（农业工程专业论文）南四湖水文水资源监测工程扩建初步设计.pdf

r l i 。 j 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 一虢艰福率 帆加厶“害日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 黜躲嬲互i t 孝l - p l 入 物够脚? 。砌必! 时间：l 汐咿二年月g 日 扣移6 峰 k j 中困农业大学硕1 ：学位论文 目录 捅妥 本文分析了南四湖流域水文、地质、水资源、河流水系等水文要素，论述了南四湖水文水资 源监测工程建设是必要性的、可行性的；根据南水北调东线第一期工程总体规划、南四湖水文水 资源监测站点及该地区水情信息的采集和传输的基础设施和技术装备现状，提出了水资源监测站 点的建设目标、建设任务和建设规模。对准确计量南四湖区水量、监测其水质具有重要意义。本 设计中对水量、水质监测站点进行了合理布设，对水量监测站点的流量、水位、网络、自动测报 等基础设施和设备进行了优化设计，提出水量监测最佳方法是采用超声波多普勒侧视测流仪( s l ) 和缆道测流两种方式；水位监测用压力水位传感器；数据传输网络采用自建微波和租用光纤电路 相结合的方式。水质监测是以固定站网监测为主，水质自动监测站和移动动态监测为补充的监测 方式。针对南四湖水文水资源工程设计，提出了切实可行的工程建设与施工管理方法。工程静态 总投资8 9 2 2 6 0 万元，工程建成后，将产生巨大的社会效益、经济效益和良好的环境效益。 关键词：南四湖；水文水资源；监测工程：优化设计 a b s t r a c t h y d r o l o g y , g e o l o g y , w a t e rr e s o u r c e sa n df i v e ra q u o - s y s t o me ta 1 o fn a n s i h ul a k eb a s i ni s a n a l y z e da n dt h en e c e s s i t y a n df e a s i b i l i t yo fh y d r o l o g y w a t e rr e s o u r c e sm o n i t o re n g i n e e r i n g c o n s t r u c t i o ni nt h er e g i o ni sd i s c u s s e di nt h ep a p e r ：t h ea i m ，t a s ka n ds c o p eo fh y d r o l o g y w a t e r r e s o u r c e sm o n i t o rs t a n d i n gp o i n tc o n s t r u c t i o na r ep r o p o s e db a s e do nt h et o t a lp r o g r a m m i n go f e a s t - r o u t eo fs o u t h t o - - n o r t hw a t e rt r a n s f e rp r o j e c t , a n dt h ef o u n d a t i o nf a c i l i t i e st h a td e l i v e rt oe q u i pt h e p r e s e n tc o n d i t i o nw i t ht e c h n i q u eo fh y d r o l o g y w a t e rr e s o u r c e sm o n i t o rs t a n d i n gp o i n ta n dt h er e g i m e i n f o r m a t i o nr e c e i v i n ga n dt r a n s m i s s i o n a n di ti si m p o r t a n tt om e a s u r ew a t e rf l o wq u a n t i t ya n dm o n i t o r w a t e rq u a l i t ye x a c t l yi nn a n s i h ul a k er e g i o n t h ew a t e rf l o wq u a n t i t ya n dw a t e rq u a l i t ym o n i t o r s t a n d i n gp o i n t sa r el a i dr e a s o n a b l yi nt h ed e s i g n t h eo p t i m i z e dd e s i g ni sf i n i s h e dt ot h eb a s i cf a c i l i t y a n dp l a n to ff l o w , w a t e ri e v e l ，n e t w o r k ，a u t o m a t i cr e p o r t i n g 。