西南涌的水文要素及其对水质的影响研究

I摘 要河流的水质不仅受到来自生活、工业、农业等人类社会、经济活动的影响，还跟河流本身的水文条件等自然因素影响。譬如：河流的含沙量、径流量以及潮汐变化规律对河流的水质（如：化学需氧量、氨氮、总磷等水质指标）产生直接的影响河流的水文要素在河流的自净能力上发挥着的重要的作用，掌握好河流的水文要素对水质影响的规律，处理好两者之间的关系，可以增强河流的自净能力。河流水文要素包括：河流的水位水深、流速流量、降水情况、含沙量、潮汐变化规律、丰枯水期变化等，本文以佛山市三水区西南涌为调查研究对象，采取跟踪调查以及收集相关部门的相关数据、资料、报告和工作总结等手段，研究水文要素对西南涌水质影响，弄清楚西南涌的地形、水系、气候等自然情况及其降水特性、蒸发量、水位、洪水量等水文特性；经过一段时间对西南涌上下游分段布设断面取样监测，对数据统计，对比分析，掌握了这些水文要素的变化规律对西南涌水质的影响，在此基础上总结了西南涌的污染控制措施。关键词：水文要素，西南涌，水质，监测IIAbstractNot only by water from the river of life, industry, agriculture and human society, the impact of economic activities, even went to the hydrological conditions of the river itself, and other natural factors. For example: the river sediment runoff and tidal changes of the water quality of rivers (such as: chemical oxygen demand, ammonia nitrogen, total phosphorus and other water quality indicators) have a direct impact elements in river hydrology river self-purification ability to play important role in mastering the river water quality and hydrological factors affecting the law, deal with the relationship between the two, can enhance self-purification capacity of rivers. River hydrology elements include: the water level of river water depth, flow velocity, precipitation conditions, sediment concentration, tidal variation, changes in drought periods, this paper Foshan Sanshui district southwest Bay study for the investigation and take follow-up survey and the collection of relevant departments relevant data, information, reports, and summary of the work, and other means of hydrological factors on the southwest Bay water quality impact, clear southwest Bay of terrain, water, climate and other natural features and its precipitation, evaporation, water level, floods and other hydrological characteristics of the amount ; after a period of time took to the downstream section of the southwest section of sampling monitor layout, statistical data, comparative analysis, control elements of these hydrological changes of the water quality of the southwest Bay.Key words: Hydrological factors, Southwest Bay, Water quality, MonitoringIII目 录1. 绪论 .12. 西南涌的自然概况 .32.1 地形地貌 .32.2 水系 .32.3 气候 .33. 水文特性分析 .53.1 降水 .53.2 蒸发 .53.3 水位水深 .63.4 暴雨洪水 .73.5 潮汐变化规律 .83.5.1 高高潮位变化 .83.5.2 低低潮位变化 .93.6 径流特性 .93.7 泥沙量 .104. 西南涌水文要素对水质的影响分析 .124.1 河水含沙量对水质的影响分析 .124.1.1 河水含沙量与 COD 的关系 .164.2 流量对 COD 的影响关系 .194.3 西南涌丰水期与枯水期的水质分析 .204.4 潮汐对西南涌水质的影响 .235. 建议和总结 .285.1 保护流域沿岸的植被，防止水土流失 .285.2 通过优化水系水闸群联合调度制度优化水质 .28IV5.3 进一步完善污水管网系统，建立工业以及生活污水处理厂 .285.4 结合水利条件，充分利用潮汐的优势，趋利避害 .28参考文献 .30致谢 .3111. 绪论随着社会的发展，受到来自人们生活、工农业生产过程中产生的污染，全国范围内基本所有河流都受到不同程度的污染，而且情况越来越严重。在研究河流污染控制工程上，河流本身的自净作用不能忽视，其中河流的水文要素在这方面起到很大的贡献。河流水质主要受到流速流量、潮汐变化规律、丰枯水期、河床地质状况等水文要素影响，还与河流逐日平均径流量及其在年内的分配规律有关。