1 引言

　　閘壩是輔助人類開發(fā)管理水資源的重要工具，其使用歷史一直可以追溯至五千年以前.目前，我國的一些河流由于閘壩眾多，受人類影響十分強(qiáng)烈，其自然屬性已非常微弱，特別是對于人口密度較大、生產(chǎn)生活相對集中、水質(zhì)污染較嚴(yán)重的流域(如淮河流域)，閘壩對河流水環(huán)境和生態(tài)的影響越來越大.如果閘壩(或水庫)調(diào)度不當(dāng)，常常會導(dǎo)致突發(fā)性污染事故發(fā)生，破壞河流生態(tài)環(huán)境，影響當(dāng)?shù)鼐用竦恼�常生活和生產(chǎn).因此，研究閘壩調(diào)度對污染河流水環(huán)境的影響，有利于提高管理者調(diào)度閘壩的水平，減少水災(zāi)害事故的發(fā)生，為人水共處提供和諧的環(huán)境.

　　國際上，人們對于閘壩影響的認(rèn)識主要經(jīng)歷了兩個階段：一是20世紀(jì)60—90年代，對于閘壩的研究側(cè)重于對物質(zhì)能量傳輸、河道結(jié)構(gòu)和指示生物種群影響等方面;二是21世紀(jì)以后，許多專家學(xué)者對如何通過調(diào)度管理使閘壩發(fā)揮更多的積極作用，避免其負(fù)面影響有了更深刻的認(rèn)識.隨著閘壩對河流水質(zhì)影響程度的增加，國內(nèi)外學(xué)者對此開展了大量的研究.國外學(xué)者從閘壩對河流流量、河道結(jié)構(gòu)、水環(huán)境容量、水生物種和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的影響等方面進(jìn)行了分析研究，同時也研究了利用數(shù)值模擬技術(shù)分析閘壩對河流水環(huán)境的影響.國內(nèi)學(xué)者則在模型研究、閘壩調(diào)度影響、實(shí)驗(yàn)研究等方面開展了一系列的工作.在模型研究方面，多是在已有閘壩河道水質(zhì)模型的基礎(chǔ)上，考慮不同的影響因素，如蓄水量的變化、水質(zhì)沿程變化，提出了新的閘壩河道水質(zhì)模型;也有在研制水閘調(diào)度影響模型的基礎(chǔ)上，對不同情景進(jìn)行模擬計算，進(jìn)而評估水閘調(diào)度對河流水質(zhì)變化的影響;亦有利用較為成熟的水文模型(如SWAT水文模型)，結(jié)合一定的水量水質(zhì)模型，分析閘壩開啟污水下泄對下游水質(zhì)的影響.在閘壩調(diào)度影響方面，曾有學(xué)者根據(jù)揚(yáng)州古運(yùn)河瓜洲閘的實(shí)際運(yùn)行狀況，在此基礎(chǔ)上對古運(yùn)河的水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測，較好地反映了閘壩的不同運(yùn)行方式對污染物在河道中稀釋、擴(kuò)散和運(yùn)動的影響.在實(shí)驗(yàn)研究方面，國內(nèi)學(xué)者既進(jìn)行了模型實(shí)驗(yàn)研究又開展了現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)研究.模型實(shí)驗(yàn)方面，主要是利用明渠水槽模擬河段，設(shè)置上游水閘，模擬分析不同的水流、不同的閘門開啟條件下，閘門運(yùn)行對水流情勢和污染物遷移轉(zhuǎn)化的影響;在現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)方面開展的研究較少，但也有學(xué)者曾在沙潁河槐店閘進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，研究了槐店閘不同調(diào)度方式下的水體和底泥污染物變化規(guī)律.