e ta 1 i ti ss h o w nt h a tt h eb e s tw a t e rf l o w q u a n t i t ym o n i t o rw a y sa r eu s i n ga r g o n a u t - s la n dc a b l er e a d ：a n dt h ep r e s s u r ew a t e rl e v e lt r a n s d u c e ri s u s i n gm o n i t o rw a t e rl e v e l s e l f - b u i l d i n gm i c r o w a v ec o m b i n e dw i t hr e n t i n gt h ef i b e r - o p t i ce l e c t r i cc i r c u i t i ss u i t a b l ef o rt h ed a t at r a n s m i s s i o nn e t w o r k w a t e rq u a l i t ym o n i t o r i n gi sm a i n l yo ff i x e dm o n i t o r s t a n d i n gp o i n t s ，w a t e rq u a l i t ya u t o m o n i t o rs t a n d i n gp o i n t sa n dm o v i n gd y n a m i cm o n i t o ra r et h ew a yo f c o m p l e m e n t a t i o n t h em e t h o do fc o n s t r u c l ：i o na n dm a n a g e m e n ti sp r o p o s e df o rt h eh y d r o l o g y - w a t e r r e s o u r c e se n g i n e e r i n gd e s i g no ft h en a n s i h ul a k e t h i sp r o j e c t st o t a ls t a t i ci n v e s t m e n ti s8 9 。2 2 6 ，0 0 0 y u a n a t i e rc o m p l e t i n g 。t h eh u g es o c i a l ，e c o n o m i ca n de n v i r o n m e n t a lb e n e f i tw i i lb eb r o u g h ta b e u t k e yw o r d s ：n a n s i h ul a k e ；h y d r o l o g y - w a t e rr e s o u r c e s ；m o n i t o r i n ge n g i n e e r i n g ；o p t i m u md e s i g n 中同农业大学硕l ? 学位论文 目录 j i | 皇尝皇曼曼舅曼曼曼舅蔓曼皇曼曼舅寡量量皇量皇量奠皇鼍曼暑皇曼暑曼量鼍量皇舅皇量量舅量鼍量量舅皇量皇量量皇曼曼曼皇皇皇曼皇皇曼皇曩 目录 第一章绪论1 1 1 研究目的与意义1 1 2 国内外研究现状2 1 3 主要研究内容。4 第二章南四湖水文水资源监测与管理工作现状5 2 1 研究区基本情况5 2 2 水文水资源监测工作现状9 2 3 水文水资源管理工作现状1 2 第三章水文水资源监测工程( 扩建) 概况1 4 3 1 工程建设目标与原则。1 4 3 2 水量监测工程的任务、规模和内容1 5 3 3 水质监测工程的任务、规模和内容2 2 第四章水文水资源监测工程( 扩建) 总体布置和设计2 6 4 1 水量监测工程2 6 4 2 水质监测工程3 5 第五章工程施工与管理4 1 5 1 工程施工。4 l 5 2 工程管理4 2 第六章投资估算、效益和环境影响评价4 5 6 1 投资估算4 5 6 2 效益评价4 7 6 3 环境影响评价4 7 第七章结论与建议4 9 7 1 结j 沧4 9 7 2j 室议4 9 参考文献5 0 致 射5 2 个人简历5 3 h 中国农业大学硕l 学位论文第一章绪论 1 1 研究目的与意义 第一章绪论 南水北调东线工程是解决黄淮海地区和山东半岛水资源短缺、实现水资源优化配置的重大战 略举措，对受水地区经济发展、社会进步、人民生活水平提高和环境质量改善有直接和长远的利 益。工程的实施，将有利地支持黄淮海地区经济的可持续发展生态环境不断恶化的状况将得到 有效控制，经济效益、社会效益和生态效益巨大i 射。 