（环境工程专业论文）贡湖锡东水厂水质可达性研究.pdf

贡湖锡东水厂水质可达性研究 上程硕l ：研究生姓名：徐兆安指导教师：逢勇教授工释领域：环境工程 摘要：在分析贡湖水资源和环境现状的基础上，通过建立太湖姒生流水动力学模型 和风生流水质模型，计算不同环境条件下贡湖浓度场变化，分析贡湖沿岸河流排污和太 湖对贞湖水质影响程度。贡湖水质随着望虞河、小溪港、大溪港排污量的增加而恶化， s e 风时，望虞河排污对锡东水厂水质影响明显，n w 风时，小溪港、大溪港对锡东水厂水 质有明显影响。 关键词：水质锡东水厂贡湖太湖研究 g o n g l a k ex i d o n gw a t e rw o r k sw a t e r q u a l i t y s t u d y c a n d j d a t e ：x uz h a o a n a d v i s o f ：p r o p a n gy o n g m e n gf i e l d ：e n v i r o r l m e n te n g i n e e r i n g a b s t r a c t ：o nt h eb a s i so f a n a l y s i n gt h eg o n g l a k ew a t e rr e s o u r c ea n de n v i r o n m e n t a lc u r r e n t s i t u a t i o n ，t h r o u g hb u i l dt h ew i n dc a t c hf l o w i n gw a t e rd y n a m i c sm o d e la n dt h ew a t e rq u a l i t y m o d e lo ft a ii a k e ，c a l c u l a t ed e n s i t yf i e l dc h a n g eo fg o n gl a k ei nd i f f e r e n te n v i r o n m e n t a l c o n d i t i o n ，a n a l y s et h ei n f l u e n c eo fp o l l u t i o nf r o mr i v e r $ a n dt a il a k et og o n g l a k e ，w i t ht h e p o l l u t i o nf r o mw a n g y ur i v e r ，d a x ir i v e r , x i a or i v e ri n c r e a s e ，t h ew a t e rq u a l i t yo fg o n g l a k e b e c o m ew o r s e a tb l o w i n gs ew i n d ，t h ew a n g y uf i v e rb l o w d o w n i n f l u e n c e sw a t e rw o r k s w a t e r q u a l i t yo b v i o u s l y , a tb l o w i n gn w w i n d ，p o l l u t a n to fd a x ir i v e r , x i a o r i v et h e r ei s o b v i o u si n f l u e n c et ow a t e rw o r k s w a t e rq u a l i t y k e y w o r d s ：w a t e rq u a l i t y x i d o n g w a t e rw o r k s g o n g l a k et a il a k e s t u d y 学位论文独创性声明： 本人所呈交的学位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。与我一同工 作的同事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。如不实，本人负全部责任。 论文作者( 签名) ：纽 学位论文使用授权说明 2 0 0 5 年月日 河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术 期刊( 光盘版) 电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或 电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子 文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外， 允许论文被查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权 河海大学研究生院办理。 