（环境工程专业论文）南水北调东线工程山东段城市污水治理工程规划研究.pdf

中文摘要 摘要 f l 南水北调工程是解决中国北方地区水资源严重短缺问题的特大型基础设施项 目j 南水北调东线工程计划在2 0 1 0 年建成，能否根治污染、确保调水水质，是其 成败的关键。加快编制东线工程沿线流域水污染控制规划、加强技术政策和实施 方案的研究，是保证治污效果的重要环节。y 本研究对南水北调东线工程山东段沿线流域有关城市的自然环境、社会经济、 污水排放与治理现状等背景资料进行了调研分析。目前山东段沿线流域水体已经 受到严重污染，污染源主要来自城市生活和生产、直排工业、农业与农村面源和 水体养殖，其中城市污水和垃圾、直排工业污水是污染的主要原因。因而城市污 水治理是水污染控制的决定性步骤。 在水污染控制规划的理论指导下，本文对山东段沿线规划控制范围内的城市 水污染负荷进行了预测。，由于各城市总体规划提供的人口数量中存在较大的问题， 本文根据近十几年人口脯然增长率、流动人口变化以及山东省城市化进程的趋 势等，重新预测了人口数量；根据山东段沿线城市供排水现状、已建成城市污水 处理厂的投资和运行情况，参考国内类似城市的经验，确定了人均综合污水量标 准、污水进水c o d 浓度；进而对各流域内规划年限内各城市人口、给排水量和水 污染物的排放总量进行了预测，按照总量控制原理确定了不同规划水平年的污染 物削减量。基于水污染区域性综合防治的方法，本研究提出了沿线城市水污染控 制的综合技术方案和实施建议。其中工艺选择充分结合了山东省沿线城市的社会 经济发展水平和该省城市污水处理系统的建设实践经验，兼顾了技术先进与经济 高效的原则。1 f 。 最后确定：南水北调东线工程山东段，2 0 0 5 年前，共需建成运转城市污水处 理工程4 3 项，处理规模1 7 5 5 万m 3 d ，回用水规模9 0 万m 3 d ，削减c o d 负荷2 5 8 9 万吨，年，测算总投资2 7 9 3 亿元；2 0 0 6 2 0 1 0 年前，各城市续建或扩建城市污水处 理工程4 3 项，处理规模9 3 5 万m 3 d ，回用水规模6 9 万m 3 d ，削减c o d 负荷达 到1 4 7 3 万吨年，测算总投资为2 3 2 0 亿元。 关键词：南水j 浦，山东彰城市；氟，治理，规划 0 丫 l 茎奎塑翌 a b s t r a c t s o u t h t o - n o r t hw a t e rd i v e r s i o np r o j e e li ss u p e rg r e a ti n f r a s t r u c t u r ep r o j e c tw h i c h w i l lr e l i e v es e n o u sw a t e rs h o r t a g ei nn o r t hc h i n a t h ee a s tr o u t eo fw a t e rd i v e r s i o n s h o u l db ec o m p l e t e db y2 0 1 0 , a n d p o l l u t i o nc o n t r o lt oe n s u r e d i v e r t e dw a t e r q u a l i t y i sa k e yf a c t o r t og u a r a n t e et h ep r o j e e ls u c c e s s f u l i ti sas i g n i f i c a n ts e c t o rt oe x p e d i t e w o r k i n go u t t h ew a t e r p o l l u t i o n c o n t r o l p l a n n i n g f o rt h ee a s tr o u t eb a s i na n d s t r e n g t h e nr e s e a r c h i n go n t e c h n i c a lp o l i c ya n d i m p l e m e n t i n g s c h e m e s i nt h i ss t u d y i n v e s t i g a t i o na n da n a l y s i sw a sc a r r i e do u t o nb a c k g r o u n di n f o r m a t i o n o f e n v i r o n m e u t ，s o c i a le c o n o m y a n ds t a t eo f w a s t e w a t e rd i s c h a r g eo rt r e a t m e n ti n v o v l e d i nl i n e a lb a s i n so fs h a n d o n gs e g m e n ti nt h ee a s tr o u t e c u r r e n t l yw a t e rb o d i e so fl i n e a l b a s i n sh a v eb e e np o l l u t e db