南水北调东线工程从长江下游扬州附近抽引江水，利用京杭大运河及与其平行的河道作为输 水主干线和分干线逐级提水北送，并连通洪泽湖、骆马湖、南四湖和东平湖作为调蓄水库，在位 山附近经隧洞穿越黄河后可以自流到山东德州大屯水库。 东线工程分三期实施。第一期工程规划抽江水5 0 0 m 3 s ，入南四湖下级湖2 0 0 m 3 s ，出南四湖 上级湖l o o m 3 s ，过黄河5 0 m ，送胶东5 0 m 3 s 。多年平均抽江水量8 8 6 8 亿m 3 ，入下级湖水量 2 9 7 8 亿m ，出上级湖水量1 6 1 8 亿m 3 。静态总投资2 6 8 8 1 亿元，规划于2 0 0 7 年完成。 南四湖位于苏鲁两省边界，是南水北调东线工程的重要调蓄水库和苏、鲁两省分水地点。为 保证南水北调实施后调水工程正常运营，必须加强对南四湖水资源的统一管理，使南四湖入湖、 出湖水量和湖区水质得到有效控制和监督。 南四湖是南水北调东线工程水资源管理建设中最为重要区域，东线工程实施后，在维护当地 水资源分水原则不变的条件下，为了有效控制向两省南四湖地区供水和向北调水，按调度计划实 施边界交水，必须加强对南四湖的供水管理。 南四湖是汇集南四湖流域大小河流来水的出口湖泊，也是苏鲁两省南四湖周边1 2 7 万k m 2 的主要供水水源地。随着当地经济社会的发展，用水需求不断增加，供需缺口也越来越大，苏、 鲁两省用水矛盾日益突出。造成两省用水矛盾突出的原因除当地水资源匮乏的客观原因外，主要 原因是南四湖水资源缺乏统一的管理机制、缺少必要的工程控制措施和监督手段。使得两省争水、 抢水和无计划用水，同时存在引湖水河蓄和用水浪费的现象。 南四湖地区水质污染问题十分严重。随着南水北调东线工程的实施，不仅解决了北方水资源 严重不足的问题，而且确保南四湖湖区常年保持较高的水位，对湖区的航运、灌溉、城市供水、 生态环境保护等创造了良好的条件。但南四湖周边大小入湖河流共有5 3 条，可以从湖内引水的 河流众多，出入湖水量水质监测手段滞后，一直是湖区水资源监测管理的薄弱环节。 为保证调水工程的正常运行，对南四湖出湖水量必须有一定的工程控制手段和水量监测措 施。南水北调东线工程规划将在湖区1 0 条河流入湖口新建一批控制涵闸( 第一期工程建设4 座) ， 控制引出南四湖水量。但是现状南四湖周边地区引水河流、涵洞和提水工程较多。仅靠南水北调 规划的1 0 座控制性工程尚不能控制和掌握南四湖水量的利用情况，也不能保证南水北调入南四 湖水量的调度和管理，难以保证规划北调水量和水质的要求。因此，必须对南四湖周边的引水河 流、涵洞和提水工程建设水量监测设施。南四湖现状水质污染严重，根据南四湖水质保护要求， 需对入湖河流的水质和重点污染源进行必要的监测和管理。 中国农业大学硕i ：学位论文 第一章绪论 水在人类社会发展中发挥着重要作用，一方面它为人类生存和开展农业、工业、能源、运输 等经济活动提供了必要的支撑条件。另一方面，水也能通过干旱、洪涝灾害等给人类带来灾难。 在水资源日益紧缺、水污染日益加重、另一方面洪涝灾害频繁的今天，加强对水资源的综合管理、 合理配置、节约和保护水资源，推进水资源的可持续利用成为解决水问题的核心，所有这些工作， 都需要丰富的水文资料作为依据。国民经济的可持续发展要求在水资源方面解决洪涝灾害、水资 源短缺、水环境恶化和水土流失四大问题，这些问题的解决，水文工作是基础和前提。从历史发 展上看，没有任何一个时期，社会对水文工作的要求如此迫切川。 水文工作是国家经济和社会发展的一项重要基础工作通过监测、分析、评价水资源的量、 质及其时空分布变化规律。为解决社会经济发展中的水问题提供重要的科学依据【l l 。 水文站网密度是影响人类认识水文要素变化规律的重要因素i 引。随着国民经济发展，水文工 作的服务面不断拓宽，特别是南水北调等重大水利工程的规划建设，南四湖地区现有水文站网在 满足需要方面还存在不足。水文站网密度达不到世界气象组织推荐的容许最稀站网密度水平，需 要增加或调整。 目前，南四湖周边的水文和水质监测设施主要是为防汛和收集水质资料服务，站点布设亦是 依据其防汛、收集水质资料的需要进行的，为水资源管理服务的功能很少。 南水北调工程实施后，现有的水文监测站点远不能满足南四湖区水量、水质监测的需求，本 课题通过分析南四湖水文、地质、水资源等因素，论述了南四湖区水资源监测工程建设的可行性 和必要性，根据南四湖地区水文水文水资源监测站点及该区水情信息的采集和传输的基础设施和 技术装备现状、依据国内外水文测报技术的发展水平，并通过增加该区水文水资源监测站点、对 该区水文水资源监测的基础设施和技术装备优化选型，提供南四湖区水文水资源监测站点补设的 设计方案和最佳监测技术方案。对准确计量和监测南水北调南四湖区水量和水质具有重要的意 义。 