论文作者( 签名) ： 2 0 0 5 年月日 1 绪论 1 1 问题的提出 水是基础性的自然资源和战略性的经济资源，是人类生活、生产和生态环境的控制 性要素a 水资源作为基础自然资源，是人类生活、生产和生态环境中最基本的物质条件 之一，是工农业生产、社会经济发展和生态环境改善不可替代的极为宝贵的自然资源， 是保障人类生存和社会经济不断持续发展的重要基础。随着世界人口的快速增长和社会 经济不断发展，近年来世界各地频频出现水资源危机，水资源供需矛盾同益加剧。1 9 7 7 年联合国水资源人会上发出了“水资源不久将成为一场深刻的社会危机”的信息。全世 界约有3 4 的农村1 5 的城市缺乏足够的淡水资源的供应，约有1 0 亿人还在饮用被污 染的水。进入2 0 世纪9 0 年代后，许多园际机构和专家们再次发出警告：“我们正进入一 个新的水资源紧缺的时代，如不采取措施，今后世界爆发的冲突町能以争夺宝贵的水资 源的控制权为巾心，就像过去以争夺石油控制权为中心- 样”。联合国世界水资源综合 评估报告也指出：水问题将严霞制约2 l 世纪全球经济与社会发展，并可能导致国家问 的冲突。 我国是一个干旱缺水严重的国家，水资源是我国十分珍贵的资源，水资源短缺严重。 全国拥有水资源2 8 4 万亿m 3 ，由于人口众多、土地辽阔，人均、亩均水资源占有量较低， 人均占有水资源仅2 2 1 0 m 3 ，只有世界平均的1 3 ；耕地亩均占有水资源1 4 4 0 m 3 。同时水资 源在地区上分布极不均匀，约有8 l 以上分布在长江流域及以南地区，它与人口、耕地 资源的分布不相匹配、南方水多、人口多、耕地少，北方水少、人口多、耕地多。 我国地表、地下水体污染十分严重。近2 0 年，我国水污染趋势仍在加剧。2 0 世纪 8 0 年代初期，有2 1 3 ( 8 9 万k m ) 的评价河长河流水质劣于i i i 类，至2 0 0 0 年已达3 4 ( 评价河长约2 9 万k m ) ；2 0 0 0 年全国1 9 9 万l 锄2 的平原区中，浅层地下水劣于i 类的面 积占6 0 ，其中，由于人为污染造成地下水水质变差的约占5 5 。 水资源保护和合理利用涉及社会、经济、环境等诸方面，一方面经济发展和社会进 步对水资源的量质要求越来越高，而随之产生的环境污染和生态破坏又加剧了水资源的 短缺，特别是城市周边河流、湖泊，易受到工业、生活和农业污染，又往往是重要的供 水水源地。因此，研究陆源污染对湖泊水质的影响和污染控制措施，是保护城市供水水 源地的重要工作。 贡湖作为太湖的一个湖湾，是无锡、苏州的重要水源地。自上个世纪以来，受到沿 岸污染，水质逐步下降，并且富营养化进程迅速，对城市安全供水形成重大威胁。因此， 有必要分析研究贡湖沿岸污染对水源地水质影响的过程和程度，寻求控制污染和保护水 质的合理措施。本文通过根据太湖浅水型湖泊的特点，研究不同环境条件下贡湖水质变 化，分析主要入湖河流排污及大太湖对贡湖水源地水质影响，为贡湖水源地保护提供技 术支持。 1 2 国内外研究进展 水资源的不合理的开发利用导致的水资源短缺、水环境恶劣、水生态退化等系列问 题，在世界范围内已引起了各国的重视，国内外开始纷纷研究水资源开发利用过程中种 种问题，致力于水资源的开发和保护工作。 1 2 1 国内外河流湖泊的治理 泰晤士河，发源于英格兰西部的科茨沃尔德山，全长4 0 2 k m ，横贯英国首都伦敦与沿 河1 0 多座城市，流域面积1 3 0 0 0 k m 2 。1 9 世纪初以来，随着沿岸城市居民的增加，以及造 纸厂、肥皂厂、制革厂的建立，生活污水、工业废水和其他污染物源源不断地进入泰晤 士河，牛津以下河段的水质急剧恶化。及至伦敦附近，泰晤士河更变得污浊不堪。英国 政府从2 0 世纪6 0 年代开始，花了将近2 0 多年时间，耗资2 0 亿英镑，通过几个方面的 努力：( 1 ) 健全的法制，以法律条文的形式，明确了对各种违规行为的司法监禁或经济制 裁等罚处规定，对控制污染河流及其他水环境的行为，起到了积极的作用；( 2 ) 实旌流域 统一管理，成立泰晤士河水务管理局，负责对泰晤士河流域进行统一规划与管理。在河 水治理的过程中，管理局积极发展和协调与各个部门以及公众的合作关系；( 3 ) 在科学管 理的同时，建立完善的城市污水和废水处理系统；( 4 ) 增强公众的环境意识等，终于使 泰晤士河获得新生。 威拉米特河美国西北部河流。流贯俄勒冈州西南部。源出喀斯喀特山脉，长约4 8 0 公里，是美国最大的流域之一。由于沿岸的城市污水以及纸浆造纸厂、水果蔬菜加工厂 等的有机废水排入河道，到1 9 3 8 年水质污染程度已相当严重，在枯水期，河流下游溶解 氧几乎为零。在公众、地方、州和联邦机构的共同努力下，经过2 0 多年的治理，威拉米 特河的水质已得到改善，基本已经达到新制定的天然河流水质标准，威拉米特河水质的 恢复是美国河流治理的典型例子。威拉米特河治理的成功，归结于：成立治河机构，着 手解决河流的水质污染问题；按河段制定不同的水质标准，根据不同河段的污染状况与 使用要求，制定各种水质标准；治理污染源，减少向河道排污；增加枯水期河水流量； 采用环境系统工程进行科学管理。 