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南排工程排水对改善区域水质的影响分析.doc南排工程排水对改善区域水质的影响分析.doc -- 10 元

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专业文档,值得下载专业文档,值得珍藏南排工程排水对改善区域水质的影响分析许科文吕怀炼(浙江省嘉兴市水文站浙江314001)【摘要】利用杭嘉湖南排工程放水,置换区域内平原河网水体,排水带来的水动力学特性,提高了水体的纳污能力和自净能力,达到改善区域水生态环境的目的。通过对水位、置换水量、水体流向及水质变化的影响分析,建立一套研究水量水质联合调度的放水管理模式,为扩展现有水利工程功能,探索出调活水体的措施和方法,实现区域水资源优化配置,促进区域经济社会可持续发展提供了强有力的支持。【关键词】南排工程排水水质变化嘉兴市1概况随着防洪及水资源工程实施和水环境治理,充分利用现有水利工程措施,增强不同水域水体的循环与交换,有效地提高区域水体的置换周期,改善区域水生态环境,研究水量水质联合调度,探讨排水管理模式,为实现区域水资源优化配置,建立和完善区域水管理体制,促进经济社会可持续发展提供强有力支持。针对杭嘉湖平原的水系特点和水环境严重污染的实际情况,充分利用现有杭嘉湖南排工程设施,扩展现有水利工程的功能,积极探索调活水体的措施和方法,通过群闸调度,引水换水等措施,努力实现沟通水系、调活水体、营造水景、改善生态的目标。杭嘉湖南排工程位于嘉兴市境内,是治太十大骨干工程之一,在排涝运行中发挥了显著的工程效益,对减轻杭嘉湖地区防洪压力、降低水位、缩短受淹时间,改善杭嘉湖东部平原低洼农田的防洪除涝条件起着重要作用,同时也减轻了太湖洪水向北和东排压力。南排工程由四大出海口枢纽、一座每秒200m3流量泵站、四大骨干排涝河道及相应配套建筑物工程组成,工程任务以防洪排涝为主,并有灌溉供水、河道航运和改善水环境等方面综合功能效益。枢纽总净宽144m,干河总长192km,堤防岸线354km,所辖节制水闸39座,其中长山闸7孔8m一座南台头大闸4孔8m一座上塘河闸1孔8m一座盐官下河闸站枢纽包括6孔8m大闸和4台50m3/s电排泵站一座。为检验南排工程对改善嘉兴市区水环境的效果,2004年9月5日~9月24日,进行了南排工程调水试验,为配合此次调水试验,对嘉兴市区以及周边地区的河网水域水质变化进行了监测。本文对这次试验水环境影响效果进行了评价,为今后更充分地发挥南排工程的环境效应提供决策依据。2区域河网水流水环境状况嘉兴市域内大小河流湖荡纵横相连,河道总长13802.31km,水面积268.93km2,河道分布密度为3.5km/km2,其中市县二级骨干河道57条,总长959km。0.1km2以上的湖中国水利学会第二届青年科技论坛文集98荡计67个,水域面积42.22km2,主要分布在秀洲区和嘉善县境内的北部。全市总计河荡面积311.15km2,河网率7.93%,属典型的平原水网。从流域特征看,市域水网处于太湖流域末端,其骨干河道为京杭大运河。全市水网分入海和入浦二线,入海以长山河、海盐塘、盐官上下河为骨干河道,组成南排水网,处于运河以南入浦以京杭运河、澜溪塘、芦墟塘、红旗塘、三店塘、上海塘为骨干河道,组成入浦水网。根据近几年地表水环境质量监测结果分析,嘉兴市主要河流水质污染属有机污染为主,主要超Ⅲ类标准物质为溶解氧DO、高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)和总氮(TN),其中总氮普遍超标,其次为DO、CODMn、BOD5、NH3-N和TP等,这些污染物质在局部河道水体已造成严重污染。重金属除总汞在部分水体检出外,其余大多数指标均好于Ⅲ类。1990年Ⅱ~Ⅲ类水体占50%,Ⅴ类或劣于Ⅴ类水体约占10%到1994年已无Ⅱ类水体,Ⅲ类水体约占16%,Ⅴ类或劣于Ⅴ类约占47%1995年Ⅲ类水体约占10%,Ⅴ类或劣于Ⅴ类水体接近60%。嘉兴市域地表水水质变化趋势,平均每二年下降一个等级,市镇河道出现水体发黑发臭等严重状况。根据2004年79个水环境监测断面的监测结果,按全年期平均值评价,Ⅲ类河长6.80km,占评价河长的1.0,Ⅳ类河长71.72km,占10.1,Ⅴ类河长67.74km,占9.6,劣于Ⅴ类河长561.07km,占79.3。嘉兴市水环境状况呈日益恶化趋势,成为制约嘉兴市的经济发展的重要因素。3南排工程运用情况杭嘉湖南排工程于2004年9月5日早上开始启闸放水,其中长山闸于5日7时开始运行,5日日夜潮、6日日潮开启7孔6日夜潮、7日日夜潮、8日日潮开启5孔8日夜潮开始改开3孔从13日夜潮开始至17日日潮改开5孔17日夜潮至24日关闸均开启3孔。南台头闸于9月5日636分开始运行,均开启2孔,至9月23日836关闸。上塘河闸及盐官下河闸在此水位条件下,上下游水位差较小,故二闸均未开闸放水。3.1水位2004年9月5日~9月24日嘉兴各站的水位变化见图1。在南排工程启动时,嘉兴各站均处于较高水位,南排工程开闸排水后,各站水位逐步降低,至南排工程停止运行,各站的水位均呈下降趋势,并降至较低位置,其中临近长山闸和南台头闸的狭石和于城站水位下降最大。