a d l yt h r o u g hs h a n d o n gs e g m e n t p o l l u t i o ns o u r c e si n c l u d e d o m e s t i ca n di n d u s t r i a l s e w a g e ，d i r e c t l yd i c h a r g e d i n d u s t r i a lw a s t e w a t e ra n d a g r i c u l t u r a lo ra q u i c u l t u r en o n p o i n ts o u r c e s ，a m o n gt h e s em u n i c i p a lw a s t e w a t e ra n d w a s t e sa r em a i n p o l l u t i o ns o u r c e a sw e l la sd i r e c t l yd i c h a r g e di n d u s t r i a lw a s t e r w a t e ns o h a r n e s so nm u n i c i p a lw a s t e w a t e ri sc r u c i a ls t e po nw a t ep o l l u t i o nc o n t r o ls c h e d u l e b a s e do nt h e o r yo fw a t e rp o l l u t i o nc o n t r o lp l a n n i n g ，m u n i c i p a lw a t e rp o l l u t i o n l o a d sw e r ep r e d i c t e df o rp l a n n i n gb o u n da l o n gt h er o u t e ，s i n c ep o p u l a t i o ni nc i t i e s g e n e r a lp l a n n i n g sc a n n t f i tt o c i t i e s d e v e l o p m e n t ，r e e s t i m a t i o n o np o p u l a t i o nw a s p e r f o r m e da c c o r d i n g t or a t eo fp o p u l a t i o nn a t u r a l i n c r e a s e ，v a r i a t i o n o f f l o a t i n g p o p u l a t i o n a n dt r e n do fu r b a n i z a t i o ni ns h a n d o n gp r o v i n c ed u r i n gr e c e n td e c a d e s ； i n t e g r a t e dw a s t e w a t e rd r a i n a g es t a n d a r dp e rc a p i t aa n dc o d c o n c e m t r a t i o no fi n f l u e n t w e r ec o n f i r m e da c c o r d i n gt os i t u a t i o no fm u n i c i p a lw a t e ra n dw a s t e w a t e rf a c i l i t i e s a l o n gt h ee a s tr o u t e i ns h a n d o n ga n dc o n s t r u c t i o ne x p e r i e n c eo fs i m i l a rd o m e s t i cc i t i e s t h e nw r i t e rf o r e c a s t e da m o u n to fw a t e rs u p p l ya n dw a s t e w a t e r ，a q u e o u sp o l l u t a n t so f i n d i v i d u a lc i t i e sb yp l a n n i n gf i x e dn u m b e ro f y e a r s i nt e r mo fg r o s sc o n t r o lp r i n c i p l e w h i t t l e da m o u n to f p o l l u t a n t sw a se a c u l a t e db yd i f f e r e n tp l a n n i n gy e a r sr a n g el e v e l t h r o u g hr e g i o n a lw a t e rp o l l u t i o nc o n t r o lm e a s u r e s ，i n t e g r a t i v et e c h n i c a ls c h e m