12
1 闸坝与河流健康 闸坝与河流健康 2007 200710 1031 31讲座2 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院水资源研究中心 中国科学院水资源研究中心 报告提纲 一、河流健康问题 一、河流健康问题 二、生态水文学的发展 二、生态水文学的发展 三、闸坝建设与研究需求 三、闸坝建设与研究需求 一、河流健康问题 黄河水资源与生态环境问题 黄河水资源与生态环境问题 上游:湖泊萎缩 草场退化 黄河 中游:水土流失 暴雨灾害 下游:泥沙淤积 河道断流 黄河水论坛: 黄河水论坛: 维系黄河健康生命的理念 维系黄河健康生命的理念 长江/淮河/珠江流域 洪涝灾害 洪涝灾害 水污染 水污染 长江水论坛: 长江水论坛: 维系健康长江的理念与实践 维系健康长江的理念与实践 560 288 531 177 0 100 200 300 400 500 600 降水量与径流量(mm) 降水(mm) 径流(mm) 华北水资源危机 华北水资源危机 健康水循环 健康水循环 海河流域80-99年段的径流量 相比56-79衰减了38.5% 56 56- -79 7980 80- -99 99288 288 177 177 560 560 531 531 河川径流严重衰减 河川径流严重衰减 地下水亏空 地下水亏空900 900亿 亿m m 3 3 现状年缺水 现状年缺水 80 80 亿 亿 m m 3 3 主要靠 主要靠超采地下水和 超采地下水和 利用不合标准的废污 利用不合标准的废污 来解决 来解决

报告提纲 闸坝与河流健康 · 2017-03-08 · 1 闸坝与河流健康 夏军 2007年10月31日 讲座2 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院水资源研究中心

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1

闸坝与河流健康闸坝与河流健康

夏夏 军军

20072007年年1010月月3131日日

讲座2

中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院地理科学与资源研究所

中国科学院水资源研究中心中国科学院水资源研究中心

报告提纲

一、河流健康问题一、河流健康问题

二、生态水文学的发展二、生态水文学的发展

三、闸坝建设与研究需求三、闸坝建设与研究需求

一、河流健康问题

黄河水资源与生态环境问题黄河水资源与生态环境问题

上游:湖泊萎缩

草场退化

黄河 中游:水土流失

暴雨灾害

下游:泥沙淤积

河道断流

黄河水论坛:黄河水论坛: 维系黄河健康生命的理念维系黄河健康生命的理念

长江/淮河/珠江流域

洪涝灾害洪涝灾害 水污染水污染

长江水论坛:长江水论坛: 维系健康长江的理念与实践维系健康长江的理念与实践

560

288

531

177

0

100

200

300

400

500

600

降水量与径流量(mm)

56-79 80-99

年代

降水(mm) 径流(mm)

华北水资源危机华北水资源危机 健康水循环健康水循环

海河流域80-99年段的径流量相比56-79衰减了38.5%

5656--7979年年 8080--9999年年

288288

177177

560560 531531 ••河川径流严重衰减河川径流严重衰减

••地下水亏空地下水亏空900900亿亿mm33

••现状年缺水现状年缺水8080亿亿mm33

主要靠主要靠超采地下水和超采地下水和

利用不合标准的废污利用不合标准的废污

水水来解决来解决

Page 2: 报告提纲 闸坝与河流健康 · 2017-03-08 · 1 闸坝与河流健康 夏军 2007年10月31日 讲座2 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院水资源研究中心

2

几个相关理念的讨论

1、何为河流健康?河流的健康与否,是相对于河流的健康与否,是相对于人类而言。河流的水的可持人类而言。河流的水的可持续利用,应该是河流健康的续利用,应该是河流健康的标志,既有索取,又不要完标志,既有索取,又不要完全损坏河流的再生性。全损坏河流的再生性。

河流健康应该建立在河流健康应该建立在健康的水循环健康的水循环这个基础上。这个基础上。

主要有三个标志:主要有三个标志:

11、维持一定的、维持一定的水资源可更新能力水资源可更新能力((可再生性可再生性))。。评价评价河流的健康情况,水资源本身就是可更新的,如断河流的健康情况,水资源本身就是可更新的,如断流,地下水超采等,要出现问题;流,地下水超采等,要出现问题;

22、、维系一定水平的生态可持续性维系一定水平的生态可持续性,主要包括河道的,主要包括河道的基流、生物等。基流、生物等。生态可持续性和水资源可更新是两码事,生态可持续性和水资源可更新是两码事,但是紧密相连的。但是紧密相连的。

33、从河流的特性出发,、从河流的特性出发,强调维持一定水与生态系统强调维持一定水与生态系统的动态平衡关系的动态平衡关系。。例如,黄河的例如,黄河的水沙平衡、河口地区水盐平衡等水沙平衡、河口地区水盐平衡等

河流生物多样性调查与评价

包括兽类、昆虫、鸟类、河岸植物群落等

河流水文及生态指标

流量、流速鱼类、两栖类、昆虫、藻类、植物类等

河岸生态指标

保护指示性物种的识别,水文特征与生物多样性的相关关系

河流、河岸生态过程,建立河流和河岸生态平衡理论

土耳其

2、河流健康评估

(1)

(2). (2). 依据河流功能建立健康评估体系依据河流功能建立健康评估体系

••河流的河流的水文功能水文功能 ( ( 河水丰、平、枯变化;河水丰、平、枯变化;季节周期变化季节周期变化;陆地表层生命物质的;陆地表层生命物质的输移输移))

••河流的河流的生态功能生态功能 ((水生生物、陆地生物等)水生生物、陆地生物等)

••河流的河流的社会经济服务功能社会经济服务功能 ((供水、航运、供水、航运、发电等发电等))

河流变化与人类活动影响

•在没有人类严重干扰情况下,一条河流的发育、变化以及与其联系的生态系统变化,河流的兴盛与消亡是很自然的事情。

在有人类活动情况下,由于严重干预了自然界的水循环,可以导致河流的不健康问题,加速了河流的衰退,这应该是河流健康重视的核心问题。

水库

地下水漏斗地下水漏斗

人类活动干预下的人类活动干预下的流域水循环过程流域水循环过程降水蒸发

径流

蒸发

散发

环境用水环境用水

废水利用废水利用

供水系统供水系统生活排水生活排水

工业用水工业用水

雨水利用雨水利用地下水利用地下水利用

地表水

土壤水

地下水生活用水生活用水

污水排放污水排放

牲畜排水牲畜排水

耗水耗水

耗水耗水

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3

•河流的变化如同大自然,有生有死,有发育也有消亡。

认识河流气候环境,演化规律的成因,在人类活动影响下,河流究竟发生了哪些问题,这应该值得深思的。

维系河流健康的理论与实践:

生态水文学生态水文学

二、生态水文学的发展

生态水文学(生态水文学(EcoEco--hydrology)hydrology)

Definitions:

Eco-hydrology seeks to describe the hydrologic mechanisms that underlie ecologic patterns and processes. (Rodriguez-Iturbe, 2000)

探索与揭示形成生态格局和过程的水文学机制

水文学 生态学

流域管理流域管理

生态水文学生态水文学

Lu Zhang(2002) et al.

联合国教科文组织(联合国教科文组织(UNESCOUNESCO))国际水文计划(国际水文计划(IHPIHP))

- IHP第五阶段(1996-2001)方向是

““脆弱环境中的水文水资源开发脆弱环境中的水文水资源开发””。由三个模块、八个主题和31个计划项目组成:

主题主题22、地表生态过程的四个、地表生态过程的四个Projects:Projects:-- Project2.1Project2.1::植被、土地利用与侵蚀过程植被、土地利用与侵蚀过程

--Project2.2Project2.2::水库和三角洲地区的泥沙过程水库和三角洲地区的泥沙过程

--Project2.3Project2.3::河流系统、洪泛区和湿地之间的相互作用河流系统、洪泛区和湿地之间的相互作用

--Project1.4Project1.4::陆面生态陆面生态--水文过程的综合评价水文过程的综合评价

((IHPIHP--VV国际评估小组)国际评估小组)