　　閘壩調(diào)度對于處理現(xiàn)有河道污染問題發(fā)揮著重要的作用，但閘壩調(diào)度對河道污染的影響仍然存在一些科學(xué)問題沒有解決，特別是缺乏相應(yīng)的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)研究.例如，閘門調(diào)度方式對河道污染物沿程分布的影響?污染物在底泥、水、懸浮物等不同介質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化情況?本文在前期研究及2010年兩次現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計并開展了一次系統(tǒng)的閘壩調(diào)度對污染河流水環(huán)境影響綜合現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，與前兩次現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)相比增設(shè)了懸浮物濃度、藻類等監(jiān)測指標(biāo)，研究槐店閘閘門不同調(diào)度方式下的水體、懸浮物和底泥污染物變化規(guī)律，這對進(jìn)一步開展閘壩調(diào)度綜合實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建閘壩作用下河流水環(huán)境模型，分析閘壩作用規(guī)律，實(shí)施閘壩科學(xué)調(diào)度都具有重要的指導(dǎo)作用.

　　2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計及過程

　　2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皩?shí)驗(yàn)場地選擇

　　本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谟谡{(diào)查分析閘壩調(diào)度對閘控河段水流情勢的影響作用，收集不同調(diào)度方式下的水動力特征參數(shù);監(jiān)測閘壩在各種運(yùn)行情況下的水質(zhì)濃度時空分布過程，研究污染物在水體、懸浮物、底泥等不同載體之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律;提出閘壩調(diào)度對水環(huán)境的作用機(jī)理，分析在不同調(diào)度方式下的污染物轉(zhuǎn)化驅(qū)動機(jī)制.

　　沙潁河作為淮河的典型支流，具有流域內(nèi)閘壩眾多、水污染事故多發(fā)、防洪防污矛盾突出等顯著特點(diǎn)，同時其也是淮河流域污染最為嚴(yán)重的一條支流，廢污水量和COD的排放量分別占淮河干流的40%以上，被稱為淮河水質(zhì)好壞的“晴雨表”.而槐店閘在沙潁河流域處于一個十分重要的位置，對于沙潁河流域的防洪防污聯(lián)合調(diào)度具有重要作用，被形象地稱為沙潁河出境水質(zhì)好壞的“晴雨表”.通過前期研究的實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)，槐店閘的結(jié)構(gòu)、槐店閘上下游河段周圍的水力學(xué)條件、水環(huán)境狀況等適宜開展閘壩調(diào)控影響實(shí)驗(yàn)，同時，在槐店閘已開展過兩次閘壩調(diào)度影響現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，為了保持實(shí)驗(yàn)研究工作的延續(xù)性，本次實(shí)驗(yàn)場地仍選在沈丘縣槐店閘.

　　沙潁河槐店閘位于河南省周口市沈丘縣槐店鎮(zhèn)，上距周口市60 km，下距豫皖邊界34 km，控制流域面積28150 km2.淺孔閘(18孔，每孔寬6 m)于1959年興建，深孔閘(5孔，每孔寬10 m)于1969年興建.深、淺孔兩閘設(shè)計防洪流量為20年一遇(3200 m3 · s-1)，校核防洪流量為200年一遇(3500 m3 · s-1).設(shè)計灌溉面積達(dá)6.6萬hm2，正常灌溉水位38.50~39.50 m，最高灌溉水位40.00 m，正常蓄水量為3000萬m3~3700萬m3，最大蓄水量為4500萬m3.槐店閘主要由淺孔閘、深孔閘、船閘三部分組成，淺孔閘長期保持小流量下泄，深孔閘只在洪水期供泄洪使用，船閘為正常通航使用.水流受到閘門的阻擋，閘前流速小，有利于污染物的沉降;閘后有消能、曝氣工程，有利于污染物的混合與降解.

　　2.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計

　　實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計主要內(nèi)容：①依據(jù)槐店閘的允許調(diào)度能力，設(shè)定不同的閘壩調(diào)度方式;②確定實(shí)驗(yàn)范圍，布設(shè)監(jiān)測斷面和監(jiān)測點(diǎn);③設(shè)計具體的實(shí)驗(yàn)操作方法，包括水體樣品、上層覆水樣品、底泥樣品的采集及保存方法，岸邊監(jiān)測、室內(nèi)檢測等方法，以及水深、流速等測量方法;④監(jiān)測槐店閘淺孔閘在不同調(diào)度方式下的水體、懸浮物和底泥污染物濃度時空分布過程、分析閘壩調(diào)度對污染物濃度變化的作用機(jī)理.