随着国家对水利等基础领域投入的增加，调水、蓄水等水利工程的规划建设，建设区水文要 素发生很大改变，本课题对南四湖区水量和水质监测站点和监测设施在南水北调东线工程实施后 重新布设和设计，对其他水利工程建设后水文水资源监测、分析水文要素变化规律，具有一定的 借鉴意义。 1 2 国内外研究现状 世界各国国情不同，水文工作方式差别很大。美国国土面积和自然条件与我国大致相似，水 文站网密度和单次测验精度均高于我国，我国水文站网密度高于亚洲平均水平，低于美洲水平， 为世界平均水平，我国东部、中部地区大致接近欧洲平均水平l i l 。 美国的水文测验基本项目与我国相近，地质调查局每年测流次数达6 2 万次折合平均每个 站约1 1 次年，测次要求远不如我国严格。但是美国在测流的垂线布设方面较为严格，每条测 流垂线控制的部分流量不超过断面流量的5 。 美国先进的自动化水文数据遥测系统和地球静止卫星系统( g o e s ) 进行的水文数据实时传输， 以及i n t e r n e t 网的应用，已使水文站点做到了无人值守。 2 中同农业大学硕士学位论文第一章绪论 在其他发达国家，水文信息收集也以自动化、数字化为主，采用测报设施技术含量高、精度 高、稳定性好的仪器设备i l 引主要以巡测的方式采集水文信息。美国o d e c 测深仪公司、f f r 测深仪公司、r d i 测流仪公司、g w 环境气象仪器公司、d e c a t u r 电波流速仪公司，德国o ，丌水 文仪器公司、s e b a 水文仪器公司，英国马尔文粒度分析仪( m a r l v o m ) 等公司生产的水位、流 量测验仪器在许多国家应用，我国许多省份也都引进了上述仪器。对于国外生产的水文测报仪器， 我国水文行业或引进使用，或根据本地区实际进行国产化改造，部分地区实现了水文科技发展与 国际先进水平同步i i 。 1 9 9 8 年大水以后，国家加大了对水利的投资力度，在水文基础设施建设方面也有相当数量的 投资，全国水文基础设施得到了一定程度的改善。自2 0 0 1 年开始，水利部黄委提出“数字黄河” 的发展理念，以网络为基础，以空间信息为核心，综合运用空间信息技术、管理信息技术、计算 机与网络技术、数据技术等现代化高新技术对黄河流域的各种信息进行科学采集、数字化处理与 数据分析。这是目前国内信息采集处理技术的先唰7 1 。 目前，国家通过各种投资渠道，改造水文测报设施，2 0 0 0 年开始，国家先后在各省建设防汛 指挥系统市地级水情示范区，通过2 3 年运行，2 0 0 3 年开始在全国范围内开展国家防汛指挥系 统建设设计，开始立项建设国家防汛指挥系统，设省级水情分中心、市地级水情分中心。水情信 息自动测报系统即将在全国范围内建成。水文自动系统的建成，可以大大缩短水情信息传输时间， 实现水情信息在2 0 分钟内传到省防指、3 0 分钟内传至国家防总的目标【2 3 j 。 要保证水文信息准确性，就必须加强水文测验基础设施的建设。自上世纪9 0 年代特别是“9 8 ” 大水以来，国家加大了对水利工程的投资，同时，出台了“工程带水文”的政策，水文基础设施随 之得到明显改善。近几年，各省根据当地特点，研发了新仪器、新设施1 9 9 8 年，南京水利水文 自动化研究所研制出电波流速仪；浙江省水文仪器公司研制出水文缆道控制系统，用电脑自动控 制系统代替了水文缆道传统手工操做。测洪能力迸一步提高。根据水文站类别和有关标准规定， 水文站达到1 0 0 年、5 0 年、3 0 年一遇洪水或建站以来最大洪水或堤防防御标准的水平；在发生 超标准洪水或意外事件的情况下。有应急测验措施。测验设施设备更加实用、可靠、先进。不仅 提高了水文测报水平，而且促进国外先进技术的国产化和国内水文测报水平的提升，并适合不同 河流的水情特点和测站洪水特性i l 训。 山东省的水文站网在建国后迅速发展，经过1 9 6 4 、1 9 7 5 和1 9 8 5 年三次大规模的分析调整， 基本形成了相对比较完善的水文站网布局。目前全省共有水文站1 4 8 处，水位站1 7 处，雨量站 7 9 8 个( 其中委托雨量站6 5 0 个) ，水文辅助站1 8 1 个，地下水观测井2 6 7 0 处，水质站1 1 5 处。 在1 4 8 处水文站中实际运行的1 1 5 处，其中河道5 6 处，水库站3 6 处，堰闸2 3 站处。全省水文 站网密度为1 0 5 4k m 2 站。其中山区为8 6 8k i n 2 站，平原区为1 8 4 lk i n 2 站，大致符合平原地区为 1 0 0 0 2 5 0 0 k m z 站和山区为3 0 0 ! 0 0 0 k m 2 # 占的标准。 在监测技术方面，山东省水文水资源勘测局研制了c l i 0 2 型数传仪兼有水位、雨量信息的 自动传输功能。目前，山东省8 0 以上的雨量站已安装了数传仪，实现了雨量、水位信息的自动 采集。最近几年，山东省大力引进国内外新仪器、新设备，测验设施设备更加实用、可靠、先进。 从发展趋势看，水文水资源监测工作将向水文水资源数据遥测、站点无人值守方向发展1 1 8 1 。 