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4

UNESCOUNESCO--IHPIHP第六阶段(第六阶段(20022002--20072007)方向)方向““水的相互作用:来自风险和社会挑战的体系水的相互作用:来自风险和社会挑战的体系””

UNESCOUNESCO--IHPIHP第六阶段主题第六阶段主题(Themes)(Themes)

主题主题11、全球变化与水资源、全球变化与水资源

主题主题22、流域地表水与地下水动力学集成、流域地表水与地下水动力学集成

主题主题33、陆地生境水文学、陆地生境水文学

主题主题44、水与社会、水与社会

主题主题55、水教育与培训、水教育与培训

((IHPIHP--VIVI国际专家委员会)国际专家委员会)

联合国教科文组织(联合国教科文组织(UNESCOUNESCO))

国际水文计划(国际水文计划(IHPIHP))

第七阶段第七阶段(( IHPIHP--VIIVII,,20082008--20132013))方向方向

““水的依赖与作用:压力与社会响应水的依赖与作用:压力与社会响应””

主题主题11、全球变化、流域与浅层地下水、全球变化、流域与浅层地下水

主题主题22、管理和社会经济、管理和社会经济

主题主题33、生态水文学与环境可持续性、生态水文学与环境可持续性

主题主题44、水质、人类健康和食物安全、水质、人类健康和食物安全

2121世纪主要面临的问题世纪主要面临的问题

气候变化气候变化

土地利用土地利用//土地覆被变化土地覆被变化

人类活动人类活动 (农业化、水利工程、城市化)(农业化、水利工程、城市化)

变化环境中大的生态水文问题变化环境中大的生态水文问题

三、闸坝与河流环境影响

陆陆 地地

陆地上空大气水

流域闸坝建设对河流水环境和生态的影响流域闸坝建设对河流水环境和生态的影响是中国河流防洪、经济供水和环境保护面临的带有普遍性是中国河流防洪、经济供水和环境保护面临的带有普遍性

的重要问题,也是世界性挑战性问题的重要问题,也是世界性挑战性问题

经济建经济建设发展设发展

河流水河流水污染污染

河流河流生态生态变化变化

海洋海洋

海洋大气水

EPEL

PL水工程建设水工程建设

全球约全球约4.54.5万座大坝,中国约占有万座大坝,中国约占有2.22.2万座大坝在运行,万座大坝在运行,几乎所有这些大坝都是几乎所有这些大坝都是19491949年以后建设的。年以后建设的。

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5

挑战问题

修建水坝产生的经济效益是巨大的。然而修建水坝产生的经济效益是巨大的。然而大坝对天然径流过程的大幅变更,对下游生态系统和滨河居民的生产生活造成很大的负面影响,这些影响涉及洪泛平原上的农牧业、渔业、以及依赖天然地下水补给的土地利用。。

所有这些重要的环境价值和经济活动依赖所有这些重要的环境价值和经济活动依赖天然水沙过程的时间分配、量级、持续时天然水沙过程的时间分配、量级、持续时间和发生频率。间和发生频率。

Reservoir inflow(Reservoir inflow(入流)入流)

Regulation scheme Over flow char. Basin geomorphology(调度方案) ( 溢流 特性 ) (流域地貌)

Discharge type Area Storage Volume Sediment deposition(出流类型) ( 面积) (蓄水库容) (泥沙沉积)

Pulsant compensatory Hydrograph Peak Evaporationdischarge discharge decline reduce &seepage(脉动泄流) ( 补偿流)(水文过程衰减) (消减洪峰) (蒸发、渗漏)

Enhancing Increase low flow Reduce seasonal variation Changingflow variation Reducing peak Time of high& low flow flood frequency(加强水流波动) ( 增加枯水流量) (减弱季节变化) (减少洪水频率)