　　實(shí)驗(yàn)研究范圍包括自槐店閘閘上公路橋至下游槐店水文站控制斷面的河道，監(jiān)測范圍達(dá)2300 m.實(shí)驗(yàn)中沿用前兩次實(shí)驗(yàn)布設(shè)的斷面(略有調(diào)整)，共設(shè)置5個監(jiān)測斷面(Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ)、5個監(jiān)測點(diǎn)(1#、5#、7#、12#、13#)，進(jìn)行7次系統(tǒng)采樣，共采集28個水樣、3個底泥樣和4個上層覆水樣.現(xiàn)場對每個水樣進(jìn)行pH值和水溫測定，對部分水樣進(jìn)行氨氮(NH3-N)和化學(xué)需氧量(CODCr)檢測，同時利用HACH水質(zhì)監(jiān)測組件和Hydrolab DS5藻類自動監(jiān)測儀器對閘上下游水質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測.監(jiān)測的采樣斷面及采樣點(diǎn)布設(shè)情況如圖 1所示.

　　圖 1 現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)中采樣斷面及采樣點(diǎn)布設(shè)示意圖

　　2.3 實(shí)驗(yàn)監(jiān)測取樣過程

　　2013年4月5—8日，在槐店閘實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)驗(yàn).按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計及計劃，將實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)分成了閘上監(jiān)測組、閘下監(jiān)測組、岸邊監(jiān)測組和室內(nèi)檢測組4組，每組使用不同的監(jiān)測設(shè)備，承擔(dān)不同的監(jiān)測任務(wù).閘上監(jiān)測組的監(jiān)測區(qū)域主要在槐店閘上游Ⅰ斷面(槐店閘閘上公路橋以上數(shù)十米、排污口以下數(shù)米處)和Ⅳ斷面(閘前10~20 m)之間，監(jiān)測項(xiàng)目包括水體取樣(表層水和上層覆水取樣)、底泥取樣和水動力指標(biāo)監(jiān)測.閘下監(jiān)測組的監(jiān)測區(qū)域?yàn)棰鰯嗝?閘后河流匯合前5 m處)和Ⅶ斷面(閘下水文站斷面處)之間，現(xiàn)場監(jiān)測過程中，先由閘上監(jiān)測組依次對Ⅰ斷面和Ⅳ斷面進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測，再由閘下監(jiān)測組依次對Ⅵ斷面和Ⅶ斷面進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測，各斷面的水質(zhì)監(jiān)測之間有一定的時間間隔;監(jiān)測項(xiàng)目包括水體取樣(表層水取樣)、底泥取樣和水動力指標(biāo)監(jiān)測.岸邊監(jiān)測組分別在閘上左岸水文信息站處和閘下消力池左岸，對pH值、水溫、溶解氧(DO)、氧化還原電位(ORP)、電導(dǎo)率和藻類(PCY)等進(jìn)行監(jiān)測.室內(nèi)檢測組主要對取回的部分水樣進(jìn)行檢測，檢測指標(biāo)主要包括水體pH值、CODCr和NH3-N.具體實(shí)驗(yàn)監(jiān)測過程如表 1所示.

　　表 1 實(shí)驗(yàn)監(jiān)測取樣過程

　　2.4 實(shí)驗(yàn)儀器與監(jiān)測方法

　　實(shí)驗(yàn)儀器：PHS-25型pH計、LGY-Ⅱ型智能流速儀、HSW-1000DIG型便攜式超聲波測深儀、溫度計、DR2800型CODCr檢測儀、PC-Ⅱ型便攜式氨氮測定儀、HACH水質(zhì)監(jiān)測組件、Hydrolab DS5儀器、自制抓斗式底泥采樣器、自制上層覆水采樣器、聚乙烯水壺、塑料袋等.

　　水樣監(jiān)測：在現(xiàn)場利用流速儀、測深儀和溫度計對采樣點(diǎn)的流速、水深及水溫等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，同時用聚乙烯水壺取相應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)表層水樣，取樣深度為0~0.2 m.取樣后現(xiàn)場測定水樣的pH值、NH3-N濃度值和CODCr值，并統(tǒng)一送回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行水質(zhì)分析，分析項(xiàng)目為高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、NH3-N、五日生化需氧量(BOD5)、硝酸鹽氮、總磷(TP)和總氮(TN)，分析方法參照《水和廢水監(jiān)測分析方法》和水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范.此外，利用HACH水質(zhì)監(jiān)測儀器對水體中的DO、ORP、電導(dǎo)率、葉綠素a和藻類等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測.