e sa n d i m p l e m e n t i n gs u g g e s t i o n sw e r ep r o p o s e df o rm u n i c i p a lw a s t e w a t e rh a r n e s sa l o n gt h e r o u t ei nt h es t u d y p a r t i c u l a r l yt r e a t m e n tp r o c e s s e ss e l e c t i o nw a sc o m b i n e dw i t hs o c i a l a n de c o n o m i cd e v e l o p m e n tl e v e lo fl i n e a lc i t i e s ，a n dp r a c t i c a le x p e r i e n c eo fp r o j e e t s c o n s t r u c t i o nf o r m u n i c i p a ls e w e r a g e f a c i l i t i e s ，b o t ho fa d v a n c e dt e c h n o l o g ya n d e c o n o m i c e f f i c i e n c yw e r ec o n s i d e r e d 曩i 重庆大学硕士学位论文 e v e n t u a l l y i tw a sc o n c l u d e dt h a ti n s h a n d o n gs e 鄹n e n t o ft h ee a s tr o u t eo f s o u t h t o n o r t hw a r e td i v e r s i o np r o j e c t4 3i t e m so fm u n i c i p a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n t p r o j e c t ss h o u l d b ec o n s t r u c t e da n dp u tt or u n n i n gb y2 0 0 5a n dt o t a ls c a l es h o u l dr e a c h t o1 7 5 5m i l l i o nm 3 d ，r e u s e dw a t e rt o0 9 0m i l l i o nm j d ，w h i t t l e dc o d l o a dt o0 2 5 8 9 m i l l i o nt a ，i n v e s t m e n te s t i m a t e dt o2 7 9 3b i l l i o ny u a n ；b y2 0 1 0t h o s e4 3p r o j e c t ss h o u l d b ec o n t i n u e da n de x p a n d e d ，t h e l lt o t a ls c a l es h o u l di n e r e a s e0 9 3 5m i l l i o nm 。d ，r e u s e d w a t e r0 6 9m i l l i o nm 。da n dw h i t t l e dc o d1 0 a d0 1 4 7 3m i l l i o nt a i n v e s t m e n t2 3 2 0 b i l l i o ny u a n r e s p e c t i v e l y k e y w o r d s ：s o u t h t o n o r t hw a t e r d i v e r s i o np r o j e c t , s h a n d o n gs e g m e n t ， m u n i c i p a lw a s t e w a t e r , t r e a t m e n t ，p l a n n i n g v 1 引言 1 1 中国水资源状况及存在问题 1 1 1 中国水资源数量与质量 我国是一个水资源短缺、水旱灾害频繁的国家。与世界各国相比，我国的水 资源偏少，虽然多年平均年水资源总量居世界第6 位，但人均水量为世界人均水 平的1 4 不到，在世界排第1 1 0 位( 按1 4 9 个国家统计，统一采用联合国1 9 9 0 年 人口统计结果) ，现已被列为世界1 3 个贫水国家之一 1 。表1 1 是我国水资源总量 统计结果忙j 。 