小时小时 日日 旬旬 月月 年年

大坝对水文情势变化的影响大坝对水文情势变化的影响

举例:长江的观察举例:长江的观察

Three Gorges, Yangtze River

Danjiang Kou, Hangjiang

产生下游产生下游““水华水华””问题问题的营养盐负荷、温度的营养盐负荷、温度和水流变化控制因素和水流变化控制因素

覆被变化覆被变化--> > 水利工程建设水利工程建设-->>河流河流-->>下游生态变化下游生态变化

华北海河流域(北京地区潮白河流域)华北海河流域(北京地区潮白河流域)

– 由于严重洪涝灾害,淮河流域已兴建约1.1万余座闸坝。

– 闸坝在防洪、灌溉供水等方面发挥巨大效益。但工程修建后引起径流大幅变更,加之水污染过程迭加,对河流生态与环境造成的影响,已成为国内外关注与争论的焦点问题

淮河流域闸坝建设与生态环境问题淮河流域闸坝建设与生态环境问题 1994年7月震惊中外的“淮河水污染事件”

此后,淮河水污染事件时有发生。2004年由于淮河上游沙颍河等暴雨 开闸泄洪 5.4亿t污水下泄,形成长130公里的污水团,…饮水告急。

淮河突降暴雨

颍上水库超防洪警戒线

开闸泄洪

将积蓄于2亿立方米污水下放

沿淮各水厂被迫停水达54天,150万人没水喝,直接经济损失上亿元。

水域严重污染污水团达90公里

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6

问题与挑战

闸坝问题 排污超标争议争议

水利部门环保部门 导致河流水污染和生态变化直接原因

既发展经济又改善水环境的科学技术亟待研究既发展经济又改善水环境的科学技术亟待研究

反映出当前迫切需要研究和解决的基础问题

焦点:焦点:闸坝对河流环境影响评价与生态保护途径闸坝对河流环境影响评价与生态保护途径

淮河水污染问题受到国家高度关注,是中国江河水环境淮河水污染问题受到国家高度关注,是中国江河水环境

整治的重点对象之一。但是,究竟如何治理?整治的重点对象之一。但是,究竟如何治理?

关注热点

识别河流水环境和生态变化的成因识别河流水环境和生态变化的成因

客观评价闸坝和排污对河流水环境的影响客观评价闸坝和排污对河流水环境的影响

改善河流水环境的综合调控技术改善河流水环境的综合调控技术

闸坝对河流环境影响与生态修复调控,是国际研究热点和前沿问题。但是,迄今仍缺乏从流域尺度认识其成因的分析评价工具,现行的水污染控制技术急待与流域水系统调控的结合,实现低环境影响利用与环境冲突的协调。

2004年12月,国务院办公厅发出了《关于加强淮河流域水污染防治工作

的通知》(国办发﹝2004﹞93号),进一步明确水利部门要“抓紧对淮

河流域现有闸坝运行管理进行评估,正确处理闸坝调度、水资源利用和

生态保护的关系。”

为了发挥国家层面科研优势力量,客观评为了发挥国家层面科研优势力量,客观评

价闸坝对淮河河流生态环境影响,为价闸坝对淮河河流生态环境影响,为““淮河淮河

流域闸坝运行管理评估及优化调度对策研流域闸坝运行管理评估及优化调度对策研

究究”” 提供重要的依据。提供重要的依据。20062006年年33月底,淮河月底,淮河

流域水资源保护局委托中国科学院地理科流域水资源保护局委托中国科学院地理科

学与资源研究所,开展闸坝对淮河河流生学与资源研究所,开展闸坝对淮河河流生

态环境影响的评估研究工作。态环境影响的评估研究工作。

20062006年年44月月22日,在蚌埠召开项目启动工作日,在蚌埠召开项目启动工作

大纲专家评审会议,明确工作任务。大纲专家评审会议,明确工作任务。

研究对象研究对象

淮河干流淮河干流((包括包括淮河上游及以南淮河上游及以南部分大型水库部分大型水库))和和淮北沙颍河、淮北沙颍河、洪汝河、涡河三洪汝河、涡河三条支流,沂沭泗条支流,沂沭泗水系的沭河水系的沭河的代的代表性闸坝。表性闸坝。