2.72.93.13.33.53.73.956789101112131415161718192021222324日期水位(m)嘉兴王江泾乌镇硖石崇德于城图1排水期间嘉兴各站水位变化图99一、水资源水环境3.2排水量南排工程的长山闸、南台头闸从9月5日早上开始启闸放水,截止9月24日累计放水31991.9万m3。其中长山闸共启闸放水38潮,累计放水16720.8万m3,南台头闸共启闸放水30潮,累计放水12197.0万m3,特征值参见表1。全市河网河道水位按照3m高程计算,蓄水量约为4.8亿m3。南排调水试验累计放水量约为2.89亿m3,约置换河网水量的60。表1长山闸9月5日~9月24日排水情况统计表名称放水总历时/hr最大流量m3/s最小流量m3/s过闸最大水量万m3过闸最小水量万m3总放水量万m3长山闸239.7274164591.8317.316720.8南台头201.1192152586.8307.912197.0表2南排排水期间杭嘉湖地区水量水质监测断面一览表序号断面性质控制河流断面名称断面位置1河网控制断面盐官下河盐官枢纽海宁市古运河崇福工农桥桐乡市长山河硖石双喜桥海宁市海盐塘于城大桥海盐县新运河乌镇双溪桥桐乡市古运河西丽桥南湖区平湖塘万盛桥平湖市古运河南虹大桥秀洲区芦墟塘杨庙大桥嘉善县伍子塘嘉善320国道桥嘉善县2省际交界控制断面上海塘青阳汇平湖市红旗塘横港大桥嘉善县俞汇塘俞汇塘大桥嘉善县太浦河陶庄枢纽嘉善县太浦河丁栅枢纽嘉善县4排水试验效果评价为了解南排工程排水期间杭嘉湖地区进出水量及水质变化情况,在区域内及太浦河沿线、嘉兴与上海交界处,共布设了15个水量水质同步监测断面,每三天进行一次监测,并在南排排水结束后,对这些断面补测一次,分析了pH、DO、CODMn、NH3-N、可溶性TP、TP和TN等指标,根据市域水质污染特征,主要选择了CODMn、NH3-N、TP和TN四个主要指标,评价在排水过程中河网水质变化情况。4.1排水期间水质变化分析评价(1)排水对市域河网河道水质的影响分析图3为嘉兴市内五县(市)二区主要河道监测断面在南排排水期间的水质指标变化情况。分析可见,在河网控制断面的10个监测断面中,从排水前与排水结束的最后一次监测情况看,CODMn均有不同程度的下降,平均下降率为25.4,其中西丽桥断面的下降率最大,达到47.8。氨氮的平均下降率为48.2,其中西丽桥断面的下降率最大,达到87.3。总磷从监测数据看,硖石双喜桥、乌镇双溪桥和嘉善320国道桥有一个明显的下降过程,但排水结束中国水利学会第二届青年科技论坛文集100后仍回到排水前的水平,余下7个监测断面的平均下降率为41.2,其中万盛桥断面的下降率最大,达到55.3。总氮的平均下降率为37.0,其中西丽桥断面的下降率最大,达到75.6。西丽桥位于嘉兴市区,分析表明,排水对嘉兴市区的水质改善有较明显的效果。46810121497912917922927日期CODMnmg/L盐官枢纽崇德工农桥硖石双喜桥于城大桥乌镇双溪桥嘉兴西丽桥平湖万盛桥南虹大桥杨庙大桥嘉善320国道桥0246897912917922927日期NH3Nmg/L盐官枢纽崇德工农桥硖石双喜桥于城大桥乌镇双溪桥嘉兴西丽桥平湖万盛桥南虹大桥杨庙大桥嘉善320国道桥(a)高锰酸盐指数(b)氨氮0.00.20.40.60.81.01.21.497912917922927日期TPmg/L盐官枢纽崇德工农桥硖石双喜桥于城大桥乌镇双溪桥嘉兴西丽桥平湖万盛桥南虹大桥杨庙大桥嘉善320国道桥0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.097912917922927日期TNmg/L盐官枢纽崇德工农桥硖石双喜桥于城大桥乌镇双溪桥嘉兴西丽桥平湖万盛桥南虹大桥杨庙大桥嘉善320国道桥(c)总磷(d)总氮图2河网控制断面南排排水期间水质指标变化图(2)排水对下游边界水质的影响分析下游省际边界共设了5个监测断面。图2为这5个断面在南排工程排水期间的水质指标变化情况。从图上分析可见,排水期间,下游边界的水质变化影响相对较小,CODMn平均下降率为14.2,其中俞汇塘大桥断面的下降率最大,达到19.2。氨氮除青阳汇断面不降反升外,其余4个断面的平均下降率为62.2,其中横港大桥断面的下降率最大,达到78.3。总磷除陶庄枢纽不降反升外,其余4个监测断面的平均下降率41.6,其中丁栅枢纽的下降率最大,达到60.3。总氮除青阳汇断面外,其余4个监测断面的平均下降率为35.2,其中横港大桥断面的下降率最大,达到48.5。上述分析表明,青阳汇监测断面的水质变化影响不大,这是由于上海塘受下游潮水顶托的影响,流向顺逆不定,所以水质变化不定。其余4个监测断面在排水期间,水位降低,太浦河较好的水体沿边界河道流入,故均有不同程度的水质变好趋势。(3)区域影响程度分析长山闸和南台头闸均设在海盐县境内,按全市五县(市)二区区域位置看,二闸同时开启时海盐、海宁、桐乡、南湖和秀洲区离闸口相对较近,嘉善和平湖则较远。按各分区
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