表1 1 中国分区年降水、年河川径流、年地下水、年水资源总量统计 t a b l e1 1g r o s ss t a t i s t i co f a n n u a l p r e c i p i t a t i o n ，a n n u a lr i v e m l l o i f , a n n u a lg r o u d w a t e r , a n n u a l w a t e r r e s o u r c e 计算面积 年降水量年河川径流 年地下水 年水资源总 分区总量深总量深 ( 1 2 ) f 亿立方米) ( 亿立方米( 毫米)( 亿立方米)( 毫米) ( 亿立方米) 黑龙江流域 片( 中国境 9 0 3 4 1 84 4 7 64 9 61 1 6 61 2 94 3 l1 3 5 2 内1 辽河流域片 3 4 5 0 2 71 9 0 15 5 14 8 71 4 11 9 45 7 7 海滦河流域 3 1 8 1 6 11 7 8 l5 6 02 8 89 12 6 54 2 1 黄河流域片 7 9 4 7 1 23 6 9 11 6 46 6 18 34 0 6 7 4 4 淮河流域片3 2 9 2 1 1 2 8 0 38 6 07 4 12 2 53 9 39 6 l 长江流域片 1 8 0 8 5 0 01 9 3 6 01 0 7 l9 5 1 35 2 62 4 6 49 6 1 3 珠江流域片 5 8 0 4 18 9 6 71 5 5 44 6 8 58 0 71 1 1 54 7 0 8 浙闽台诸河 2 3 9 8 0 3 84 2 1 61 7 5 82 5 5 71 0 6 66 1 32 5 9 2 西南诸河片8 5 1 4 0 69 3 4 61 0 9 85 8 5 3 6 8 81 5 4 45 8 5 3 内陆诸河片 3 3 2 1 7 1 35 1 1 31 5 41 0 6 43 28 2 01 2 0 0 额尔齐斯河 5 2 7 3 02 0 83 9 51 0 01 9 04 31 0 3 片 全国9 5 4 5 3 2 26 1 8 8 96 4 82 7 1 1 52 8 48 2 8 82 8 1 2 4 注：本表数字按1 9 5 6 1 9 7 9 年资料统计。 重庆大学硕士学位论文 水资源是水量与水质的高度统一，在特定的区域内，可用水资源的多少并不 完全取决于水资源数量，也取决于水资源质量。质量的好坏直接关系到水资源功 能，决定着水资源用途，例如，优质矿泉水，具有良好的水质，具有多方面的功 能，有较高价值，与此相反，严重污染的污水不仅没有任何使用价值，而且可能 给人带来各种危害。因此，水资源是环境资源，它的开发利用必须限制在环境可 承受的范围之内，在研究水资源时，立足于水量、水质兼顾，避免两者的分离出 现偏差的同时，必须考虑水资源环境的制约因素，否则，在实践上是要付出代价 的。 1 】2 中国水资源的状况评述 1 1 水资源人均占有量低，时空分布不均，供需矛盾突出 与世界主要国家比较，我国水资源总量是可观的，但是由于人口众多，导致 人均水资源量远远低于世界上的主要国家，也大大低于全世界的平均水平。 表1 2 世界各主要国家年径流量、人均和单位面积耕地占有量对比【3 】。 t a b l e1 2p o s s e s s e d c a p o a e i t y o f a n n u a lr u n o f f ，c a p a t a lw a t e rq u a n i t y , u n i t 年径流量 单位国土面积 人口人均占有水量耕地单位耕地面积 国家 产水量( 万 ( 亿1 1 3 3 ) ( 亿)( m 3 人)f 1 0 8 n 1 1z f ( i ( m 3 1 0 0 m 2 ) r n 3 k m 2 、 巴西 6 9 5 0 08 1 51 4 94 6 8 0 83 2 32 1 5 1 7 0 前苏联 5 4 6 6 02 4 52 8 01 9 5 2 l2 2 6 72 4 1 1 l 加拿大 2 9 0 1 02 9 30 2 81 0 3 6 0 74 3 66 6 5 3 6 中国 2 7 】52 8 4】1 5 42 3 5 09 7 32 7 8 6 7 印尼 2 5 3 0 01 3 2 81 - 8 31 3 8 2 51 4 21 7 8 1 6 9 美国 2 4 7 8 02 6 42 5 09 9 1 21 8 9 - 31 3 0 9 0 印度 2 0 8 5 06 0 28 5 02 4 6 41 6 4 71 2 6 6 2 日本5 4 7 01 4 7 0 1 2 44 4 1 14 3 31 2 6 3 2 8 全世界 4 6 8 0 0 03 i 45 2 9 48 8 4 01 3 2 6 03 5 2 9 4 在时间分布、地域分布上极不均匀是我国水资源的突出特点。全国9 0 的地 表水径流和7 0 以上的地下水径流分布在不到全国面积5 0 的南方地区，北方普 遍缺水。表1 3 按流域进行分析表明，我国水资源分布间人口、耕地分布极不协调， 长江流域及其以南的珠江流域、浙闽台诸河、西南诸河等流域，国土面积、耕地 和人口分别占全国的3 6 5 、3 6 和5 4 4 ，但水资源总量却占全国的8 1 ，人均 水量为全国平均水平的1 6 倍；辽河、海滦河、黄河、淮河流域，面积为全国的 1 8 7 ( 相当于南方的一半) ，水资源总量却只为南方4 片的l o ；北方耕地占全 2 1 引言 国的4 5 2 ，人口占全国的3 8 4 ，水资源总量更少。水资源这种不均衡分布直接 导致水资源供需矛盾突出。长期以来，我国社会经济发展一直受缺水困绕，水资 源成为国民经济发展的“瓶颈”。据统计，目前我国缺水量3 5 8 亿m 3 ( p = - 7 5 ) ，其 中农业缺水3 0 0 亿i t l 3 ，工业及城镇缺水5 8 亿m 3 。