　　底泥上清液監(jiān)測：用自制抓斗式底泥采樣器采集河底沉積物的表層樣品，采樣深度為0~0.15 m，置于塑料袋中密封保存.取樣后取新鮮底泥100 g平鋪于燒杯底部，置于連續(xù)攪拌裝置上進(jìn)行攪拌，攪拌的同時緩慢均勻加水500 mL.加水后持續(xù)攪拌30 min，攪拌后靜置1 h，取上清液，再測定CODMn、NH3-N、硝酸鹽氮、TP和TN，分析方法同上.

　　懸浮物監(jiān)測：利用自制的上層覆水采樣器，獲取距離河底約0.15 m處的懸浮物樣品，置于聚乙烯水壺中密封保存.取樣完成后將樣品送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測，取500 mL水樣過濾，獲得相應(yīng)的懸浮物含量，之后將過濾出的懸浮物溶于250 mL純水，并置于連續(xù)攪拌裝置上攪拌30 min，取上清液分析，測定懸浮物含量及其中CODMn、NH3-N、硝酸鹽氮、TP和TN等指標(biāo)的含量，分析方法同上.

　　3 結(jié)果與分析

　　3.1 水質(zhì)變化規(guī)律分析

　　為了進(jìn)一步分析不同調(diào)度方式下各監(jiān)測斷面污染物濃度的變化趨勢，選擇閘上干流(Ⅰ斷面)、閘上淺孔閘附近(Ⅳ斷面)、閘下三級消力坎末端(Ⅵ斷面)、閘下干流(Ⅶ斷面)4個代表性監(jiān)測斷面，但受到現(xiàn)場條件和時間的限制，部分指標(biāo)只監(jiān)測了3個或2個斷面，在閘門不同調(diào)度方式下將各監(jiān)測斷面監(jiān)測的污染物濃度點(diǎn)繪在同一個圖中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 2所示.

　　圖 2 銳鈦礦TiO2不同調(diào)度方式下各污染物濃度變化情況

　　從圖 2中可以看出，實(shí)驗(yàn)中各監(jiān)測斷面的水質(zhì)情況具有以下特點(diǎn)：①CODMn處于Ⅱ~Ⅲ類水水平，NH3-N濃度處于Ⅳ~劣Ⅴ類水水平，BOD5處于Ⅲ~Ⅳ類水水平，TP濃度處于Ⅲ類水水平，TN濃度處于劣Ⅴ類水水平，總體水質(zhì)處于Ⅴ類水水平，水質(zhì)僅能滿足河流沿岸的農(nóng)業(yè)灌溉需求;②在多數(shù)調(diào)度方式下，CODMn在閘前持續(xù)上升，到閘門附近升至最高，閘門至三級消力坎末端斷面下降，三級消力坎末端至水文站斷面又逐漸上升，只有4孔70 cm調(diào)度方式的變化情況與之相反;多數(shù)調(diào)度方式下，NH3-N濃度的變化表現(xiàn)出與CODMn不同的變化趨勢，但調(diào)度方式8孔30 cm和0孔0 cm的變化情況與之相同;BOD5和TN濃度值受到閘壩調(diào)度方式的影響較小，變化率均在10%左右，而硝酸鹽氮和TP受到閘壩調(diào)度方式的影響較為明顯，如8孔30 cm調(diào)度方式情況下，硝酸鹽氮濃度有個明顯的升高過程，濃度值增加了1倍左右.同時，從圖 2中還可知，在4孔10 cm的調(diào)度方式下，水體中的NH3-N從Ⅰ斷面到Ⅶ斷面總體上呈下降趨勢，而硝酸鹽氮呈現(xiàn)逐步升高的趨勢.這主要由于水體中DO濃度較高，且pH值在7.7左右，有利于硝化作用的進(jìn)行，促進(jìn)了NH3-N向硝酸鹽氮的轉(zhuǎn)化，表明了在該調(diào)度方式下水體已經(jīng)趨向自凈.因此，在本實(shí)驗(yàn)條件下，槐店閘日常調(diào)度時可參照其調(diào)度方式運(yùn)行.

