江河流域水环境问题2010打印

1、清华大学土木水利学院清华大学土木水利学院 2010年年11月月15日日 水科学与水工程概论专题讲座 主要 内容 一. 概 述 二. 流域水生态环境问题 三. 南水北调工程及其水环境问题 四. 结 语 水是生命之源水是生命之源 水是一切生态系统存在的基础水是一切生态系统存在的基础 人类靠水而居人类靠水而居 城市依水而建，水是城市的血液城市依水而建，水是城市的血液 人类活动与经济社会发展产生一系列水环境问题人类活动与经济社会发展产生一系列水环境问题 树立科学发展观，构建和谐社会树立科学发展观，构建和谐社会 以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展 一

2、、概述一、概述 3个”3” 每3方水中有1方是长江水 每3元GDP中有1元是长江人创造的 每3个人中有1人喝长江水 长江是世界第三大河流，是我国最大的河流，全长约6300km，流域面积180万km2，占全国的19%左 右。长江横跨东、中、西三大经济区域，区位优势显著。 长江流域人口4.26亿，国内生产总值3.65万亿元，分别占全国的33%和40%。长江经济带迅速崛起， 已发展成为我国基础原材料及机电工业和高新技术等优势产业集中地、现代金融密集区，产业优势 全国领先。 以长江三角洲地区为龙头、以中部崛起为依托和支撑的长江经济带，在全国经济社会发展中具有举 足轻重的地位。 一、概述一、概述 一、概

3、述一、概述 长江是南水北调东中西三条调水线路的源头；是引江济巢、引江济太改善巢湖、太湖流域水 环境和水生态的后盾；是当前和未来我国水电开发的主要基地；是我国内河运输最为重要的 黄金水道。 “资源优势、区位优势、产业优势”说明了长江在全国经济社会可持续发展中具有非常重要 的战略地位。随着西电东送、西气东输、青藏铁路和南水北调等与长江流域息息相关的四大 战略性工程的实施，长江流域在全国的战略地位尤为重要。 一、概述一、概述 长江水资源和水能资源非常丰富 u长江多年平均水资源总量9960亿m3，约占全国总量的36.5%。 u全流域水能蕴藏量2.78亿kw，占全国的40%，可开发量为2.56亿kw，

4、约占全国的48% 。 水资源开发利用率低于全国平均值，水资源开发利用程度还不高 -资源开发，资源配置, 供需平衡 一、概述一、概述 开发长江水电资源是可持续发展的必然选择 优先发展水电符合中国21世纪可持续发展行动纲领要求 流域水能开发利 用程度 长江中下游已超过长江中下游已超过50% 长江上游地区不足长江上游地区不足20% 江源至宜宾河段不足江源至宜宾河段不足5% 西部大开发西部大开发 西电东送西电东送 开发长江上游 金沙江雅砻江大渡河 向家坝水 电站 溪洛渡水 电站 锦屏一级 电站 锦屏二级 电站 长江流域水质整体呈恶化趋势长江流域水质整体呈恶化趋势 供水合格率供水合格率69% 水功能区水

5、质达标率水功能区水质达标率67% 干流近岸水域存在数公里污染带干流近岸水域存在数公里污染带 支流和城市附近水体污染严重支流和城市附近水体污染严重 水域纳污能力改变水域纳污能力改变 二、流域水生态环境问题二、流域水生态环境问题 （1）水环境局部污染严重 二、长江流域水生态环境问题二、长江流域水生态环境问题 （1）水环境局部污染严重 长江近岸污染带已长达数百公里长江近岸污染带已长达数百公里 二、长江流域水生态环境问题二、长江流域水生态环境问题 （2）湖库富营养化加剧，河流水华凸显 滇滇 池池 巢巢 湖湖 太太 湖湖 富营养化问题日益严重的富营养化问题日益严重的“三湖三湖”均位于均位于 长江流域长江

6、流域 二、长江流域水生态环境问题二、长江流域水生态环境问题 （2）湖库富营养化加剧，河流水华凸显 三峡库区支流库湾水体富营养化 香溪河隐藻水华香溪河隐藻水华 香溪河香溪河硅藻水华硅藻水华 大宁河绿藻水华大宁河绿藻水华 二、长江流域水生态环境问题二、长江流域水生态环境问题 （3）水土流失严重 水土流失导致洞庭湖、鄱阳湖等长江中下游重要湖泊湿地的严重淤积 而日渐萎缩，也直接影响水利工程本身的运用功能。 水土流失导致生态恶化和群众贫困化，减少生物多样性，影响流域和 区域的生态安全，导致泥沙淤积，增大防洪安全隐患，降低水利工程 寿命。 二、长江流域水生态环境问题二、长江流域水生态环境问题 （3）水土流