我国上海市苏州河的治理，也是国内成功的范例。苏州河，又名吴淞江，源于江苏 太湖，在上海外白渡桥处入汇黄浦江，全长1 2 5 公里，上海境内5 3 1 公里，具有泄洪、 排水、航运、灌溉等功能，是上海仅次于黄浦江的重要河道。历史上的苏州河水质清澈。 二十世纪初，随着上海人口、经济的发展，苏州河受工业废水和生活污水的污染目益严 重，1 9 2 0 年市区河段开始出现黑臭，至1 9 7 8 上海境内河段全部受到污染，市区河段终年 黑臭。造成苏州河污染的主要原因是：生产、生活污水的排放、沉积在底泥中的有机物 的释放、支流带入的污染、上游来水的水质较差、截流系统的溢流、不利的水动力条件、 船舶污染及市政雨污水泵站的排放等。为消除苏州河黑臭现象、改善苏州河及黄浦江下 游水质，上海市建设了污水截流工程，直排苏州河干流的工业废水和生活污水大大减少。 并向发黑发臭、污染严重的河段充氧，增加水中的溶解氧浓度，使溶解氧含量从0 2 m g l 提高到2m g l ，提高河水自净能力。另外，为进一步恢复苏州河的水环境，在苏州 河沿岸营造“绿色长廊”，加快培育城市河流的生态链，恢复生物群落，以更好地净化水 质，也为市民提供了休闲、娱乐的场所，促进了人体身心健康及改善流域内人居环境。 西湖位于杭州城西，三面环山，东面濒临市区，南北长3 3 公里，东西宽2 8 公里， 水面面积约5 6 6 平方公里，平均水深1 5 6 米，最深处有2 8 米。由于长期的营养盐积 累，水体严重富营养化，藻类过度繁殖，曾发生过“赤潮”( 1 9 5 8 年) 和“黑潮”( 1 9 8 1 年) 。1 9 8 0 年前后，相继建立了截污工程和钱塘江引水工程，并辅以疏浚引流等措施。根 据杭州西湖水域管理处提供的资料估算，西湖截污后，平均进水量约为1 9 6 1 6 1 0 7 m 3 a ， 扣除蒸发量4 1 7 1 0 1 0 3 a 。在不引水的情况下，其泄流量为1 5 4 4 5 x1 0 7 m 3 a 。总磷( 扣 除渔获物所移出的磷) 平均输入量为2 4 t a ，正磷酸盐输入量约为0 8 8 t a 。自1 9 8 6 年 引水工程建成后，年平均引水量约为1 3 1 0 7 m 3 ，改善了西湖水质使西湖水质得到了明显 改观。2 0 0 3 年9 月新的引水工程日前正式通水。工程主要由两个水预处理场和输水管网 组成，采取科学的沉淀方法处理钱塘江水。通水后，每天将有经过预处理的4 0 万立方米、 透明度达1 2 0 厘米的钱塘江水源源不断地流入西湖水域，使西湖引水不再受到钱塘江水 质变化的影响，确保西湖水一个月更新一次。 综上所述，国内外水资源保护和综合治理的措施主要有几个方面： 健全法制； 成立统一的管理机构，实现上下游统一管理； 治理污染源，建立完善的污水处理系统，减少入河、湖污染物负荷； 通过合理调度水利工程，通过引、排、截等措旌，以清释污，通过物理、化学、 生化等方面的综合影响，增加水环境容量和水体自净能力； 加强沿河河岸植被保护，逐渐恢复河流生态系统。 提高全民环境意识。 1 2 2 湖泊水动力学和水质数值模拟研究 湖泊水动力过程直接或间接地制约着湖泊生态系统的演变与发展。污染物进入湖泊 后的迁移扩散受湖泊水动力学特征影响很大。湖泊水动力学研究的方法有野外观测、物 理模型模拟和数值模拟等。数值模拟具有耗资少、不受时间限制等优点，随着计算机技 术和计算数学的发展，精细模拟水体运动工程已经成为可能，国内外在湖泊水动力学数 值模拟方面取得了许多可借鉴的成果。e n d o n 使用水动力学模式和验证手段对日本琵琶 湖进行了系统而深入的工作，进本弄清了琵琶湖各种水动力学过程的特征和形成机制。 王谦谦用二维差分模式模拟了定常风下太湖风生流的各种特征。逢勇等采用浅水波方程 数值模式，考虑太湖局地风场的影响，模拟了太湖风生流、风涌水的变化情况，模拟结 果与现状值符合较好。 污染物进入湖泊后的分布和降解常用水动力学模型结合二维水质模型进行数值模 拟。焦春萌提出三维水动力学和悬移质输移的数学模式，模拟了太湖湖体水动力过程和 泥沙传输过程。由于三维水质输移方程包涵很多不可确定的参数，在一般条件下，模型 的验证存在困难，垂向平均的二维水质模型被经常采用。 1 3 研究目的和主要内容 太湖流域地处长江三角洲下游，北抵长江、南临钱塘江、东濒大海，流域面积3 6 9 平方公里，人口3 8 8 7 万人，是我国经济最发达、城市化水平最高的地区之一，以占全国 0 4 的面积，3 的人口t 创造了占全国1 3 的g d p ，占全国1 9 f 构财政收入。太湖流 域依其优越的自然条件、丰富的物产、便利的交通，自古便是著名的富庶之地，特别是 改革开放后，流域经济快速发展。经济社会的高速发展，伴随工农业污废水的大量排放， 由于水环境治理相对滞后，大量污废水未经处理直接排放，导致流域水污染严重，水环 境质量恶劣，水质型缺严重。近年来流域内各省市高度重视，加大了水污染治理的力度， 水环境恶化的趋势虽初步得到遏制，但流域内水污染问题依然突出，水环境质量恶劣已 成为该地区社会经济发展的制约因素之一。