1.1 台站简介
秦岭水源地水质陕西省野外科学观测研究站（以下简称野外站）于2022年5月成立，以西安建筑科技大学为依托单位，现设有7个研究基地：金盆水库、李家河水库、石砭峪水库、黄金峡水库、火地沟流域、安康水库、三河口水库，覆盖秦岭南北麓的主要水源地。站内配备了Hach Hydrolab HL7多参数水质分析仪、DHI MIKE3 2025三维水动力水质模拟软件及工作站、多普勒流速仪及配套无人船、水下机器人、UNISENSE深层水库水生态环境原位分析系统等多种物理湖泊学、水化学和生物观测分析仪器与计算设备，此外还有1辆野外科考车和3艘野外考察快艇。目前仪器设备运行良好，为研究和监测提供了充分保障。
野外站主要开展秦岭水源地降水污染、流域径流污染、水库内源污染及水质演变规律、富营养化与藻类繁殖特征、水质污染控制技术等方面的观测研究，为国家南水北调中线工程及陕西省引汉济渭工程的实施提供了有力支撑。
1.1.1地理位置
（1）陕西省西安市黑河金盆水库
黑河金盆水库，位于陕西省西安市周至县马召镇，是一座是以城市供水为主，兼有农灌、发电、防洪等综合利用的大(Ⅱ)型水利工程，是典型的湖库型水源。其总库容2×108m3，有效库容1.77×108m3。汇水面积1481km2，占黑河流域总面积的65.6%，主库区最大水域面积4.68 km2，水面宽度240~680 m。金盆水库大坝坝顶高程为600 m，最大坝高130 m，设计洪水位593.74 m，校核洪水位598.04 m，汛限水位591.0 m，正常高水位为594 m，死水位高程520 m。作为西安重要的地表水水源地之一，日平均供水量为8×106m3，最高占西安市总供水量的70%。库区设置有一座引水塔和一座泄洪塔，引水塔共设置有3个引水洞，高程分别为515 m，554 m和575 m。泄洪塔设置有一个泄洪口，高程为545 m。
（2）陕西省西安市李家河水库
李家河水库，位于陕西省西安市蓝田县辋川镇，距西安市约68 km。李家河水库建成于2014年，并于2015年成功向西安市供水，同时水库还兼具发电、防洪、农业灌溉等功能，是继黑河金盆水库后的又一重点水源工程。李家河水库水域面积2.18 km2，入库河流包括东采峪和西采峪两条，总库容5690万m3，多年平均调节水量5730万m3，年均供水量7670万m3。水库洪水水位880 m，最低水位800 m，最大水深80 m，平均水深56 m，属于典型的深水峡谷型水库。
（3）陕西省西安市石砭峪水库
石砭峪水库，位于长安区境内秦岭北麓滈河上游，北距西安40 km，是西安市黑河引水工程核心水源地之一，年均向西安供水3000-5000万m3。坝址以上流域面积132 km2，多年平均径流量0.95亿m3。水库总库容2810万m3，最高日供水能力40万m3。石砭峪水库是一座具有灌溉、城市供水、发电、防洪等综合效益的中型水库，水库位于沣河二级支流，石砭峪河出峪口以上2 km处，枢纽工程由石坝、输水洞、泄洪洞及二级电站组成。坝高85 m，坝顶高程735 m，坝顶长265 m，顶宽7.5 m。输水洞位于大坝左岸，洞长448 m，洞径3.6 m，进口底部高程为675.0 m，用于灌溉、城市供水、发电、泄洪，设计最大泄洪水流量192 m3/s。泄洪洞位于大坝右岸，为城门洞型无压隧洞，洞身全长508 m，宽7～8 m，高10～12 m，进口堰顶高程716.0 m，设计最大流量707 m3/s。
（4）陕西省汉中市三河口水库
陕西省汉中市三河口水库是“引汉济渭”工程的核心调蓄枢纽，位于汉中市佛坪县与安康市宁陕县交界的子午河峡谷段，地处椒溪河、蒲河、汶水河交汇口下游2公里处 。该水库总库容7.1亿m3，最大坝高145 m，为国内第二高的碾压混凝土双曲拱坝 ，于2014年开工建设，2019年12月完成初期下闸蓄水，2023年7月正式向西安、咸阳等关中地区供水，截至2024年底累计供水超1.56亿m3，惠及1411万人口 。水库兼具调水、发电、防洪和生态补水功能，年自流供水量5亿m3，与黄金峡水库联动后可实现年调水15亿m3，有效缓解关中水资源短缺。
（5）陕西省汉中市黄金峡水库