7、失严重 泥石流泥石流 后靠的移民安置区地表植后靠的移民安置区地表植 被稀疏被稀疏 二、长江流域水生态环境问题二、长江流域水生态环境问题 （4）生物多样性减少 长江水生生物资源衰退，物种濒危或消失。 长江白鱀豚种群数量已不足50头。 干流四大家鱼产卵场和渔场规模缩小。 一些严重污染的江段甚至鱼虾绝迹。 流水性鱼类特别是众多的长江上游的特有鱼类面临灭绝的威 胁。 二、长江流域水生态环境问题二、长江流域水生态环境问题 （5）流域生境受损 梯级水库最直接的影响是破坏了河流的连续性，进而阻断洄游鱼类 等水生生物的生命通道； 大型水库的建设对库区生境产生显著影响，水库淹没滩地后，鱼类 栖息地减少，水库水体

8、深度较大会产生水温分层，大坝下泄的低温 水会推迟下游水生生物产卵时间，用于灌溉将对农作物产生冷害； 清水下泄造成河床和河岸侵蚀，可能影响水生生物的栖息地与产卵 场。 流水生境 静水或缓流生境 梯级建设 流水生境 缩小或丧失 物种结构改变 水生态系统改变 二、长江流域水生态环境问题二、长江流域水生态环境问题 （5）流域生境受损 正常水温 低温水 大坝蓄水低温水下泄坝下游水温降低 坝下游水生生境 天然河道 水温分层 坝下游水生生物 影响 影响 低温水（春夏季） 二、长江流域水生态环境问题二、长江流域水生态环境问题 （5）流域生境受损 T H(m) 温水层 斜 温 层 深水层 水体分层示意水体分层示

9、意 三峡工程通过试验性蓄水三峡工程通过试验性蓄水175m175m水位，从工程建设阶段转水位，从工程建设阶段转 入运用阶段，开始全面发挥防洪等综合作用。入运用阶段，开始全面发挥防洪等综合作用。 三峡工程蓄水及泄洪情况 在丰水期，水流除电站过流外，还需要坝身泄洪，在丰水期，水流除电站过流外，还需要坝身泄洪， 泄洪水体携带大量气泡进入下游，在静水压强的作泄洪水体携带大量气泡进入下游，在静水压强的作 用下，有出现溶解气体过饱和的可能。用下，有出现溶解气体过饱和的可能。 三峡水库蓄水后，水库水质将发生新的变化三峡水库蓄水后，水库水质将发生新的变化 关于三峡水库水环境问题研究关于三峡水库水环境问题研究 入

10、 库 背 景 水 质 现 状 、 污 染 源 现 状 调 查 入 库 背 景 水 质 预 测 污 染 源 现 状 预 测 一 维 水 流 水 质 模 型 二 维 水 流 水 质 模 型 三 维 水 流 水 质 模 型 长 河 段 水 文 水 质 同 步 观 测 污 染 带 观 测 总 体 水 质 模 拟 预 测 评 价 、 总 体 环 境 容 量 计 算 、 污 染 事 故 预 测 排 污 混 合 区 水 质 模 拟 预 测 评 价 、 岸 边 环 境 容 量 计 算 出 库 水 质 模 拟 预 测 评 价 、 污 染 事 故 预 测 制 定 水 污 染 控 制 对 策 措 施 水 污 染 信

11、 息 管 理 系 统 水 库 管 理 入 库 背 景 水 质 现 状 、 污 染 源 现 状 调 查 入 库 背 景 水 质 现 状 、 污 染 源 现 状 调 查 入 库 背 景 水 质 预 测 污 染 源 现 状 预 测 一 维 水 流 水 质 模 型一 维 水 流 水 质 模 型 二 维 水 流 水 质 模 型二 维 水 流 水 质 模 型 三 维 水 流 水 质 模 型三 维 水 流 水 质 模 型 长 河 段 水 文 水 质 同 步 观 测 长 河 段 水 文 水 质 同 步 观 测 污 染 带 观 测污 染 带 观 测 总 体 水 质 模 拟 预 测 评 价 、 总 体 环 境 容

12、 量 计 算 、 污 染 事 故 预 测 总 体 水 质 模 拟 预 测 评 价 、 总 体 环 境 容 量 计 算 、 污 染 事 故 预 测 排 污 混 合 区 水 质 模 拟 预 测 评 价 、 岸 边 环 境 容 量 计 算 排 污 混 合 区 水 质 模 拟 预 测 评 价 、 岸 边 环 境 容 量 计 算 出 库 水 质 模 拟 预 测 评 价 、 污 染 事 故 预 测 出 库 水 质 模 拟 预 测 评 价 、 污 染 事 故 预 测 制 定 水 污 染 控 制 对 策 措 施 水 污 染 信 息 管 理 系 统 水 污 染 信 息 管 理 系 统 水 库 管 理 关于三峡水

13、库水环境问题研究关于三峡水库水环境问题研究 三峡水库局部水域水体富营养化问题 l蓄水初期坝前凤凰山库湾出现水华现象 l生态动力学模型研究 挟沙水流污染物输移扩散机理 l浑水水流水质模型研究 岸边消落带问题 l生态护岸研究 坝前水温及下游溶解氧过饱和问题 l水温分层特性 l坝身泄洪大气复氧机理研究 l下游溶解氧沿程变化规律 水库水环境管理和生态调度问题 二、长江流域水生态环境问题二、长江流域水生态环境问题 （6）湿地功能萎缩 江湖阻隔和围垦导致初级生产者以及食物链的破坏，也导致湖泊等重 要湿地面积减少、功能萎缩。 近50年来长江流域共减少水域面积12000km2，仅22个重要的通江湖泊 就减少了