位于太湖流域中心地区的无锡市，水污染问 题极为突出，太湖东北端的贡湖目前水质一般维持在i i i - v 类，取水口水质时有超出国家 规定的饮用水水源地水质标准；从上世纪9 0 年代以来，贡湖开始出现较大规模的水华， 特别是2 0 0 0 年夏季的蓝藻大暴发，取水口藻类大量聚集，严重影响城市安全供水，给当 地社会经济造成了巨大危害。 贡湖是无锡市的重要供水水源地，2 0 0 0 年无锡市约3 0 的自来水水源来自贡湖，并 且取水量逐年上升。贡湖的水污染问题已成为制约无锡市的社会经济发展主要因素之一， 为了遏制贡湖水污染发展趋势并逐步改善水质，必须对贡湖进行水污染的综合治理工作。 位于贡湖上游的大溪港、小溪港以及下游望虞河是污染较为严重的河道，研究这些入湖 河道的水污染控制对策对太湖水质、尤其是对贡湖水质的改善具有非常重要的意义。 由于大溪港、小溪港以及下游望虞河等出入河道水环境质量较差，为了防治这些河 道的污水进入贡湖，对贡湖产生的不良影响，在这些河道均已建闸控制。建闸后，虽然 一定程度减缓了污水对贡湖的影响，但也造成了流水不畅等一系列副作用，并且蓄积的 污水一旦大量入湖，将对贡湖水质造成严重影响。同时，望虞河作为贡湖和太湖的引排 通道，在引水同时也带入一定量的污染物。因此，需要开展不同环境条件下贡湖沿岸排 污对贡湖及水源地水质影响研究。 1 4 问题解决的思路 通过对贡湖周边地区污染源，河流、湖泊的水质、水量( 流场) ，地形资料以及社会 经济调查资料的收集和太湖风生流水动力学和水质模型的率定，确定望虞河、小溪港、 大溪港等沿湖河流不同排污方案对太湖( 贡湖) 水质浓度影响计算，进行沿湖河流排污 控制对策研究。贡湖锡东水厂水质可达性研究技术路线如图1 4 - - 1 所示。 图1 4 1 研究技术路线图 - 6 - 2 研究区域概况 研究区域为平原河网地区，下游地区受长江引水的影响，流向不定，涉及的行政区 包括无锡市和苏州市等，重点研究区域为贡湖及周边地区。 2 1 社会经济概况 该区域位于太湖流域中心地带，自然条件优越，交通便利，经济发达，在流域以及 全国国民经济中具有举足轻重的地位。 至2 0 0 0 年末，全区域总人口为1 0 4 8 5 万人，约占全国总人口的0 8 ；国内生产总 值达2 7 9 8 9 亿元；人均g d p 为2 6 6 9 4 元，是全国人均g d p 的3 倍，区域城镇化水平普遍 较高，城镇化率约为5 5 。 区域内工业生产水平高，规模大，相对集中；乡镇工业成为农村经济的主体，农村 已进入了城市化快速发展时期。 2 2 自然环境概况 2 2 1 地理位置 贡湖是太湖东北部一个湖湾。位于江苏省无锡市中心东南约l o k m 处，东、西、北环 陆，西南敞开与大太湖相通。贡湖以望虞河为界，分属无锡市和苏州市。 2 2 2 气候特征 研究区域为北亚热带季风气候区。夏季受来自海洋的夏季季风控制，盛行东南风， 天气炎热多雨；冬季受大陆盛行的冬季季风控制，大多吹偏北风；全年主导风向为东南 风，平均风速为3 3 米秒，最大风速2 0 5 米秒。3 8 月主导风向为东南风，l o 月次 年2 月主导风向为西北风和北风， 该区域四季分明，气候湿润，热量充足，无霜期长，降水丰沛，雨热同季，灾害频 繁。多年平均气温1 5 6 c ，极端最高气温3 8 9 c ，极端最低气温一1 2 5 c 。主要降雨类 型为梅雨、台风雨和对流雨。年平均降水量1 0 7 9 3 毫米，年平均雨日1 2 6 天。 2 2 3 水系特征及水利工程概况 贡湖一面与大太湖相通，三面为滨湖平原，湖中有大、小贡山。其南北长约1 7 k m ， 东西宽约1 6 k m ，总面积约1 7 3 9 k m 2 ，平均水深约2 m ，容积3 4 8 亿m 3 。 贡湖沿岸河流众多，沿湖均修建闸门，共计3 4 座，其中，望虞河以北无锡段1 6 座， 望虞河以南苏州段1 7 座。出入贡湖主要河流有望虞河、小溪港、大溪港、张桥港、壬子 港、仁巷港、金墅港等，小溪港、大溪港与江南运河相通，望虞河与江南运河以水立交 相隔，但有船闸通航。其中无锡段河流常年以入湖或关闸滞流为主，苏州段以出湖或滞 流为主，望虞河根据流域防洪与水资源调度需要，可引可排。 3 区域水资源、水环境评价 7 i 区域水资源量分析 3 1 1 区域降水量 区域年均( 1 9 5 6 - - 2 0 0 0 年) 降水量约l l o i n l l n ，最多年为1 6 3 1 m m ( 1 9 9 1 年) ，最少年 为5 5 3 m m ( 1 9 7 8 年) ，日最大降雨量为1 8 0 m m 。年降水量约7 0 集中在三个时期，4 5 月问为春雨，6 7 月间为梅雨季节，9 1 0 月问为台风秋雨。年平均无霜期为3 1 5 天。 3 i 2 区域蒸发量 区域多年水面蒸发量( 1 9 8 0 - - 2 0 0 0 年) 约7 6 0 m m ，晟大多年平均月水面蒸发量l l o m m ( 8 月) ，最小多年平均月水面蒸发量2 2l l l m ( 1 月) 。 