另外，在光照充足且溶解氧條件良好的環(huán)境下，污染物能夠發(fā)生一定程度的自然降解。7月份的水溫和溶解氧較高，其環(huán)境條件尤為有利于降解過程的進(jìn)行，故選取7月份各指標(biāo)濃度模擬，結(jié)果如圖12所示。

根據(jù)模擬的結(jié)果分析，各區(qū)域氨氮、總氮、總磷、葉綠素a、高錳酸鹽指數(shù)、總有機(jī)碳等指標(biāo)分布并不完全均勻，一期總體濃度較高。相比之下，二期調(diào)節(jié)池濃度較低，僅總氮在進(jìn)水口處濃度相對較高。這主要是由于主要進(jìn)水口位于該區(qū)域，水體更新較快，區(qū)域污染物濃度受來水影響更大，南水來水總氮持續(xù)偏高，造成進(jìn)水口總氮分布明顯，而調(diào)節(jié)池一期水體更新緩慢，造成污染物集中。

從指標(biāo)濃度變化模擬結(jié)果來看，污染物濃度的空間分布特征顯著，集中體現(xiàn)在一期調(diào)節(jié)池中以及二期進(jìn)水口處呈現(xiàn)出較高的濃度水平。加大調(diào)節(jié)池水源補(bǔ)給頻次和數(shù)量仍是維持調(diào)節(jié)池二期水質(zhì)優(yōu)良的重要措施，而采取一期、二期聯(lián)合供水、延長水流路徑充分交換水體，以空間換時間的策略，可實現(xiàn)凈化一期水體、維持水質(zhì)質(zhì)量的效果。

4 結(jié)論及建議

通過對亦莊調(diào)節(jié)池供水運(yùn)行情況的分析研究，對于人工調(diào)蓄池工程高質(zhì)量供水總結(jié)以下3點經(jīng)驗：

（1） 人工調(diào)蓄池來水停留時間不穩(wěn)定，水體氮磷營養(yǎng)鹽、有機(jī)物、葉綠素自身的季節(jié)性變化規(guī)律并不明顯，而水量補(bǔ)給對水質(zhì)影響更大。以亦莊調(diào)節(jié)池為例，當(dāng)單次補(bǔ)水量達(dá)到10.0萬m3以上時，氨氮濃度從0.40 mg/L降低至0.21 mg/L，下降接近50%，總氮濃度從1.40 mg/L降低至0.90 mg/L，下降36%左右。當(dāng)單次補(bǔ)水量低于10.0萬m3時，葉綠素a平均濃度約為7.00 μg/L；當(dāng)單次補(bǔ)水量達(dá)到20.0萬m3以上時，葉綠素a平均濃度約為3.00 μg/L；持續(xù)向水廠供水的運(yùn)行狀態(tài)下，葉綠素a平均濃度約為2.50 μg/L。針對人工調(diào)蓄池水體自凈能力不足的實際情況，應(yīng)盡可能優(yōu)先利用調(diào)蓄池存蓄水向水廠進(jìn)行日常供水，不斷輸出存水，補(bǔ)給新水，保障水質(zhì)優(yōu)良。

（2） 亦莊調(diào)節(jié)池存在污染物濃度空間差異，二期進(jìn)水口和一期整個區(qū)域較為顯著，應(yīng)采取一期、二期聯(lián)合調(diào)度供水模式，通過調(diào)節(jié)連通閘的啟閉，選擇水流路徑最長的進(jìn)出水路線，充分交換水體，緩解和稀釋緩滯區(qū)的污水團(tuán)，達(dá)到以空間換時間實現(xiàn)凈化水質(zhì)的目的。

（3） 亦莊調(diào)節(jié)池一期、二期聯(lián)合向水廠供水，日供水量達(dá)17.3萬～25.6萬m3時，水質(zhì)指標(biāo)可達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)質(zhì)量明顯提升。建議亦莊調(diào)節(jié)池常態(tài)化日供水量控制在20.0萬m3及以上（人工調(diào)蓄池總調(diào)蓄容積的8%左右），既可以滿足日常供水需求，又能有效維持水體質(zhì)量。

本文基于南水北調(diào)中線北京亦莊調(diào)節(jié)池工程運(yùn)行實踐，從水源補(bǔ)給、常態(tài)化供水量、水體空間分布等方面對供水質(zhì)量的影響進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，總結(jié)了部分運(yùn)行管理技術(shù)經(jīng)驗供參考借鑒。但由于受到工程運(yùn)行周期尚短、監(jiān)測技術(shù)有限等條件限制，對人工調(diào)蓄池工程高質(zhì)量供水的機(jī)理性研究還不夠深入，后續(xù)將加強(qiáng)新技術(shù)應(yīng)用，累積更豐富的運(yùn)行數(shù)據(jù)，探索水質(zhì)變化規(guī)律，為調(diào)節(jié)池高效運(yùn)行提出科學(xué)措施和建議。

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（編輯：劉 媛）

Research on high-quality water supply of artificial storage tank based on water quality hydrodynamic model

WANG Yan，WANG Ren，YANG Jinfeng，ZHANG Xiuwei

（Ring Pipeline Management Department of Beijing South to North Water Diversion，Beijing 100176，China ）

Abstract： In order to fully summarize the experience of high-quality water supply technology in artificial storage tank projects，based on the operation practice of the Yizhuang regulating tank project of the South to North Water Diversion Project，this paper analyzes its water supply status and operation from 2017 to 2023.The influence of factors such as water source supply，normalized water supply，and spatial distribution of water bodies on water quality is studied，and a water quality hydrodynamic model is constructed to simulate the changing trend.The practical experience of high-quality water supply in artificial storage tanks is summarized，and long-term improvement suggestions are proposed.The results show that：① The Yizhuang regulating tank is an artificial reservoir，and due to the demand for scheduling，the residence time of incoming water is unstable.The seasonal variation patterns of nitrogen，phosphorus，nutrients，organic matter，and chlorophyll in the water body are not obvious.② Water replenishment has a significant impact on water quality.When a single replenishment amount reaches 100 000 m³ or more，the ammonia nitrogen concentration decreases from 0.40 mg/L to 0.21 mg/L，declining nearly 50%，and the total nitrogen concentration decreases from 1.40 mg/L to 0.90 mg/L，a decrease of about 36%.When the single water replenishment amount is less than 100 000 m³，the average concentration of chlorophyll a is about 7.00 μg/L；When a single water replenishment reaches more than 200 000 m³，the average concentration of chlorophyll a is about 3.00 μg/L；under the continuous operation of supplying 200 000 m³/d to water plants，the average concentration of chlorophyll a is about 2.50μg/L.③ When the normalized daily water supply is at 200 000 m3 or more （about 8% of the total storage capacity of the artificial storage tank），a joint scheduling water supply mode that the first and second phases storage tanks jointly operate，extends the water flow path，fully exchanges water bodies，and achieves the goal of purifying water quality through the strategy of exchanging space for time.It can simultaneously meet the needs of water supply and water quality maintenance，thereby ensuring the high-quality development of water conservancy and the economy and society.The research results can provide technical references for the operation and management of high-quality water supply in artificial storage tanks for water conservancy projects.

Key words： artificial storage tank； water quality hydrodynamic model； high quality water supply； Yizhuang regulating tank； South-to-North Water Diversion Project