缺水遍及各个流域，其中黄淮 海辽流域缺水比较严重，占缺水量的6 3 9 ，特别是海河流域缺水量最大，高达 1 2 3 2 9 亿m 3 ，严重地制约了国民经济的健康发展，引发了南水北调工程的研究与 实施。 表1 3 我国主要流域年径流及人均、亩均水量占有量1 4 t a b l e1 3p o s s e s s e dc a p o a c i t yo f a n n u a lr u n o f f , e a p a t a lw a t e rq u a n i t y , u n i t 河j | 1 年径流人口耕地 人均水量亩均水量 流域f 立方米f 立方米 ( 亿立方米)( 万)( y i 亩、 人)田j 松花江7 4 25 1 1 21 5 6 6 21 4 5 l4 7 4 辽河1 4 83 4 0 06 6 4 34 3 52 2 3 海滦河2 8 81 0 9 8 71 6 9 5 32 6 21 7 0 黄河6 6 19 2 3 31 8 2 4 47 1 63 6 2 淮河6 2 21 4 1 6 91 8 4 5 34 3 93 3 7 长江9 5 1 33 7 9 7 23 5 1 7 12 5 0 52 7 0 5 珠江3 3 6 08 2 0 27 0 3 24 0 9 74 7 7 8 ( 1 ) 黄、淮、海、辽1 7 2 93 7 7 8 96 0 2 9 34 5 52 8 5 ( 2 ) 长江、珠江 1 2 8 7 34 6 1 7 44 2 2 0 32 7 8 83 0 5 0 ( 1 ) ( 2 ) ( ) 1 3 48 21 4 31 6 39 3 2 ) 节水意识和技术差，水资源浪费大。我国工业生产和农业用水由于工艺落后， 节水措施不力，循环利用率低，跑冒滴漏严重，浪费现象严重【5 。 3 ) 水体污染严重。 水体污染是我国面l 临的主要水资源问题，也是水资源短缺的重要原因。多年 来，我国水资源质量不断下降，水环境持续恶化。根据1 9 9 9 年国家环保总局发布 的中国环境状况公报【6 】，1 9 9 9 年中国主要河流有机污染普遍，面源污染日益 突出。七大水系中，辽河、海河污染严重，淮河水质较差，黄河水质不容乐观。 七大水系污染程度由重到轻顺序为：辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江和 长江。主要湖泊如太湖、滇池和巢湖等普遍受到氮、磷等营养物质的污染，富营 养化严重。流经城市的河段普遍受到污染。我国地表水资源污染严重，地下水资 源污染也不容乐观。全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，。局部 地区的部分指标超标，地下水水质污染有逐年加重的趋势。尽管9 0 年代后期，我 国年污废水排放量增长较缓慢，国家也投入了大量的人力和物力，进行污水治理， 重庆大学硕士学位论文 但全国水环境质量整体趋于恶化的势头难以逆转。水体污染与水资源短缺互为因 果，水体稀释能力低，水环境更趋恶化。北方许多流域水资源匮乏，水污染也相 当严重。平原河道基本枯萎，邻近城市的河道成为排污沟，被讽为“不是无水，就 是污水”。地处湿润地区的长江三角洲和珠江三角洲，由于水体受到污染，也成为 水质型缺水地区，水乡无水可用已成为一个严峻的现实问题，水污染也进一步加 剧了水资源的供需矛盾。 综上所述，以水资源短缺、浪费突出和水污染严重为特点的水资源危机正严 重威胁着我国社会的可持续发展。首先，水资源危机将会导致生态环境的进一步 恶化。为了取得足够的水资源供给社会，必将加大水资源开采力度，水资源过度 开发，可能导致一系列的生态环境问题。通常认为，当径流量利用率超过2 0 时 就会对水环境产生很大影响，超过5 0 时则会产生严重影响。目前，我国水资源 开发利用率已达1 9 ，其中淮河流域达9 8 。此外，过度开采地下水会引起地 面沉降、海水入侵、海水倒灌等环境问题。其次，城市、工业与农业争水日益突 出，水资源短缺将威胁粮食安全，例如，华北地区四省市1 9 9 3 年与1 9 8 0 年相比， 在总取水量减少2 7 亿立方米条件下，工业和城市生活用水增加了3 3 亿立方米， 使农业用水量减少了6 0 亿立方米，势必影响粮食生产。第三，国民经济损失不断 加大。随着社会经济的发展，国民经济依赖水资源程度越来越大，水资源危机势 必给国民经济带来越来越大的损失，仅从现状来看，全国城市年缺水量达5 8 亿 m 3 ，每年因缺水造成的直接经济损失达g d p6 - - 8 ，仅胜利油田1 9 9 5 年因黄河断 流就导致减产3 0 亿元川。 1 1 3 解决中国北方水资源可持续发展的对策 社会的可持续发展已经被作为2 1 世纪全球性的发展战略，而水资源的持续开 发是社会可持续发展的重要支持系统。根据中国2 1 世纪议程1 7 l 中国2 1 世 纪人口、环境与发展白皮书，我国2 1 世纪水资源保护与可持续利用的总体目标是： “积极开发利用水资源和实行全面节约用水，以缓解目前存在的城市和农村严重缺 水危机，使水资源的开发利用获得最大的经济、社会和环境效益，满足社会、经 济发展对水量和水质日益增长的需求，同时在维护水资源的水文、生物和化学等 方面的自然功能以及维护和改善生态环境的前提下，合理、充分地利用水资源， 使得经济建设与水资源保护同步发展。” 