3 1 3 区域水资源量 水资的源总量为当地降水的地表和地下产水量，即地表产水量与降水入渗补给地下 水量之和。水资源总量由两部分组成，一部分为河川径流量，即地表水资源量；第二部 分为降雨入渗补给地下水而未通过河川基流排泄的水量，即地下水资源量中与地表水资 源量计算之间不重复量。 根据全国水资源综合规划计算成果区域多年平均( 1 9 5 6 2 0 0 0 ) 水资源总量为3 6 0 亿立方米，约占太湖流域水资源总量的2 0 3 ，其中地表水资源量3 2 2 亿立方米，地表 水与地下水不重复计算量为3 _ 8 亿立方米。多年平均产水系数( 水资源量总量与相应降 水量的比值) 和产水模数( 单位面积上的水资源总量) 分别为o 3 6 和6 1 3 万立方米平 方公里。 7 2 区域水环境评价 3 2 1 评价范围 评价范围为望虞河、大溪港、小溪港和贡湖。共有5 个监测断面( 点) ，其中河道监 测断面2 个，湖泊监测点3 个。监测断面( 点) 位置如图3 1 所示。 3 2 2 评价因子及标准 图3 2 1监测断面( 点) 位置图 根据该地区污染类别及水质特点，结合太湖流域水质污染主要与有机物污染有关， 选取6 个具有代表性的污染因子作为评价因子，分别为溶解氧( d 0 ) 、5 日生化需氧量 ( b o d 。) 、高锰酸盐指数( c o d 。) 、氨氮( n h 。一n ) 、总氮( t n ) 、总磷( t p ) 。水质评价标准 采用地表水环境质量标准( g b 3 8 3 8 - - 2 0 0 2 ) 。湖泊营养化水平评价评价因子为透明度、 高锰酸盐指数、总氮、总磷和叶绿素a ，湖泊富营养化评价标准采用中国水资源公报湖 泊、水库富营养化评分与分类标准n ，。 根据湖泊、河道的水体功能和保护目标，水质评价标准按照我国国标她表水环境 质量标准( g b 3 8 3 8 - 2 0 0 2 ) 中的功能分类标准，按g b 3 8 3 8 2 0 0 2 中的i i i 类标准进行评价。 水质评价标准限值见表3 2 1 所示。湖泊富营养水平评分与分类标准见表3 2 2 所示。 表3 2 1地表水环境质量分级标准 单位：m g 几 愁 i 类i i 类 h l 类类v 类 饱和率9 0 溶解氧( d o ) 6532 ( 或7 5 ) 5 日生化需氧量( b o d s ) 33461 0 化学需氧量( c o d l , ) 1 51 52 03 04 0 氨氨( n h 。- n ) 0 1 5o 51 01 52 0 总氮( t n ，湖库) o 1 50 51 o1 52 o 总磷( t p ，河流) 0 0 l0 0 2 50 0 50 1o 2 总磷( t p ，湖库) o 0 20 10 2o 3o 4 表3 2 2湖泊、水库富营养化评分与分类标准 叶绿素总磷总氮高锰酸盐指数透明度 营养程度评分值 ( m g m s )( m g m 3 )( m g m 5 )( m g l ) ( m ) 1 0 0 51 02 00 1 51 0 0 贫营养 5 00 45 0 2 0 1 o4 o 3 02 0 1 01 0 01 03 0 中营养 4 04 02 5 3 0 02 o1 5 5 01 0 0 5 05 0 04 01 0 6 0 2 6 01 0 01 0 0 08 0 0 5 0 7 06 4 0 2 0 02 0 0 01 0 00 4 0 富营养 8 01 6 0 0 6 0 06 0 0 02 5 0o 3 0 9 04 0 0 0 9 0 09 0 0 04 0 00 2 0 1 0 01 0 0 0 ，01 3 0 0 1 6 0 0 06 0 o0 1 2 3 2 3 评价方法 水质指数是用于定量表示水环境质量的一种指标。以监测数据与评价标准之比作为 分指数，然后通过数学综合运算得出一个综合指数，以此代表水体的污染程度，进行不 同河流或同一条河流不同时期的水质比较。指数化综合评价是对整体水质量作出定量描 述，从总体上可以基本反映水体污染的性质和程度的，而且便于同一条水体在时间上、 空间上的基本污染状况和变化的比较。 本文采用单因子评价方法法及综合污染指数法进行评价：用单因子评价方法评价该 地区的水质现状类别，用综合指数法评价法确定其水质的污染程度。其中综合污染指数 法的水质指数采用平均值型。 ( 1 ) 单因子标准指数法 单因子污染指数计算公式为： p = 二，上( 3 1 ) 。 c m 式中：只一单项污染指数，当只 1 时，超标倍数为鼻一1 ； g 一现状值，m g l , c m 一标准值，m g l 。 其中，溶解氧( d o ) 污染指数计算公式为： 只：氅掣d o ，2 吧， 。d d 雌一d q i ( 3 2 ) p f = 1 0 - 9 d o t 。 。；。吼 d ( ) m 。= 4 6 8 ( 3 1 6 十r ) 式中：d o ；一现状值，m g l ；d o 。