3 中国农业大学硕十学位论文第一章绪论 1 3 主要研究内容 南四湖水文水资源监测设施是南水北调东线工程建设的重要组成部分和运行管理的基础。其 建设目标是监测两省从南四湖引出水量和入湖水质状况，为南四湖水资源管理提供科学依据。因 此，本文的主要研究内容如下： 1 对南四湖流域水文、水资源、水文地质、水文水资源监测现状等要素进行调查和分析，确 定本水文水资源监测工程( 扩建) 的任务、建设规模和监测内容。 2 依据现有的法规和国内外调水、水文技术发展现状，对本水文水资源监测( 扩建) 工程进 行总体方案布置和初步设计；设备的比选，确定水量、水质设施和监测方式。 3 对工程建设施工条件、建设管理体制、工程投资、效益及环境影响进行分析与评价。 4 中国农业人学硕 ：学位论文第二章南四湖水文水资源雌测与管理t 作现状 第二章南四湖水文水资源监测与管理工作现状 2 1 研究区基本情况 2 1 1 地理位置与地质条件 南四湖位于东经i 1 6 0 3 4 1 1 7 0 2 1 、北纬3 4 0 2 7 ， 3 5 0 2 0 之间，南四湖流域下游，地处江苏与山 东两省交界地区，由南阳、独山、昭阳、微山四湖相连而得名，是南四湖流域的控制性出口湖泊。 湖区面积1 2 8 0 k m 2 ，1 9 6 0 年在中部湖面较窄处建成二级坝枢纽，分成上级湖与下级湖。( 上级湖 6 0 9 k m 2 ，下级湖6 7 1 k m 2 ) ，南北长1 2 6 k i n ，东西宽5 , - - 一2 5 k m ，周边长3 1l k m 。介于黄河南堤与废 黄河之间( 见图2 - 1 ) ，流域面积3 1 4 0 0 1 ( r n 2 ( 上级湖2 7 6 3 0 k m 2 ，占8 8 ：下级湖3 7 7 0 k m 2 ，占1 2 ) 。包括豫、皖、鲁、苏四省3 2 个县市。南四湖湖西为黄泛平原，地势西高东低；湖东主要为 丘陵和山前冲积平原，地势东高西低。 南四湖及其周边地区的土地面积为2 2 1 5 5 6 k m 2 ，总人口为1 0 7 1 3 9 万人，耕地面积为7 2 0 9 8 千h m 2 。南四湖流域是我国重要能源基地之一，该区煤炭资源丰富，还有电力、石油、天然气等。 该区农作物以水稻、小麦、棉花、大豆、薯类为主，是我国重要粮棉生产基地之一，以南四湖水 为主要灌溉水源，但用水保证率较低：南四湖属浅水型湖泊，自然资源丰富。是山东省最大的渔 业基地，鱼类年产量在2 万t 以上。此外，苇、莲、菱、芡、菰等湖产品也很丰富，是当地渔民 的主要经济来源之一。 本区交通发达，铁路干支线密集，津浦铁路穿过本区东侧。湖东有京福高速公路和1 0 4 国道， 湖西公路密布，京杭运河贯穿南北。 南四湖来水面积3 1 7 万i o n 2 ，水面面积1 2 8 0k m 2 ，南北长1 2 6 k m ，东西宽5 - - 2 5 k m ，以二级 坝处最窄，形成湖腰，湖底高程3 0 0 - - 3 1 5 m 。正常蓄水位上、下级湖分别为3 4 2 m 和3 2 5 m ( 相 应库容1 6 3 9 亿m 3 ) 。南四湖既是蓄水湖泊，又起行洪和滞洪双重作用，泄水口门有韩庄闸、伊 家河闸及蔺家坝闸，分别泄入韩庄运河、伊家河及不牢河，最后汇入中运河。 南四湖区地处中朝准地台南部的鲁西台隆起，北部济宁、昭阳湖区为济宁凹陷。微山湖湖区 丰沛地区为丰、沛中新断陷，湖东属兖州凸起的西南部。新构造运动基本上继承了老构造运动的 特性表现为济宁、南四湖及其丰沛地区以缓慢沉降为主，第四系沉积厚度在济宁附近达2 0 0 多 米，往西增厚，向南渐薄，至二级坝附近厚1 3 0 m 至蔺家坝地表有寒武系灰岩出露。直接通过 本区的深大断裂有东平湖至微山大断裂，济宁凹陷西侧为嘉祥弧形断裂。 南四湖区地层构造主要是冲、洪积形成，地层中夹层、互层较多。自上而下大致分为五层， 第一层为粘土和重粉质壤土、粘土夹中粉质壤土层和少量砂壤土层；第二层为轻粉质壤土为主， 夹粉土、砂壤土和少量中粉质壤土、细砂层；第三层为砂壤土夹中、轻粉质壤土层：第四层为中 粉质壤土夹轻粉质壤土和砂；第五层为以粉质粘土为主，夹少量中、轻粉质壤土层。 根据 水利水电工程地质勘察规范( g b 5 0 2 8 7 - 9 9 ) 附录n “土的液化判别”的初判条件，南 5 田2 - 1南四湖地理位置示意圈 塞至：! 壶婴塑塑通煎垡猩盎 上 级 湖 塑 耍一 湖 东 。