　　在對河流中各監(jiān)測斷面水體進(jìn)行監(jiān)測的同時，利用HACH水質(zhì)監(jiān)測儀器在河流岸邊對表層水體中的ORP、DO、電導(dǎo)率、葉綠素a和藻類等指標(biāo)進(jìn)行了監(jiān)測，主要研究閘壩的不同調(diào)度方式對水體中藻類等指標(biāo)的影響，各指標(biāo)監(jiān)測值隨調(diào)度方式的變化情況如圖 3所示.

　　圖 3 各監(jiān)測指標(biāo)隨調(diào)度方式的變化情況

　　從圖 3可知，ORP、電導(dǎo)率及藻類含量等指標(biāo)在閘上和閘下具有相同的變化趨勢，但在數(shù)據(jù)變化程度及具體數(shù)值等方面略有不同.在各調(diào)度方式情況下，上下游監(jiān)測點(diǎn)的ORP值相差不大，只有閘門全關(guān)調(diào)度方式下兩者相差較大，此時閘下水體呈現(xiàn)了還原性，不利于水體中有機(jī)物的分解.水體電導(dǎo)率能夠反映出水的導(dǎo)電性，水的導(dǎo)電性又能夠反映水體溶解性總固體濃度的大小，而溶解性總固體值表示水中溶解物雜質(zhì)含量，其值越大，說明水中的雜質(zhì)含量大，反之，雜質(zhì)含量小.從電導(dǎo)率子圖可以看出，閘門小開度或關(guān)閉情況下，閘下水體經(jīng)過閘壩調(diào)度的調(diào)節(jié)，水中雜質(zhì)含量有個明顯減小的趨勢.由藻類含量子圖可知，在閘門大開度時(6孔50 cm和4孔70 cm)的情況下，閘上的藻類值要大于閘下的值，這可能是由于閘下的水流速度較大，不利于藻類的生存;而在閘門小開度甚至關(guān)閉時，閘下藻類監(jiān)測值要大于閘上的值，造成這種現(xiàn)象的原因可能是閘下流速變小且水深較淺，更利于藻類的生存.

　　閘上和閘下DO和葉綠素a監(jiān)測值的變化情況差別較大.DO的閘下數(shù)值要明顯大于閘上的數(shù)值，閘下DO濃度處于Ⅰ類水水平，而閘上DO濃度則是處于Ⅱ類水水平，這充分表明了閘壩調(diào)度對水體中DO濃度產(chǎn)生較大的影響，促進(jìn)了水體中DO濃度的增加.而葉綠素a的變化過程同樣表明了閘壩調(diào)度對其也產(chǎn)生了較大影響，根據(jù)國內(nèi)學(xué)者對營養(yǎng)狀況的劃分標(biāo)準(zhǔn)，閘上水體處于中-富營養(yǎng)狀態(tài)，而閘下水體則處于中-富營養(yǎng)~富營養(yǎng)狀態(tài)，在調(diào)度方式為4孔10 cm和閘門全關(guān)的情況下，閘下葉綠素a濃度值要明顯大于閘上濃度值，此時水體處于富營養(yǎng)狀態(tài)，這說明小流量和靜水情況下更利于葉綠素a的“生存”.

　　3.2 底泥變化規(guī)律分析

　　為了進(jìn)一步了解閘壩調(diào)度對底泥產(chǎn)生的影響及底泥與水體的交換作用，在4月5日下午(閘壩調(diào)度方式為8孔30 cm)，對閘壩上下游的Ⅰ、Ⅳ和Ⅶ 3個斷面分別進(jìn)行了底泥取樣，作為研究的背景值，各監(jiān)測指標(biāo)濃度值隨監(jiān)測斷面變化情況如圖 4所示.