i 一标准值，m g l ； d 0 一实测条件下溶解氧的饱和值，m g l ； t 一温度，。 ( 2 ) 综合污染指数法 综合污染指数 综合污染指数计算公式如下： 。= 百c g ( 其中d o 按式( 3 2 ) 计算) 尸：曰：杰弓 ( 3 3 ) p = p n 式中：c 。一第i 项污染物浓度年均值，m g l ； c 0 一第i 项污染物浓度评价标准，m g l ； 只一第i 项污染物的污染指数； n 一参与评价的污染物项数； 一综合污染指数( 均值型) 。 水质污染程度划分依据见表3 2 3 。 表3 2 3水质污染程度分级标准 均值型综合污染指数( ) 污染级别分级参考依据 2 0 严重污染相当一部分项目平均值超过标准数倍甚至几十倍 3 2 4 评价结果分析 ( 1 ) 河道( 湖泊) 水质评价 采用2 0 0 0 年各监测断面( 点) 卜1 2 月的水质监测均值对河流、湖泊进行现状水质 评价，监测结果见表3 2 4 。以地厩水环境标准g b 3 8 3 8 2 0 0 2 中的i 类水质标准进行污染 指数评价，其水质评价结果见表3 2 5 3 2 6 ( 湖泊点d o 受水生植物影响，数值均较 高，不能直接反映水质污染程度，不参评，河流总氮不参评) 。 表3 2 42 0 0 0 年河流( 湖泊) 水质监测结果 河流( 湖泊)断面( 点) 水温d om - nt nb o d 5c o d kt p 名称 名称( ) m 2 l j 1 8 # 沙墩港 1 7 49 8o 5 2 2 2 23 9 84 5 70 0 5 9 贡潮j 1 7 a # 大贡山 1 6 51 0 1o 1 71 5 92 4 34 9 10 0 6 3 b 2 1 渔业村 1 6 9l o 30 2 42 2 82 9 85 6 80 0 8 5 望虞河立交闸下 2 3 87 2 lo 6 6 3 1 55 4 04 8 30 0 8 9 大溪港中华桥1 8 33 3 73 1 3 9 o9 8 37 _ 8 30 3 0 9 表3 2 5 2 0 0 0 年河道( 湖泊) 断面( 点) 单因子污染指数评价结果表 河流( 湖泊)断面( 点) 名称名称 d on h 3 一n t nb o d 5 c o d t p j 1 8 # 沙墩港 0 5 22 2 2 1 3 30 7 61 1 8 贡湖j 1 7 a # 大贡山 |o 1 71 5 9o 8 10 8 21 2 6 8 2 1 渔业村|0 2 42 2 8o 9 9o 9 5i 6 9 望虞河立交闸下 0 3 6o 6 6 |1 8 0o 8 l0 4 4 大溪港中华桥3 9 33 1 3 3 2 81 | 3 l1 5 5 表3 2 62 0 0 0 年河道( 湖泊) 断面( 点) 综合污染指数评价表 河流( 湖泊)断面( 点)最大超综合污 名称名称 主要超标因子污染级别 标倍数染指数 j 1 8 # 沙墩港 t n 、b o d 5 、t p1 2 21 2 0重污染 贡湖j 1 7 a # 大贡山 t n 、t p0 5 9o ，9 3 中污染 1 3 2 1 渔业村t n 、t p 1 2 81 2 3 重污染 望虞河立交闸下 b o d s0 8 00 8 l 中污染 d o 、n h a - n 、b o d 5 、 大溪港中华桥 2 2 82 6 4 严重污染 t p a 、贡湖 贡湖区在大溪港、小溪港和望虞河入湖口附近因受入湖河流水质的影响，污染较 重，j 1 8 # 沙墩港属重污染，综合污染指数为1 2 0 ；b 2 1 渔业村受到梅梁湖1 ：3 水质影 响，属重污染，综合污染指数为1 2 3 ；j 1 7 n # 大贡山位于贡湖中间，水草茂盛，对沿 岸河流带来的污染物有一定的净化作用，水质相对较好，属中污染，综合污染指数为 0 9 3 。贡湖主要污染因子为t n 、b o d 。、t p ，其中t n 超标比较严重，最大超标倍数1 2 2 。 b 、望虞河 望虞河是出入太湖的主要河道之一，有望亭水利枢纽控制，与江南运河以水立交 相隔，有船闸相通。望虞河水质变化较大，明显受工程调度影响，太湖清水下泄和引 长江水时水质较好，其它时段受沿岸排污和江南运河影响，水质较差。年均值评价属 中污染河段，综合污染指数为0 8 1 ，主要水质超标因子为b o d 。，最大超标倍数为0 8 0 。 c 、大溪港、小溪港 大溪港、小溪港为无锡段入贡湖的主要河道之一，均有闸门枢纽控制，相距约 2 0 0 m ，但有时人为开闸，致使污水排入太湖。大溪港、小溪港为严重污染河段，综合 污染指数为2 6 4 ，主要水质超标因子为b o d 。、氨氮、t p ，b o d 。最大超标倍数为2 2 8 。 综合各断面( 点) 各河道、湖泊的水质监测评价结果，可以看出： 出入贡湖的主要河道水体水质整体较差，大溪港、小溪港综合污染指数为2 6 4 ， 属严重污染河道；望虞河综合污染指数分别为0 8 1 ，属中污染河道，但在不引长江水 时水质较差。出入湖河道的主要水质超标因子为b o d 。、氨氮和总磷。 