二= _ 一一：! ： 河流名称浙哩要积 河流长度 河流名称流域萼积 河流长度l ( a n 。) ( k i n ) ”( k i n 2 ) ( k i n ) 粱济运河 3 3 0 6 8 8 光府河1 3 3 1 7 6 4 龙公河5 21 2 幸福河7 51 5 洙水河5 7 1 4 7 泗河2 3 5 7 1 5 9 洙赵新河4 2 0 61 4 0 7 白马河1 0 9 9 6 0 蔡河3 3 2 4 1 5 界河1 9 3 3 5 4 万福河1 2 8 3 7 7 岗头河3 1 2 0 老万福河5 6 33 3 龙河1 1 62 0 惠河8 5 2 6 乱渣河3 7 1 5 西支河 9 6 1 4 辛安河6 4 5 东鱼河5 9 2 3 1 7 2 1 徐楼河2 45 复新河 1 8 1 2 7 5 北沙河5 3 56 4 姚楼河8 03 3 5 小荆河5 3 5 大沙河1 7 0 0 6 1汁泥河 1 54 杨官屯河1 1 4 1 6 城河9 1 28 1 耋重塑 3 0 一 1 2 2小苏河46 l o 下 级湖 塑 一西 湖东 河流名称流苎要积河流薹度 河流名称 流域面积 河流长度 ( 2 ) ) z l _ _ 一2 ，x k m ( k mk m ( 1 ( n i ) 沿河3 5 0 2 7 房庄河8 3l l 鹿口河4 2 83 9 薛王河2 4 2 3 6 郑集河4 9 71 7 中心河5 87 小沟1 55 新薛河6 8 6 8 9 6 大冯河9 4 5 西泥河3 09 高皇河3 81 5 东泥河5 35 利国东大沟2 7 1 5 薛城沙河 2 9 6 4 0 挖工庄河4 66 蒋集河5 41 3 五段河4 0l o 7 潘庄河 3 97 八段河3 7 2 0 沙沟河5 49 蒋官庄河7 71 3 赵庄河1 8 1 0 西庄河1 76 根据对南四湖水位统计分析，上级湖历年平均水位为3 3 8 8 m ，最高水位为3 7 1 7 m ( 1 9 5 7 年 7 月2 5 日) ，下级湖历年平均水位为3 2 2 2 m 最高水位为3 6 8 4 m ( 1 9 5 7 年8 月3 日) 。 南四湖流域多年平均天然年径流量2 9 2 0 亿m 3 ( 1 9 5 6 - - - 1 9 9 7 年) ，7 0 以上集中在汛期( 6 9 月) 8 中固农业大学硕士学位论文第二章南阴湖水文水资源! l ：i 测i j 管理下作现状 四湖周边河道地质主要为粉土质砂和含细粒砂( 地层年代为晚更新世( q 3 ) 地层) 构造。 根据中国地震动参数区划图( g b l 8 3 0 6 _ _ 2 0 0 1 ) ，本区的地震动反应谱特征周期为0 4 0 s ， 地震动峰值加速度为0 1 0 9 ，相应地震基本烈度为度。 南四湖为浅水型平原湖泊，湖盆浅平，北高南低。南北狭长，由西北向东南延伸，湖腰最窄 处( 昭阳湖中部) 的二级坝枢纽将南四湖分为上级湖和下级湖。上级湖包括南阳湖、独山湖及部 分昭阳湖，正常蓄水位3 4 2 m ( 废黄河基面，下同) ，相应库容8 0 亿m 3 ，死水位3 3 o m ，相应库 容2 0 2 亿m 3 ，下级湖包括微山湖及部分昭阳湖，现状正常蓄水位3 2 5 m ，相应库容8 3 9 亿m 3 ， 死水位3 1 5 m ，相应库容3 4 5 亿m 3 。南水北调实施后，下级湖正常蓄水位将调整为3 3 o m 。 南四湖具有蓄水、防洪、排涝、灌溉、城市供水、水产养殖、航运及旅游等多种功能。南水 北调实施后，南四湖将成为江水北调的重要调蓄水库，也将成为南四湖流域重要的供水水源地。 2 1 2 气象、水文、河流水系 南四湖流域属暖温带半温润季风气候区，具有大陆气候特点，四季分明，春季气候干燥、多 风；夏季受西太平洋副热带暖温气流影响，雨量集中，气候炎热；秋季燥热少雨；冬季受蒙古高 压影响。西伯利亚冷气流南侵，天气寒冷干燥。空气湿度、温度、风力、降水、蒸发等随季节变 化大。 流域1 9 5 6 1 9 9 7 年多年平均降雨量为7 1 2 m m ，多年平均径流量2 9 2 0 亿m 3 ，7 0 以上集中在 汛期( 6 9 月) 。多年平均水面蒸发量为1 0 0 1 m m 。多年平均气温1 3 5 。7 月份平均气温最高， 一般为2 5 - - - 2 6 ，1 月份平均气温最低，一般为l 2 。无霜期2 0 0 - - 2 1 5 天，多年平均日照时数 2 5 3 0 h 。 南四湖入湖河流众多，在大小5 3 条入湖河流中，有3 0 条注入上级湖，其中1 5 条位于湖西， 1 5 条位于湖东：2 3 条注入下级湖，其中1 0 条位于湖西，1 3 条位于湖东。流域面积在1 0 0 0 k m 2 以上的河流有9 条，全部注入上级湖，其中湖东3 条，分别为白马河、泗河、洗府河，湖西有6 条，分别是东鱼河、洙赵新河、梁济运河、复新河、大沙河、新万福河。流域面积在1 0 0 1 0 0 0 k m 2 的河流有1 5 条。建国以来，主要河流大部分经过了不同程度的治理，其中入湖口门建有控制性 工程的有l l 条。 ( 1 ) 湖东水系 湖东地形为山地、丘陵及山前平原，滨湖地带为泰沂山脉第四纪冲积平原。流域面积在5 0 0 k m 2 以上的河流共6 条。湖东河流除洗府河外，其它河流均为季节性山洪河道。利用河流引湖水条件 差，能够引水的河流只有白马河、潘庄引河。 ( 2 ) 湖西水系 湖西为黄泛平原，地势平缓，坡降在l 5 0 0 0 l ，1 5 0 0 0 之间。