随着水位的变化，其底质环境范围也在增加与减少，不同高程的土壤淹没，导致其形成底质中的主要离子溶解与析出，径流量在一定幅度的变化范围内，通常流量愈大，其主要离子的含量愈小。水中主要离子的含量还与水温有很大关系，水溶解各种矿化物的能力与水温有关。水能溶解的各种矿物盐类，水体水质因此产生变化。研究水文要素对水质的影响有很重要的意义，为研究特定河流中水文要素与其水质的相关情况，特选佛山市三水区西南涌水系为研究对象。 西南涌地处北江下游，跨越佛山、广州两市，起点位于三水区的西南水闸(建成于1957 年，2004 年重建)，见图 1-1，由北江西南分洪闸流入三水区西南镇，向东流经三水高丰，再向东流经南海区狮山、官窑、和顺，里水等，到广州市白云区鸦岗附近汇入珠江，全长 41.6 公里，是北江自上而下的第二大河涌, 流经三水区长度 22.5 公里。明、清以来，因芦苞涌淤塞，成为北江往广州重要航道。西南涌的主要功能是泄洪，现在逐渐成为三水区中心城区的工业和生活主要纳污涌，原水质属于类水体。左岸涌、大棉涌、解放涌、乐平涌就是其中的主要分支，在南海区的官窑附近与芦苞涌汇合。流经三水西南镇段，两边高楼林立，生活设施完善，结合位于北岸的西南左岸公园，成为西南的一条靓丽的风景线，但是随着经济的发展，来自生活、农业、工业的污水大大量排入西南涌，严重恶化了水质，经过一段时间的调查研究，发现磷、氨氮超标，COD 也偏高，属于劣类水体，达不到该河流的目标要求。对此专门找了最近几年来西南涌水质的有关数据，调查了西南涌水质污染现状和变化趋势：20062008 年期间分别对西南涌上游凤岗断面和下游和顺大桥断面进行监测,每年逢单月监测 1 次,监测项目有:水温、pH 值、溶解氧、化学需氧量、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、阴离子表面活性剂、氨氮、总磷、氟化物、硫化物、挥发酚、总氰化物、砷、汞、六价铬、镉、铅、铜、锌、镍、硒、石油类和粪大肠菌群。从监2测报告结果显示西南涌上游凤岗断面和下游和顺大桥断面水质分别受到重度污染,水质达不到中华人民共和国国家标准地表水环境质量标准(GB3838 -2002)V 类标准要求,超标水体主要表现为溶解氧较低,有机污染较严重,氨氮、总磷浓度较高,其中以氨氮和总磷超标最为严重。2008 年监测结果中,凤岗断面和和顺大桥断面的溶解氧监测浓度范围分别为 2.164.48 和 3.006.63 mg/L,最低值均出现在该年度的枯水期。而凤岗断面和和顺大桥断面氨氮监测浓度范围分别为 1.5245.043 mg/L 和 0.2063.653 mg /L,总磷监测浓度范围分别为 0.2540.857 mg/L 和 0.2150.355 mg/L。鉴于西南涌的特殊地理位置，起最终汇入珠江，因此西南涌的水质好坏将直接影响到广州供水取水点水质的优劣，也是保证亚运期间供水不可忽视的问题，本文从水文方面研究水文要素对西南涌水质的影响。图 1-1 西南涌流域图32. 西南涌的自然概况2.1 地形地貌西南涌上游在三水西南水闸，与北江相连，属于丘陵台地和泥沙冲积平原的河网地带，河涌纵横，土地肥沃，呈现出优美的山水交融的田园风光。河流平坦开阔，水流平缓，河流两岸农畜业发达，有广阔肥沃的水田，主要农作物是水稻、花卉果蔬等，沿岸有大量禽畜养殖场，土壤以红壤为主，水土保持良好。西南涌流域河床为砂岩、沙页岩、砾岩赤红壤等组成，河槽窄浅，河底为淤泥，河槽较深处呈 U 字形。2.2 水系西南涌流域水系中，注入西南涌的河涌有大棉涌、解放涌、乐平涌、芦苞涌、左岸涌和大朗涡涌等，主要分布于三水西南和南海的狮山、官窑、和顺。其中芦苞涌为水量最大的支涌，河宽跟西南涌上游差不多，水量占西南涌下游水量 50%左右，是西南涌水量的主要补给源，其中大棉涌、解放涌和乐平涌污染比较严重，是西南涌的主要污染来源。2.3 气候西南涌流域地处亚热带，属南亚热带海洋性季风气候，降雨充沛，但分布不均匀，时有洪涝、干旱等灾害发生，夏秋两季常受热带风暴（台风）影响，雷电灾害频繁，属雷暴盛发区。影响三水区的气象灾害主要有：早春的低温阴雨、夏季的台风、暴雨及强对流天气（强雷暴、大风、冰雹等） ；冬季的寒潮等。气温：年平均气温为 21.9，1 月份为全年最冷月，7 月份气温最高。年极端最高气温 39.1（ 03.7.15） ；年极端最低气温零下 0.7（57.2.11） 。 降水：年平均降水日数（0.1）154.3 天。年平均降水量 1682.8 毫米（49 月）：占总雨量 60%） 。全年雨季分为两段：46 月为前汛期，主要是锋面低槽带来的降水；79 月为后汛期，主要是热带气旋、热带辐合带等引起的降水。 日照：全年日照总时数 1721.7 小时。一年中最长的日照时数是 7 月为 218.7 小时，最短是 3 月为 65.5 小时。 4雷暴：三水是雷暴多发区，历年平均雷暴日数为 81 天。53. 水文特性分析3.1 降水由于西南涌属于北江支流，整个流域范围内地理条件相差不大，都是河网密布，流域内降水分布比较均匀，降雨量在 1650mm 与 1700mm 之间变化，流域内降水年内分配不均，流域内降水年内分配不均，4 月9 月降雨多，降水量占年降水量的60；10 月至次年 3 月的降水量占全年降水量的 40。最多年降水量 2285mm，最少年降水量 1246.5mm，西南涌流域代表站多年平均降雨量年内分配见表 3-1。 表 3-1 西南涌流域多年平均降雨量年内分配表月份 1 2 3 4 5 6 49雨量（mm） 123.1 120.9 122.6 135.8 144.6 178.9 1031.8占年雨量百分比（%） 6.95 6.82 9.92 7.67 8.16 10.10 58.24月份 7 8 9 10 11 12 全年雨量（mm） 188.6 203.5 180.4 126.5 120.1 126.5 1771.5占年雨量百分比（%） 10.65 11.49 10.18 7.14 6.78 7.14 100西南涌流域降水量的年际变化较大，存在这明显的丰枯交替性，有些年份形成春旱秋涝，有些年份降水偏少出现干旱，而有些年份形成多日连绵阴雨天气，大范围的降水，从而造成洪涝灾害出现，由于西南涌两岸防洪设施比较坚固，洪涝灾害造成的灾害损失比较少，据水文监测站数据显示，历年最大降水量为 2285