湖泊整体水质不容乐观，属中重污染水体，主要水质超标因子为t n 、b o d 。、t p 。 湖泊水体在河道入湖口附近及与梅梁湖交汇处水质较差，综合污染指数分别达1 2 0 和1 2 3 ，属重污染湖区；非入湖河道口水域水质相对较好，污染较轻。 ( 2 ) 湖泊富营养化评价 根据2 0 0 0 年监测资料，贡湖富营养化水平总体为中富营养，富营养化评分的 年均值为6 0 0 。5 - 1 0 月富营养化评分的平均值6 0 4 ，其中最大值( 6 7 7 分) 出现在 9 月份。各月富营养化评价具体分值详见2 0 0 0 年贡湖富营养化评价表。 表3 2 22 0 0 0 年贡湖富营养化评价表 透明评分总氨评分评分总磷评分叶绿评分平均 月份c o d 评分值 度值( m g l )值值( m g l )值素值值 l2 1 57 04 6 95 20 0 4 54 89 3 0 4 95 4 7中营养 22 4 87 14 4 05 l0 0 6 65 38 74 85 5 8 中营养 32 0 07 03 8 74 9o 0 4 84 98 64 85 4 1 中营养 42 7 47 25 0 65 3o 1 1 46 17 74 65 8 0 中营养 56 85 61 8 36 84 7 75 20 0 5 05 01 4 95 35 6 0 中营养 64 16 91 1 26 15 2 15 30 ，0 5 75 12 0 95 75 8 2 中营养 73 57 51 0 86 14 7 45 20 ，0 5 95 21 4 35 35 8 5 中营养 83 57 52 1 27 06 0 75 5o 1 0 46 02 9 86 16 4 a 富营养 92 78 32 2 97 16 3 4 、5 6o 1 “6 24 9 66 66 7 7 富营养 1 05 26 01 _ 3 26 35 8 85 50 0 4 74 91 4 75 35 5 9 中营养 1 l3 47 64 0 67 54 9 25 20 0 6 75 31 5 45 36 2 0富营养 1 25 06 01 1 36 14 5 05 10 0 3 44 48 34 75 2 7 中营养 从贡湖的总磷、总氮浓度看，氮磷比较高，为2 9 ：1 ，总氮的单项富营养化评分 值也高于总磷，说明磷仍是贡湖富营养化得到主要限制因子。 3 3 存在的主要水环境问题分析 3 3 1河道内水体污染严重 采用1 9 9 8 2 0 0 2 年监测断面的水质监测年均值，以g b 3 8 3 8 2 0 0 2 中的i i i 类水质标 准进行评价，其水质评价结果见表3 3 1 。由于承纳区内工业和生活污水，并与水质 极差的江南运河相通，历年小溪港水体水质污染极为严重，综合评价均为劣v 类，主 要超标指标为n h 。一n 、c o d , , 、b o d 。、t p 、d o 。由于小溪港、大溪港流向多数情况为入湖 ( 或关闸) ，河道水体水质直接影响贡湖水体水质。 表3 3 1历年河流水体水质评价结果 年份河流断面 d o n h 。一nb o d 5c o d ht p综合评价 1 9 9 8大溪港中华桥i l l劣于vi i ii vi v 劣于v 1 9 9 9大溪港中华桥i v劣于v l v1 vi v 劣于v 2 0 0 0大溪港中华桥 i v 劣于v vi vv 劣于v 2 0 0 i 大溪港中华桥 i v 劣于v劣于v i v v 劣于v 2 0 0 2大溪港中华桥 i v 劣于v vi vi v 劣于v 3 3 2湖泊水质易受沿岸污染冲击 贡湖沿岸无锡段河流水质很差，水位一般关于湖泊，受闸门控制，污水常常蓄积 在河道内，一旦开闸，污水进入贡湖，将对附近水域造成严重影响，而贡湖内的锡东 水厂、贡湖水厂等取水口与河流入湖口相距不远，易受沿岸污染冲击影响。 3 3 3湖泊水体富营养化水平较高 采用1 9 9 8 2 0 0 2 年贡湖各监测点全湖年水质监测均值，以湖泊富营养化评价标准 进行评价，其营养化程度评价结果见表3 3 2 。由表可见历年湖泊水体营养化程度均 为中富营养化，湖泊水体富营养化水平较高。近年来，明年夏秋季节均发生蓝藻水 华，2 0 0 0 年夏季曾发生大规模蓝藻暴发，湖面覆盖一层厚厚的蓝藻，每升水中藻类数 量达到近一亿个，对水厂取水口水质造成极大危害。 表3 3 2历年湖泊水体富营养化评分结果 年份 1 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 2 评分值 5 55 46 05 35 7 营养化程度中富营养中富营养中富营养中富营养中富营养 环太湖污染负荷通量及分布 贡湖湖面较开阔，受太湖风生流作用、望虞河引排等因素影响，贡湖湾与大太湖水 量交换频繁，贡湖水质也与大太湖息息相关，研究贡湖水质变化与污染控制，必须考虑 大太湖对贡湖的贡献。因此，需对环太湖污染负荷情况进行分析。 