　　圖 4 底泥中各污染物濃度隨監(jiān)測斷面的變化情況

　　由圖 4可知，硝酸鹽氮、TP和TN在閘壩前后河段經(jīng)歷了先升高后下降的變化過程.造成這種現(xiàn)象的原因主要是：①水流由于受到閘門擋水作用的影響，流速逐漸變緩，水體中的泥沙等固體顆粒物發(fā)生沉淀;在來水水質(zhì)較差時，水體中的污染物會隨著固體顆粒物一起沉積，進(jìn)而造成閘前底泥中污染物含量的增加;②水體流經(jīng)閘孔泄入閘后消力坎這一過程中，水流沖刷作用強(qiáng)烈，固體顆粒和污染物很難發(fā)生沉降，無需考慮底泥污染;③閘后三級消力坎至閘后干流范圍內(nèi)，河流中心的流速最大，這一區(qū)域內(nèi)污染物固體顆粒沉降速度較慢，底泥受污染的程度較閘前小很多.但是，CODMn和NH3-N濃度的變化情況明顯與上述過程不符，其在閘前河段有個明顯的下降趨勢.

　　3.3 懸浮物變化規(guī)律分析

　　本次實(shí)驗(yàn)中，對閘上淺孔閘附近采樣點(diǎn)進(jìn)行了懸浮物取樣，主要是為了分析不同閘壩調(diào)度方式下閘前懸浮物污染物含量的變化情況，分析閘壩對上層覆水的影響.在閘門不同開度的調(diào)度方式下將該監(jiān)測點(diǎn)的各種污染物濃度點(diǎn)繪在同一個圖中，各監(jiān)測指標(biāo)濃度值隨調(diào)度方式的變化情況如圖 5所示.

　　圖 5 懸浮物含量及其中各指標(biāo)濃度值隨調(diào)度方式的變化情況

　　由圖 5可知，雖然各監(jiān)測指標(biāo)隨著調(diào)度方式的改變，其變化趨勢出現(xiàn)了一定的波動，但整體上都呈現(xiàn)下降的趨勢.在8孔30 cm的調(diào)度方式下，懸浮物含量和污染物濃度值都比較大，但隨著調(diào)度方式的改變，閘門前后的流速和流量發(fā)生了變化，造成了懸浮物含量及其污染物濃度的變化，但部分污染物濃度最小值不是出現(xiàn)在閘門全關(guān)的調(diào)度方式下，而是出現(xiàn)在4孔70 cm的調(diào)度方式中，但此時懸浮物含量則要明顯大于閘門全關(guān)調(diào)度方式時的值.造成這種現(xiàn)象的原因可能是水流對懸浮物的擾動較大，加快了污染物的釋放，造成了懸浮物中的污染物濃度降低.

　　3.4 污染物在不同介質(zhì)間的變化規(guī)律分析

　　在現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)監(jiān)測過程中，為了分析污染物在不同介質(zhì)之間的變化情況，對閘前受到閘壩調(diào)控影響最大的Ⅳ斷面分別進(jìn)行了底泥、懸浮物和水體的取樣和監(jiān)測，其污染物濃度變化情況如圖 6所示.在現(xiàn)狀調(diào)度方式(8孔30 cm)條件下，水體可能對底泥產(chǎn)生了沖刷，加速了底泥的再懸浮和污染物的釋放，進(jìn)而造成了水體污染物含量增加.如圖 6所示，在Ⅳ斷面7#監(jiān)測點(diǎn)除了監(jiān)測指標(biāo)TN和TP之外，其他指標(biāo)濃度大小的順序?yàn)椋簯腋∥?lt;底泥<水體，這就說明了水體的擾動能夠促進(jìn)底泥和懸浮物中污染物的釋放，造成水體的二次污染.