受黄河改道决口影响，河道淤积， 水系紊乱。河流大部分自西向东流入南四湖。河道宽浅，洪水量大峰低。河道比降小，水流缓慢。 湖西河流均能排能引。 南四湖入湖河流情况见表2 1 。 7 中围农业大学硕 j 学位论文第二章南p q 湖水文水资源临测与管理t 作现状 2 1 3 南四湖在南水北调东线工程中的作用 南水北调东线工程是在江苏省江水北调工程的基础上扩大规模和向北延伸，从长江下游扬州 附近抽引江水，利用京杭大运河及与其平行的河道作为输水主干线和分干线逐级提水北送，并连 通洪泽湖、骆马湖、南四湖和东平湖作为调蓄水库，在位山附近经隧洞穿越黄河后可以自流到山 东德州大屯水库。 南四湖位于苏鲁两省边界，是南水北调东线工程的重要调蓄水库和苏、鲁两省分水地点。为 保证南水北调实施后，调水工程正常运营，必须加强对南四湖水资源的统一管理，使南四湖入湖、 出湖水量和湖区水质得到有效控制和监督。根据南水北调东线工程规划( 2 0 0 1 年修订) ，规划 在l o 条河流入湖口新建一批控制涵闸，其中第一期工程安排建设姚楼河、大沙河、杨屯河、潘 庄引河4 座控制闸，其余安排在第二期工程建设。并在湖东、湖西所有引水河道设立水量监测站。 2 2 水文水资源监测工作现状 2 2 1 监测设施现状 目前。南四湖周边的水文水资源监测设施主要是为防汛和收集水质资料服务，站点布设亦是 依据其防汛、收集水质资料的需要进行的，为水资源管理服务的功能很少。南四湖区现有后营、 二级坝、韩庄闸、蔺家坝4 个水文站，辛店、南阳、马口、二级坝一闸、三闸、微山岛、蔺家坝 7 个水位站，水质监测站3 3 个，少数取水门口建有计量设施。 2 2 2 水量监测状况 上世纪五十年代至六十年代，山东省水文部门在南四湖周边设有6 个水文( 水位) 站，其中位 于上级湖的有辛店水位站、南阳水位站、二级坝水文站和后营水文站；位于下级湖的有微山岛水 位站、韩庄水文站。江苏省水文部门在南四湖区设有2 个水文( 水位) 站，其中位于上级湖有城 子庙水位站，位于下级湖的有蔺家坝闸水文站。 上世纪九十年代末，为提高南四湖防汛报汛能力沂沭泗水利管理局在湖区增建了南阳、马 口、二级坝一闸、三闸、微山岛、蔺家坝6 个自动水位测报站，进行汛期水位实时监测。目前入 湖取水涵闸和泵站除了少数工业取水口有计量设施外其他取水工程皆无计量设施。 后营水文站位于梁济运河下游南四湖入湖口l k m 济宁市任城区南张镇后营村，1 9 6 0 年设站， 监测项目有雨量、蒸发、水位、流量、含沙量，现有测验人员6 人；二级坝闸水文站1 9 5 6 年设 站，监测项目有雨量、蒸发、水位、流量、水温冰凌，现有观测人员5 人；韩庄闸水文站1 9 6 1 年设站，监测项目有雨量、蒸发、水位、流量，现有观测人员5 人；蔺家坝水文站1 9 5 0 年设站， 监测项目有雨量蒸发、水位、流量，现有观测人员2 人。 上述各站仍然采用比较传统的观测方式：水位采用人工观测、流量测验以缆道测流为主。这 些站的水文基础设施如观测井、缆道、站房均存在建设时间长、陈旧老损的问题。 9 中国农业大学硕一l ：学位论文 第二章南p q 湖水文水资源舱测 了管理t 作现状 2 2 3 水质监测状况 1 监测设施与布点 南四湖流域现有的水质监测单位有淮河流域水环境监测中心、山东省水环境监测中心济宁分 中心、菏泽分中心、枣庄分中心和江苏省水环境监测中心徐州分中心。共监测3 3 个断面，其中， 流域中心监测9 个断面；济宁分中心监测l o 个断面；枣庄分中心监测5 个；菏泽分中心5 个： 徐州分中心监测4 个断面。每年监测4 - - 1 2 次。南四湖现状水质监测站网见表2 3 。 目前，由于受条件的限制，所有的监测中心均采用定时定点采样。送回监测中心实验室分析 化验，没有在线自动监测和动态应急监测措施。 2 现状排污量 根据2 0 0 2 年南四湖流域污染源监测资料，南四湖流域城镇有近1 0 0 个排污口，每年入河污 废水总量达3 1 0 0 0 万t ，c o d 实际排污总量为1 6 2 6 万t ，入河总量为9 4 万t ；b o d 5 入河总量为 3 2 万t ：氨氮入河总量为2 1 5 万t t 挥发酚入河总量为7 2 t 。污染物随河水排入湖内。其中，主要 排污河流为洗府河、东鱼河、洙赵新河、城郭河及泗河等8 条河流。主要排污城镇分别为洗府河 的济宁、兖州、宁阳等，东鱼河的曹县、成武、单县和定陶，洙赵新河的菏泽、郓城、东明和巨 野，城郭河的滕州和枣庄山亭区，泗河的泗水和曲阜等城镇，这5 条河流的入河排污量占南四湖 流域总入河捧污量的6 5 7 ，c o d 、b o d 5 、氨氮、挥发酚达8 0 以上。主要河流纳污量见表2 2 。 衰2 2 主要入湖河流接纳污染物量 从行业上看，南四湖流域的主要排污行业为造纸、酿造和化工行业。其中又以造纸业排污最 为突出，约占排污总量的8 0 0 左右，在南四湖的5 条主要纳污河流中，造纸业排放c o d 在工业 污染负荷中所占比重洗府河为8 2 、东鱼河为8 5o 4 、洙赵新河为8 3 、城郭河为4 l 、泗河为 8 0 。 