我国的北方属于贫水区，目前已出现水资源严重短缺和生态环境恶化的问题， 其中华北地区又是我国经济较发达、发展前景较好的地区，如不尽快解决中国北 方水资源可持续开发与利用的问题，势必制约社会经济的发展和人民生活的提高， 更将使生态进一步恶化。解决中国水资源可持续的战略，可以概括为节流、开源 4 i 引言 与治污并重，从政策、技术、经营管理等方面进行全方位的努力。为实现中国北 方水资源的可持续开发和利用，可以采取以下措施： 1 ) 加大节水力度，提高全民的节水意识；建设节水工业、农业和节水型城市 建设节水型工业、农业和节水型城市以及，对于解决水资源短缺和可持续发 展之间的矛盾，具有极其重要的意义。工业节水应做到提高工业用水的重复利用 率及循环利用率，推广工业节水技术。农业节水侧重于节水灌溉技术，以低耗水 作物替代高好水作物，并改良农艺。节水型城市的建设，应全面推广应用节水型 器具，以计量收费代替用水包费制，降低供水系统的漏损率等。我国城市节水2 0 0 0 年的目标之一就是通过节流的办法解决工业生产发展需要增加用水量的一半 8 】【引。 2 ) 加强水资源的规划与管理，充分利用当地水资源，进行合理配置，发挥其最 大效益与其他自然资源相比，水资源具有自身鲜明的特点：以流域为基本单 元，相互转化，相互补给。流域是一个完整的水资源系统，水环境状况是流 域水资源管理的重要指标。按流域调配水资源，是目前国际公认的科学原则。 目前，世界发达国家多采用按流域管理的体制，如法国全国共有6 个流域委 员会，下设办事机构，并有权征收和分配水费和污染税。从国外的经验来看， 江河按单一用途来管理常常导致环境质量降低，而将流域作为一个核算单元 有助于使外部影响内部化，使水的多目的用途和规模经济的潜力最大化 1 0 】【1 1 。 要调查清楚各分区的水资源情况及其潜力，研究挖潜的可能，对各种水资源 进行科学合理的配置，优化产业结构，使每一滴水都能使用得当、发挥最大效益f 5 】。 3 ) 开辟污水资源化和海水淡化的道路 城市污水是水量稳定供给可靠的一种潜在的水资源。城市污水如不加净化， 随意排放，将造成严重污染，使大量优质水源退化为劣质水。如能去除污染物， 改善水质后加以利用，则能除害兴利，取得多重效益。且城市污水就近可得，水 量稳定，易于收集，再生处理比海水淡化的成本还低，基建投资比远距离引水经 济得多，处理技术也比较成熟。处理后可回用于农业灌溉、工业回用、市政、生 活回用、补充地下水和城市河湖用水等。因此，国内外都在积极开展城市污水的 净化再生利用，经过多年实践，许多示范工程和实际应用工程已建立起来。在这 方面，美国、日本和以色列等国都有丰富的经验可借鉴 12 1 。大力推广污水回用应 作为解决我国水资源危机的重要措施，特别在北方和沿海缺水城市，它开辟了有 效的第二水源。 对我国沿海严重缺水的城市，如大连、青岛、烟台、威海等，利用海水替代 淡水资源应用于工业和城市部门是解决缺水的有利途径。目前，已有多项实例证 明沿海城市利用海水技术和经济上的可行性，海水的预处理及腐蚀防治均已有成 熟的技术和经验。 重庆人学硕十学位论文 4 1 实施南水北调工程 跨流域引水已经成为我国北方及沿海干旱缺水城市解决水资源短缺的熏要措 施之一。如引滦入津工程、引黄济青工程等都已成功实施。目前，为解决我国华 北地区及西北地区严重缺水状况的南水北调工程已列入“十t 血”特大型基础设施项 目，它需要巨大的资会投入，影响面颇广。因此在调水的同时，要考虑节水、治 污、生态和用水的协调措施。应根据社会经济与城市建设的近期与中长期需要来 进行周密的区域水资源供需平衡分析，以确定所需调水的合理规模。 5 ) 调整水价政策，建立合理水价体系 水资源是一种有价值的商品资源，必须恢复其商品属性，建立起适宜的水价 体系。但是，我国长期以来无视价值规律在水资源丌发、利用和保护中的作用， 现行水价偏低，水价远远低于供水成本，未能利用经济杠杆促进节水和水资源的 丌发、利用和保护，已成为提高水利用效率的一大障碍。其次，由于排污征收的 力度不能刺激企业治污的主动性、积极性，污水处理等产业没有走上有利可图、 环境成本内部化的良性循环，环保行业难以吸纳社会等各方面的资金，还处于完 全靠政府投资的局面【l 。应从实际出发，通过调整水价，逐步建立起科学合理、 动态变化的水价体系。运用市场机制，实行水的有偿使用策略，将对缓解我国水 资源紧张和对水资源的保护起到重要作用。 1 2 南水北调工程概述 1 2 1 南水北调工程 我国水土资源分布很不均衡，如表1 3 所示，长江流域及其以南河流的径流量 占全国的8 0 以上，耕地面积却不到全国的4 0 ，属富水区；而黄河、淮河、 幽】- 1 南水北调线路示意豳 f i g 1 1 s k e t c hm a po f s o u t h - t o - n o r t hw a t e r d i v e r s i o ne r o j e c t 6 引苦 海河三大流域和西北内陆的面积占全国5 0 ，耕地占4 5 ，人口占3 6 ，水资 源总量却只有全国的1 2 ，属缺水区。