　　圖 6 Ⅳ斷面不同樣品中污染物濃度變化情況

　　3.5 閘壩對污染物運(yùn)移規(guī)律的影響分析

　　為了分析閘壩對污染物運(yùn)移規(guī)律的影響，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中布設(shè)的監(jiān)測斷面，將槐店閘上下游河段劃分為3個典型河段，對比分析了閘壩在不同調(diào)度方式下典型河段的水質(zhì)變化情況.從前文分析結(jié)果可以看出，調(diào)整閘門開度以后，典型河段的水質(zhì)變化情況出現(xiàn)了較大的差異，改變了原有污染物濃度的變化趨勢.受到閘壩泄水對底泥和懸浮物的擾動作用，能夠使吸附在固體顆粒上的污染物與水體發(fā)生物質(zhì)交換，促進(jìn)固體顆粒上的污染物向水體釋放，形成二次污染.根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)的監(jiān)測過程和監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，底泥和懸浮物的二次污染主要受到以下兩方面因素的影響.具體參見污水寶商城資料或http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　3.5.1 流量

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測結(jié)果，當(dāng)河流流量較小(閘門開度較小或開啟的孔數(shù)少)時，即河流流速小于泥沙起動流速，河流底泥和懸浮物不易起動，河流底泥或懸浮物釋放污染物的速率較小，多以靜態(tài)釋放為主，且在一定流速范圍內(nèi)，污染物的釋放速率不隨流速變化而改變;當(dāng)閘壩下泄流量較大(閘門開度大或開啟的孔數(shù)多)時，即河流流速大于泥沙的起動流速，會造成底泥和懸浮物的劇烈擾動，加速其中污染物的釋放.正如圖 6中各監(jiān)測結(jié)果所示，大流量條件下(8孔30 cm)能夠促進(jìn)底泥和懸浮物中污染物的釋放.因此，槐店閘日常調(diào)度時應(yīng)保持小開度(如實(shí)驗(yàn)中的4孔10 cm)下泄水流.

　　3.5.2 水深

　　水深在一定程度上會影響水流的沖刷強(qiáng)度，在相同流量情況下，水深較大時，水流對河床的沖刷作用較小，底泥和懸浮物中污染物的釋放速率也較小;水深較小時，水流就會對河床產(chǎn)生沖刷，促進(jìn)底泥的再懸浮，加速底泥和懸浮物中污染物的釋放，使水體二次污染的程度加重.正如圖 2監(jiān)測結(jié)果所示，多數(shù)調(diào)度方式下，閘上Ⅳ斷面處的CODMn和NH3-N濃度值均大于Ⅰ斷面處的監(jiān)測值，造成該現(xiàn)象的原因是由于閘前Ⅳ斷面處水深較小(5 m左右)，同流量條件下對底泥的沖刷要大于Ⅰ斷面(11 m左右)，加速了底泥和懸浮物中污染物的釋放;閘下Ⅵ斷面處的CODMn和NH3-N濃度值要小于Ⅶ斷面的濃度值，主要由于Ⅵ斷面水深小、流速大，水流對該處沖刷劇烈，底泥固體顆粒很難發(fā)生沉降，水體缺少了底泥中污染物的釋放，造成了該監(jiān)測斷面濃度值較小.

　　4 結(jié)論

　　本文在淮河支流沙潁河上的槐店閘進(jìn)行了閘壩調(diào)控水環(huán)境影響綜合實(shí)驗(yàn)，監(jiān)測了槐店閘在現(xiàn)狀調(diào)度方式和調(diào)度方式變化的情況下各監(jiān)測斷面的水質(zhì)、懸浮物和底泥污染物濃度，分析了不同閘門開度下閘壩調(diào)度對污染河流水質(zhì)的影響，并探討了污染物在不同介質(zhì)之間的變化情況.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知：從各監(jiān)測指標(biāo)的變化趨勢來看，閘壩調(diào)度使各斷面水體中污染物濃度發(fā)生變化;隨著閘門調(diào)度方式的不同，各監(jiān)測斷面污染負(fù)荷呈現(xiàn)不同的變化趨勢;閘壩調(diào)度和水質(zhì)污染物濃度變化之間呈現(xiàn)了復(fù)雜的變化關(guān)系，這說明在研究污染負(fù)荷變化時，除了要考慮閘壩的調(diào)度方式之外，還應(yīng)考慮上游來水來污情況和內(nèi)源污染釋放等因素;底泥和懸浮物中污染物的釋放會受到流量和水深等因素的影響;部分監(jiān)測點(diǎn)污染物濃度值變化情況與預(yù)計情況不太符合，需進(jìn)一步開展相應(yīng)的理論和數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)研究.