14、湖容567亿m3。 素有“千湖之省” 美誉的湖北省，50年代有湖泊1066个，总面积达 8300km2，目前仅存309个，总面积缩小到2656 km2，其中面积1km2以上 的湖泊仅剩181个。 武汉市亦有“百湖之市”的美誉，但现在也名难符实，湖泊数量仅存 27个。 湖北省最大的淡水湖，也是全国第七大淡水湖。湖北省最大的淡水湖，也是全国第七大淡水湖。 近年来，由于围湖造田、过度捕捞导致水面缩小、近年来，由于围湖造田、过度捕捞导致水面缩小、 水质下降、水草濒临枯竭、鸟类和鱼类资源急剧减水质下降、水草濒临枯竭、鸟类和鱼类资源急剧减 少。少。 上世纪上世纪50年代，洪湖面积达年代，洪湖面积达760平

15、方公里，现在平方公里，现在 湖泊面积锐减到湖泊面积锐减到348km2，平均水深只有，平均水深只有1.35m。 洪湖、洞庭湖湿地的萎缩退化洪湖、洞庭湖湿地的萎缩退化 “八百里洞庭八百里洞庭”不复存在不复存在 洞庭湖持续枯水湖床大面积裸露 二、长江流域水生态环境问题二、长江流域水生态环境问题 （6）湿地功能萎缩 11月14日摄 新华社记者 龙弘涛 摄 三、三、南水北调工程及其水环境问题南水北调工程及其水环境问题 （1）工程概况 工程总体布局 四横三纵 南北调配 东西互济 三、三、南水北调工程及其水环境问题南水北调工程及其水环境问题 （1）工程概况 南水北调总体规划推荐东线、中线和西线三条调水线路。

16、通过三 条调水线路与长江、黄河、淮河和海河四大江河的联系，构成以 “四横三纵”为主体的总体布局，以利于实现我国水资源南北调 配、东西互济的合理配置格局。 规划的东线、中线和西线到2050年调水总规模为448亿立方米， 其中东线148亿立方米，中线130亿立方米，西线170亿立方米。 三、三、南水北调工程及其水环境问题南水北调工程及其水环境问题 （1）工程概况 东线工程：利用江苏省已有的江水北调 工程，逐步扩大调水规模并延长输水线 路。东线工程从长江下游扬州抽引长江 水，利用京杭大运河及与其平行的河道 逐级提水北送，并连接起调蓄作用的洪 泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。出东 平湖后分两路输水：一路

17、向北，在位山 附近经隧洞穿过黄河；另一路向东，通 过胶东地区输水干线经济南输水到烟台、 威海 三、三、南水北调工程及其水环境问题南水北调工程及其水环境问题 （1）工程概况 中线工程：从加坝扩容后的丹 江口水库陶岔渠首闸引水，沿 唐白河流域西侧过长江流域与 淮河流域的分水岭方城垭口后， 经黄淮海平原西部边缘，在郑 州以西孤柏嘴处穿过黄河，继 续沿京广铁路西侧北上，可基 本自流到北京、天津。 三、三、南水北调工程及其水环境问题南水北调工程及其水环境问题 （1）工程概况 西线工程：在长江上游通天河、支 流雅砻江和大渡河上游筑坝建库， 调长江水入黄河上游。西线工程的 供水目标主要是解决涉及青、甘、 宁

18、、内蒙古、陕、晋等6省（自治区） 黄河上中游地区和渭河关中平原的 缺水问题，还可以向邻近黄河流域 的甘肃河西走廊地区供水，必要时 也可向黄河下游补水。 三、三、南水北调工程及其水环境问题南水北调工程及其水环境问题 （1）工程概况 有效缓解缺水状况 流域57%，城市71%（城市仍处于缺水状态） 生态环境效益显著 提高水资源及水环境的承载能力 有效遏制和减少地下水超采 有利于改善和恢复地表植被 有利于保护生物多样性 三、南水北调工程及其水环境问题三、南水北调工程及其水环境问题 中线工程的水力学与水环境问题 总干渠输水调蓄能力研究 河渠交叉河段的水力学及水环境影响研究 渠道事故情况下非恒定流特性研究 总干渠冬季输水问题研究 干渠沿线生态环境的影响研究 （2）有关课题 三、南水北调工程及其水环境问题三、南水北调工程及其水环境问题 东线工程的水力学与水环境问题 河网输水系统的水动力学特性 江河湖泊的水量平衡关系及河湖自净能力 水质水量监测及预警预报系统研究 沿线污染污输移特性及防治对策 受水区水资源配置及生态环境影响研究 （2）有关课题 三、南水北调工程及其水环境问题三、南水北调工程及其水环境问题 西线工程的水力学与水环境问题 高坝泄洪消能关键技术及枢纽水力学问题 调水区和受水区的环境影响与生态调控 受水区生态需水量的计