西北和华北土地、矿产资源丰富，是我 囤能源和粮棉油的生产基地，在国民经济中有重要的战略地位，尤其黄、准、 海平原和胶东半岛是我国人口密集、耕地率高、经济发达的地区，目前水资源 缺乏已成为经济发展的制约因素。针对这种不平衡状况，从二二t 世纪五十年代 丌始就提出“南水北调”的设想，经过几十年研究，南水北调的总体布局是：分 别从长江上、中、下游调水，以适应西北、华北各地的发展需要，即西线工程、 中线工程和东线工程【“1 。 中国大陆地势存在三个阶梯。西线工程在最高级的青藏高原上，地形上可 以控制整个西北和华北，因长江上游水量有限，只能为黄河上中游的西北地区和 华北部分地区补水。中线工程从第三阶梯西侧通过，从长江中游及其支流汉江引 水，可自流供水给黄淮海平原大部分地区。东线工程位于第三阶梯东部，因地势 低需抽水北送。 1 2 2 南水北调东线工程 从长江f 游引水，基本沿京杭运河逐级 提水北送，向黄淮海平原东部供水，终点天 津。 东线工程自2 0 世纪血十年代初就有设 想，1 9 7 2 年华北大早后，水电部组织进行 研究。_ ：_ 二十多年来由南水北调规划办公室牵 头，淮河水利委员会、海河水利委员会、水 利部天津勘测设计院与有关省市、部门协作 做了大量勘测、设计、科研工作。1 9 7 6 年 提出南水北调近期工程规划报告，上报 国务院，并进行初审。1 9 8 3 年3 月国务院 批准了水电部上报的南水北调东线第一期 _ r = 程可行性研究报告。1 9 9 3 年9 月，水利 部会同有关省市共同审查并通过南水北调 东线工程修订规划报告图1 2 南水北调尔线l 程线路示意 和南水北调东线第一期工程可行性研究 f i g 1 2 s k e t c hm a po f e a s tr o u t eo f 修订报告1 15 1 。 8 0 “h _ t 0 _ n o n hw 乱。d i ”。8 1 。“p r o j 。1 工程规模与调水量 长江卜游水量丰富，多年平均入海水量约9 6 0 0 亿i n 3 ，即使在特枯年也有6 0 0 0 重庆人学硕十学位论文 多亿m 3 ，东线工程从长江f 游抽水，水源充沛，调水量取决于引水j 【程规模。 规划中考虑了东线工程合理的最终规模，以2 0 2 0 年发展水平为目标的规划规 模和在本世纪内把水调到华北的第一期工程规模。： 东线工程供水范围：涉及苏、皖、鲁、冀、津五省市。具体为：苏北除单下 河腹部及其以东和北部高地外的淮河下游平原；安微省蚌埠以下淮河两岸、淮北 市以东的新汴河两岸及天长县部分地区：山东省的南四湖周边、韩庄运河和梁济 运河、胶东地区部分城市及鲁- i l t t 弓i 黄灌区；河北省黑龙港运东地区；天津市及 近郊区。 工程布置 南水北调东线工程是在现有的江苏省江水北调工程、京杭运河航道工程和治 淮1 ：程的基础上，结合治淮计划兴建一些有关工程组成的。东线主体工程包括输 水f 程、蓄水工程、供电工程三部分。 输水t 程：包括输水河道工程、泵站枢纽工程、穿黄河工程。 输水河道： 引水【一】有淮河入长江水道口三江营和京杭运河入长江f _ ： 六圩两处。输水河道 卜程从长江到天津输水主干线全长1 1 5 0 k m ，其中黄河以南6 5 l k m ，穿黄河段9 k m ， 黄河以北4 9 0 k m 。分干线总长7 4 0 k m ，其中黄河以南6 6 5 k m 。输水河道9 0 利用 现有河道。 泵站枢纽： 东线的地形以黄河为脊背向南北倾斜，引水比黄河地面低4 0 余米。从长江 调水到黄河南岸需设1 3 个梯级抽水泵站，总扬程6 5 m ，穿过黄河可自流到天津。 图1 3 尔线i 程抽水枢纽 一 f i g 1 3p u m p i n gh i n g eo fe a s tr o u t e 黄河以南除南四湖内上、下级湖之间设一个梯级，其余各河段上设三个梯级。 黄河以南输水1 二线上设泵站3 0 处；主干线上1 3 处，分干线上1 7 处，累计设计抽 水能力共1 0 2 0 0 m 3 s ，装机容量1 0 1 7 7 万k w ，其中可利用现有泵站7 处，设计抽 水能力1 1 0 0 m 3 s ，装机容量1 1 0 5 万k w 。一期工程仍设1 3 个梯级，泵站2 3 处， 引等 装机容量4 5 3 7 万k w 。 黄河以北各蓄水洼淀进出口设5 处抽水泵站，设计抽水能力共3 2 6 m 3 s ，装机 容量1 4 6 万k w 。 南水北调东线工程泵站的特点是扬程低( 多在2 6 m ) 、流量大( 单机流量般 为1 5 4 0 m 3 s ) 、运行时间长f 黄河以南泵站约5 0 0 0 小时年) ，部分泵站兼有排涝任 务，要求泵站运转灵活、效率高。 穿黄河工程： 选定在山东东平县与东阿县之间黄河底f 打隧洞的方案。通过多年地质勘探 和穿黄勘探试验洞开挖，查明了河底基岩构造和岩溶发育情况，并成功解决了河 底隧洞堵漏丌挖的施工难题。 穿黄工程从东平湖出湖闸至位临运河进口全长8 6 7 k m ，其中穿黄河工程的倒 虹隧洞段长6 3 4 m ，平洞段在黄河河底下7 0 m 深处，为两条洞径9 3 m 的隧洞。第 + 期工程先丌挖一条。 