陕西省汉中市黄金峡水库是“引汉济渭”工程的龙头水源工程，位于汉中市洋县境内汉江干流黄金峡锅滩下游2公里处 ，最大坝高63 m，总库容2.21亿m3，水库正常蓄水位450 m，于2015年4月开工建设，2020年11月完成汉江截流 ，2023年7月正式下闸蓄水 ，2024年7月实现全容量并网发电 。该水库主要任务是从汉江干流调水，年供水能力10亿m3，通过亚洲第一高扬程大流量泵站（总装机12.6万千瓦）以70 m3/s的流量将汉江水提升106.45 m输入秦岭隧洞，最终输送至关中地区 ；其坝后电站安装3台单机4.5万千瓦的轴流转桨式水轮发电机组，总装机13.5万千瓦，年平均发电量3.51亿千瓦时。作为国家172项重大水利工程之一，黄金峡水库与三河口水库、秦岭输水隧洞共同构成引汉济渭调水系统 ，覆盖西安、咸阳等1411万人口，支撑关中地区1.4万m2的用水需求。
（6）安康水库（瀛湖）
安康水库（又称瀛湖）是陕西省第二大水库及南水北调中线工程重要水源地，位于汉江中游安康市境内，水域面积77.8 km2，总库容25.85亿m3，作为南水北调中线年均63%入库水源的贡献者，保障北方8500万人口供水安全。安康水库水质长期稳定达到国家地表水Ⅱ类标准，库区及周边集中式饮用水水源地水质达标率100%。水库坝址控制流域面积3.57万km2，多年平均流量608 m3/s，年输沙量2706万吨（含沙率1.23 kg/m³），正常蓄水位330米、死水位300米，调节库容16.7亿m3，调洪库容3.4亿m3。
（7）火地沟流域
火地沟流域位于秦岭南坡中山地带中部火地塘林区（陕西秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站）内，为火地塘林区内最大的集水区，呈羽毛形状，长约4.5 km，宽约1.6 km，面积729 hm²，海拔1644~2130m。 主沟道沟底坡降约7.5%。林区年平均气温4-9℃，年平均降雨量900-1200 cm，年总日照时数1100-1300 h，年积温2200-3100℃，植物生长期170天。无霜期平均199天，最长216天，最短140天。林区土壤主要为棕色森林土，平均厚度50cm左右，成土母岩主要为花岗岩、片麻岩、变质砂岩、和片岩。主要树种有:锐齿栎、油松、华山松等。流域出口布设有集水面积为800 hm²的巴歇尔量水槽1个。
1.1.2研究方向
由于全球气候变化、极端天气频现和水动力条件改变，水源地水质呈现出年内季节性、年际周期性与差异性变化特点。高负荷径流污染、富营养化与藻类污染、内源污染等成为全球水源水质安全保障面临的难题。《全球工程前沿2021》报告指出，水源地水质污染特征与控制研究未来主要的发展趋势是融合气候、水文、流域径流污染、水生物与生态学、沉积与地球化学、环境水力学等多学科知识，系统开展水源地水质污染成因与演变规律研究和物理-生物-生态-水动力等综合性控制关键技术研发。
本野外观测站主要从降水污染、流域径流污染、水源水库内源污染及水质演变规律、水源水库富营养化及藻类繁殖特征、水质污染控制方案与技术方法等方面进行观测研究。主要开展以下6个方面的观测研究工作：
（1）秦岭水源地降水污染特征
（2）秦岭水源地径流污染特征
（3）秦岭水源地污染源解析
（4）秦岭水源水库水质内源污染特征与原位控制
（5）秦岭水源水库富营养化与藻类繁殖特征及原位控制
（6）水源水库优化运行调度与水质改善
1.1.3支撑条件
陕西省科技厅对本站给予建设经费、运行经费、人员编制、相关的鼓励政策等方面的支持，所提供支持对本站的建设和发展所发挥的作用。西安建筑科技大学在建设经费、运行经费、人员编制等多方面为该野外科学观测研究站提供支持，并严格履行年度考核与监督制度，制定相关的奖惩考核制度，具体为：
（1）为观测站提供校内科学研究与数据分析的场地。
依托于西安建筑科技大学的西北水资源与环境生态教育部重点实验室，为该监测站开展科学研究提供了良好的条件和科研平台。
（2）良好的经费保障条件。近五年围绕水源水库水质改善技术与装备方向累计获得纵向经费1969万，横向经费1091.5万。
（3）人才引进与培养培养方面得到优先保障。近五年共引进青年人才5人。围绕观测站开展青年人才培养，招收博士生9人，博士后1人。优化了人员年龄结构。
（4）制定规范的观测站管理制度和奖惩制度。
学校对观测站设置3人员，确保观测站良好运行。学校建立了定期年度考核制度，充分行使监督管理职责。
野外站目前拥有Hach Hydrolab HL7多参数水质分析仪、DHI MIKE3 2025三维水动力水质模拟软件及配套工作站、多普勒流速仪及配套无人船、水下机器人、UNISENSE深层水库水生态环境原位分析系统等物理湖泊学、水化学及生物观测分析仪器及计算设备多套。另外，研究站拥有1辆野外科考车和三艘野外考察快艇。目前仪器设备运行状况良好，为监测和研究提供了有力的支撑。