3 监测结果 根据2 0 0 0 年南四湖及主要支流水质监测资料，按照地表水环境质量标准( g b3 8 3 8 2 0 0 2 ) 进行评价。本次评价的监测断面共2 5 个，其中南四湖湖区l o 个，主要支流1 5 个。 1 0 中圉农业大学硕十学位论文第二章南网湖水文水资源i 啦测与管理丁作现状 ( 1 ) 湖区水质现状 南四湖湖区l o 个评价监测点中，汛期综合评价水质为v 类或超v 类的有6 个，水质为类 的4 个。主要超标项目为c o d m n 、b o d 5 、n h 3 - n 和石油类；非汛期综合评价水质均为v 类或超 v 类，主要超标项目为c o d m n 、b o d 5 、n i - 1 3 - n 和石油类。南四湖总体污染比较严重。 通过对南四湖湖区富营养化程度的监测和分析，在上级湖和下级湖分别选取的3 个监测点中。 上级湖全部为中营养化，下级湖的二级坝下和下级湖航道2 监测点为中营养化，微山湖区为富营 养化。 ( 2 ) 主要支流水质现状 在1 5 条主要支流的评价断面中，汛期综合评价水质为v 类或超v 类的有1 3 个，主要超标项 目为c o d m n 、b o d 5 、n h r n ；非汛期综合评价水质皆为v 类或超v 类，主要超标项目为c o d m n 、 b o d 5 、n i - i r n 。 ( 3 ) 生态环境现状 南四湖的物种资源十分丰富，已形成一个宠大的、多样复杂的湿地生态系统：大面积的浅水 型淡水湖泊，丰富的食物资源及良好的栖息环境，使其成为一个理想的鸟类保护区。当地政府历 来十分重视南四湖的生态保护。1 9 8 2 年微山县人民政府批准成立为“南四湖鸟类自然保护区”，以 水生环境生存的鸟类为主要保护对象；1 9 9 6 年济宁市人民政府批准建立“济宁市南四湖自然保护 区”，以保护湿地生态系统和珍稀、濒危鸟类为对象。 但是，上世纪八十年代中后期至今，南四湖降水量明显减少，天然径流量严重衰退，同时社 会经济用水大幅增加，导致湖水位急剧降低，出现湖水位长时间低于死水位情况；人工围垦湖面 大幅增加，湿地面积日趋萎缩；湖区大型箔荃类鱼具星罗棋布，大强度滥捕，致使自然鱼类资源 急剧衰退，鱼类小型化，品种土著化。八十年代中后期发生的干涸，更是雪上加霜，加上日益加 重水污染，使得南四湖自然资源受到毁灭性破坏，鱼类、鸟类栖息地、产孵地、育肥地严重缩减， 生态功能严重退化。 中囝农业火学硕十学位论文 第二章南p n q 湖水文水资源舱测。j 管理t 作现状 表2 3南四湖水质监测站网现状裹 河流站名 监测单位 警浆字 大运河蔺家坝闸上 流域中心1 2 沿河 沛县水文站徐州中心 1 2 大沙河沛县龙固 徐州中心1 2 复新河 丰县水文站徐州中心1 2 复新河丰县城区 徐州中心1 2 东鱼河鱼城济宁中心4 东鱼河 解元集桥菏泽中心4 东鱼河 路菜园闸菏泽中心4 东鱼河张庄闸菏泽中心4 东鱼河北支马庄闸菏泽中心4 万福河 孙庄济宁中心4 万福河鱼台济宁中心4 洙赵新河 魏楼闸菏泽中心4 洙赵新河 梁山闸济宁中心4 洗府河黄庄济宁中心4 泗河 尼山水库济宁中心4 泗河书院济宁中心4 白马河 西苇水库济宁中心4 白马河马楼济宁中心4 城郭河 岩马水库库区站枣庄中心4 城郭河滕州枣庄中心4 新薛河 薛城枣庄中心4 薛城沙河峄城枣庄中心4 十字河 峄城枣庄中心4 微山湖韩庄闸上济宁中心4 南阳湖王庙 流域中心1 2 南阳湖 前白口 流域中心1 2 南阳湖南阳 流域中心1 2 独山湖 独山村 流域中心1 2 昭阳湖二级坝闸( 上) 流域中心1 2 微山湖二级坝闸( 下) 流域中心1 2 微山湖 高楼流域中心 1 2 一一微山湖 微山岛流域中心1 2 2 3 水文水资源管理工作现状 2 3 1 水资源开发利用状况 南四湖流域1 9 5 6 1 9 9 7 年多年平均降水深7 1 2 m m ，多年平均天然年径流量为2 9 2 0 亿m 3 ， 5 0 、7 5 、9 5 保证率天然年径流量分别为2 3 3 0 亿m 3 、1 2 1 2 亿m 3 和3 6 4 亿m 3 。 1 2 中周农业大学硕_ i ? 学位论文 第二章南阴湖水文水资源舱测了管理丁作现状 南四湖周边以南四湖为水源的主要用水部门有农业、工业、生活及航运，农业灌溉用水是南 四湖的主要用水大户，其次是工业用水和生活用水，还有少量航运用水。 据统计，现状取用南四湖水的供水工程主要为农业灌溉供水设施，约2 4 1 处，实际灌溉面积 约1 8 万h m 2 。直接从湖水取水的工业取水口4 处，分别为韩庄电厂、邹县电厂、济宁电厂及大 屯电厂。向徐州市自来水公司蔺家坝地面水厂供水引水口门有2 处。 2 3 2 水资源管理体制现状 南四湖水资源管理现状是实行分部门分级管理体制。流域机构实行对流域水资源规划层面上 的管理，对流域直管河道和