幽14 尔线i 群穿黄i 料示意 f i g 1 4s k e t c h m a po f d r i l l i n g t h r o u g h y e l l o w r i v e r o f e a s t r o u t ep r o j e c t 蓄水工程：东线工程沿线黄河以南有洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖等湖 泊，略加整修加固，总计调节库容达7 5 7 亿m 3 ，不需新增蓄水工程。黄河以北现 有天津市北大港水库可继续使用，天津市团泊沣和河北省的千顷沣需扩建，并新 建河北省大浪淀、浪沣，黄河以北五处平原水库总调节库容1 4 9 亿m 3 。 1 2 3 南水北调东线工程山东段概况 南水北凋东线工程山东段可分为两部分：东线工程干线汇水区和t j 东省西水 东调i 一程。 孽 重庆人学硕i f ：学位论文 东线工程干线输水路线。南水北调东线： 程山东境内经韩庄运河进入南四湖、 粱济运河、东平湖，在位山闸穿黄河( 隧道) ，入小运河、七一河、六五河，在武 城入大屯水库调蓄，经四女寺立交入南运河出境。干线汇水区域包括东平湖流域、 南四湖流域及海河流域一部分，涉及枣庄、济宁、菏泽、泰安、莱芜、聊城、德 州7 市。 从东平湖建山东省西水东调工程，送水到山东半岛的烟台、威海。西水东调 工程是解决【j j 东半岛严重缺水的关键工程，其西段( 2 4 0 公罩) 由东平湖青龙闸， 经济南至引黄济青于渠，中段( 1 3 8 公罩) 利用现有引黄济青二：程的干渠，东段( 3 1 8 公艰) 从引黄济青于渠的宋庄建分水闸，需建3 - 4 级泵站扬水至烟台、威海。沿 途经济南、青岛、淄博、东营、烟台、潍坊、威海、滨州8 市。由于西水东调 二 程从宋庄闸丌始为人工新建渠道，与原有河道立交，沿途市县的污水不会进入调 水渠道，也不会影响调水水质。故可能有污染物排入、对西水东调水质有影响的 共有济南、淄博、潍坊、东营和滨州5 市。 南水北调东线山东段按调水线路依次经过山东省的南四湖流域、东平湖流域、 小清河流域和省辖海河流域( 上游) ，沿途经过韩庄运河、南四湖、梁济运河、东 平湖、小运河、六五河等河流，以及光府河、洙赵新河、东鱼河、万福 图15 尔线i 样山尔段调水线路示意幽 f i g 1 5 s k e t c hm a po fe a s tr o u t ep r o j e c t i ns h a h 留d o n 2s e g m e n t i o 1 引言 河、白马河、西支河、城郭河、大汶河、小运河等汇水河流。山东省西水东调 工程按调水线路依次经过东平湖流域、小清河流域以及引黄济青和引黄济烟工 程的小清河分洪道以后部分，其东段还包括黄水河以东经门楼水库抵达威海的 输水工程。 根据水利部2 0 0 0 年9 月提交的南水北调工程实施意见，东线工程应急( 第一 期) 拟在2 0 0 1 2 0 0 3 年建设完成；二期工程在东线应急工程完成后开工，2 0 1 0 年 左右建成；三期工程预计在2 0 3 0 年左右开工建设。 南水北调东线工程要经过现有的河湖引水到华北，这些河湖水污染状况比较 严重，而山东段又是污水污染的重灾区，能否解决好水污染防治问题，关系到南 水北调东线工程的成败。 1 3 水污染控制规划的理论与方法 1 3 1 水污染控制规划概况 人类对水环境问题的认识，经历了曲折的道路，付出过昂贵的代价，如泰晤 士河从重污染到鱼虾重现，治理历时百余年。从工业革命时代的不治理污染，到 2 0 世纪6 0 年代以前的排出口治理，再到现在的流域水污染控制规划，体现出了人 类对水环境问题认识的不断深入。而可持续发展思想的提出，更使人类反思了自 己开发资源、改造自然的行为。1 9 9 6 年4 月，八届人大审议通过了新的中华人 民共和国水污染防治法，确定了水污染控制规划的地位与作用，并将其提高到了 立法的高度。水污染控制规划成了城市规划的重要组成部分，并将从合理利用水 资源、保护水环境的角度对城市的工业布局、功能分区、污水厂选址等提出建设 性意见，它与城市规划的相互协调必将有利于提高城市规划的可操作性。 水污染控制规划是2 0 世纪6 0 年代以后，随着系统工程方法和计算机技术的 发展而提出的。它是在污染源调查和水质现状评价的基础上，依照国家或城市对 相应水体功能的环境质量要求，建立相应的数学模型，计算出水体的环境容量， 然后根据规划水平年预测污染负荷计算出污染物削减量，以使水域功能满足所要 求的环境质量标准。由此可能获得较大的经济、环境和社会效益，并能为水质管 理部门提供大量的信息，以便在各种条件变化时作出较为切合实际的预测，避免 管理决策的盲目性。水污染控制规划的具体内容与研究的范围有密切的关系。按 照层次的不同，水污染控制规划可分为： 1 ) 河流流域规划：它就整个河流流域的范围( 即包括整个河流和各支流) 作 出统一协调的水质规划。规划的战略目标是在保证水资源可持续利用的前提下， 使高质量水体的水质不下降。 ” 重庆大学硕士学位论文 2 1 区域规划：区域规划是指河流流域范围内具有复杂的城市和工业点源污染 问题的区域水质规划。区域规划的目的是估算各种控制水质方案并作出管理部门 可以执行的计划。由此得出的该区域水质规划要比按全国划定统一的排放浓度标 准来控制这种简单做法更为合理有效。城市污水处理设施规划是该规划中的重要 部分