太湖流域是典型的平原河网地区，地势平坦，河流坡降小，加之受下游潮汐影响， 出入太湖河道流向常顺逆不定，即上游主要河道有时出现逆流出太湖，下游河道有时出 现逆流入太湖的现象，特别是实施“引江济太”后，由于太湖平均水位抬高，导致上游 河道可出现较长时间逆流。 4 1 计算方法 环太湖污染负荷通量是指某种污染负荷在一定时间内通过环太湖各出入河道进入太 湖的量。通量研究的目的是估算环太湖各出入河道污染物给太湖造成的负荷。 环太湖污染负荷通量计算主要通过下式计算： 1 2 皿，国臣南 n = l 式中：l i 一环太湖河流中负荷i 的总负荷量，以t a 计；q 。，一第j 条河流第n 月流 量；c ，。一第j 条河流污染物i 的含量。 流量资料采用历年环太湖河流巡测资料，根据环太湖各巡测段日均流量按照出入湖 分别统计各巡测段月入( 出) 湖径流量。根据环太湖部分河道存在顺逆流的特点，同一 河道出入湖的污染物浓度会有所不同，因此在计算河道污染负荷时，则根据河道出入湖 的实际情况，河道入湖期间污染物浓度采用河道水质数据，出湖期间污染物浓度则采用 对应湖泊水质数据。 4 2 不同年份各类污染物年负荷量 为反映年际间各类污染物总量的变化情况，通过对不同年份( 1 9 9 8 - - 2 0 0 2 年) 出入 太湖的各类污染物含量的各类污染物总量的关系，进行出入湖污染负荷的计算，详见表 4 2 1 。从污染物总量计算，年负荷较大的主要是c o d 。、t n 。从各类污染物总量的净入湖 量随着不同水情有着不同的量值，总体看来，偏枯年份净入湖污染物总量大于偏丰水年 的总量，一方面是偏枯年份污染物含量较大，另一方面由于引江济太的作用，偏枯年份 部分下游河道会发生倒灌增加了入湖总量所致。 表4 2 11 9 9 8 2 0 0 2 年出入湖污染负荷年总最 泳窖 1 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 2 入湖4 1 9 2 25 4 7 3 75 2 0 1 24 5 9 2 86 1 0 5 9 c o 仉。 出湖2 3 9 9 54 3 7 3 72 3 8 6 02 7 9 4 93 0 6 9 1 净入湖1 7 9 2 7 1 i 0 0 02 8 1 5 21 7 9 7 93 0 3 6 8 入湖2 5 9 5 62 8 2 2 33 0 7 7 43 2 2 2 74 1 5 9 8 t n出湖9 8 0 01 5 5 1 48 2 2 86 8 8 69 2 1 7 净入湖 1 6 1 5 61 2 7 0 92 2 5 4 62 5 3 4 13 2 3 8 i 入湖1 9 0 81 7 3 3 1 6 4 01 4 0 91 7 7 2 t p出湖5 0 26 1 26 1 7 3 1 43 0 l 净入湖 1 4 0 61 1 2 11 0 2 41 0 9 5 1 4 7 0 4 3出入太湖河道主要污染物分布 根据不同年份( 1 9 9 8 - - 2 0 0 2 年) 出入太湖河流各类污染物总量的计算结果( 表 4 3 1 4 3 5 ) ，按入湖总量大小排列，c o d 。t n 、t p 主要污染物不同年份入湖总量各有 不同，但总体分布趋势大同小异，以陈东港、漕桥河、太涌运河、武进港、直湖港、西 苕溪、长兴港等，这些河道所占入湖总量比例较大，其余河道所占比重较少。在入湖污 染物总量中，除由入湖河道进入量外，随着引江济太的实施，望虞河、大溪河等下游主 要出湖河道均有倒灌入湖污染物，同样出湖污染物总量中，也有入湖河道三里桥港、西 苕溪等。出湖河道中主要以太浦河、瓜泾港、胥江、浒光运河等为主排出污染物。 。： 鬟 2 翟 卜 翟3 譬 婴 。 誉 n 监 蜷 斟 蜷 蟠匠一颦 蜷 临 酬 1 i 翁弓 1 1 k 乎 出 鲤 壁堪 寒 毒露悄悄 雅刈蛭 置 、， 掘 妒 v 定撼 拍 与辎田 | 整匠f 1 v蹦 l 曰 d 栈 划 毫 垣 #裂 1 旧孙壤 一、 哲 正 黠 幅 抖 磊 箍_ _ l 球蜷 世 韶 懈 牲 妊 钾 艘庭螋 描 窖艘螂 艘厘艘 宾毫 ? 庭 冰螺 盏 音 删铡糨妊与捌 蟾 按辱庭 删 鞴艘艘霹 出 熟 蜮 坛k魍墟蜂辐 匠h 划 田 1 摧 架 赔划螵蝗 1 i 僖 吲驯吲 “杉 燕 世咿 卜 冀 鼍 i 掣3 望 鼙 蛏 螺 卦 壁叫监 蜷 巴 蜷 暑_ l i 甜司 1 1 + 丝 _ 监虹匡 监耀制 埙 骤搿 嚣 睁 冀 錾 一1 粗 韶 “ 麝蟮 叫弛司 舞 | 一 髫 峭 耋 求蜷m 驰 划举 础 m挺 馨 倒 舟鲑 出 耙 捕 糖幕 抖 捌 暮 挺 蠕 “ 一 掉 麴螳霹魏 艘 窿醛鲤 窿 艴 星魏番庭 窿 庭 长求 蜷爨 幅 蝴糯 韩 鞋 拶弓 蜊 训 镪 ! 田 蠕毅 龌 业 耙 哪 暮 塘幢“ 日l l 桩#桴 l 目 蜊 果 哩 蹦 尴丧 蚓 世口】l 一 冀 器 銎3 壹 叫 蜃叫蛞 蜷 蜷 监蜷 芒 监蠕厘 监黯制懈 蝗口坚 删 牡 _ 习 馨吲 、， 蚓 坚 燃驾 申 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