计算和评价的闸坝总数达计算和评价的闸坝总数达8787个个:: 其中水库其中水库4545个(大型水库个(大型水库

2020个,中型水库个,中型水库2525个),闸个),闸4242个(大型闸个(大型闸1818个,中型闸个,中型闸1818个,橡胶坝个,橡胶坝66个),个),工作量巨大。工作量巨大。

沂沭泗水系的沭河沂沭泗水系的沭河

淮北沙颍河、洪汝河、涡河三条支流淮北沙颍河、洪汝河、涡河三条支流

淮河干流淮河干流

重点评估闸坝的重点评估闸坝的分布分布

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7

1. 1. 闸坝对闸坝对河流水环境影响河流水环境影响的评价的评价

2. 2. 闸坝对闸坝对河流生态影响河流生态影响的评价的评价

3. 3. 闸坝影响的闸坝影响的对策建议对策建议

研究内容研究内容降 水

灌 溉 降 雨 降 雪

融 雪

地 表 径 流

土壤水蒸发

植物蒸散发

壤 中 流

渗 漏

输 移 损 失

池塘/水库蒸发

灌 溉

池塘/水库出流

池塘/水库渗透

灌 溉 潜水蒸发 渗 透 回归流

灌 溉

灌溉用水

输移损失

河段出流量

雪 盖

土 壤 水

土壤水分层(10层)

河 流

浅层地下水

深层地下水

池塘/水库调蓄

下 渗

技术基础与途径技术基础与途径

闸坝对水文影响的研究闸坝对水文影响的研究

研发基于流域水循环系统的研发基于流域水循环系统的闸坝群闸坝群SWATSWAT模型(新技术)模型(新技术)

特点:特点:--易加入闸坝等人类活动影响易加入闸坝等人类活动影响

--可模拟水文变化及其相关的可模拟水文变化及其相关的水质和水生态过程水质和水生态过程

为研发为研发 ““闸坝群对河流环境影响闸坝群对河流环境影响””评价工具提供基础与技术支撑评价工具提供基础与技术支撑

闸坝对水环境影响的研究闸坝对水环境影响的研究

• 建立“ΔQ –-纳污能力”关系• 建立“闸坝运行-ΔQ–水质过程变化”关系

••水量水质系统模型水量水质系统模型••纳污能力评价模型纳污能力评价模型••多级关联评价模型多级关联评价模型

在开发的在开发的SWATSWAT水文水文--水质综合模型基础上水质综合模型基础上

识别河流水环境的识别河流水环境的污染负荷污染负荷与贡献与贡献

评价: ((11)闸坝对河流)闸坝对河流纳污能力纳污能力的影响的影响

((22)闸坝对河流)闸坝对河流水质变化水质变化的影响的影响

技术与方法技术与方法

技术与方法技术与方法1.1.水质水量联合模拟水质水量联合模拟

利用分布式利用分布式SWATSWAT水文模形与水质水量模型联合模拟水文模形与水质水量模型联合模拟

淮河流域水质变化过程。淮河流域水质变化过程。

重点内容重点内容

2.2.单闸和控制排污对河流水质过程影响分析单闸和控制排污对河流水质过程影响分析

–– 根据闸坝现有功能和运行方式,分析评价根据闸坝现有功能和运行方式,分析评价闸坝对闸坝对 闸闸上、闸下游河流水质的影响上、闸下游河流水质的影响。。

–– 根据现状有闸坝条件下,评价根据现状有闸坝条件下,评价控制排污对闸上、控制排污对闸上、 闸闸下游河流水质的影响下游河流水质的影响

–– 分离单闸情景下分离单闸情景下闸坝和排污各自对闸上、闸下游河流闸坝和排污各自对闸上、闸下游河流水质变化所占的贡献水质变化所占的贡献。。

3. 3. 多闸和控制排污对河流水质过程分析影响多闸和控制排污对河流水质过程分析影响

4.34.3闸坝对河流水质影响评价闸坝对河流水质影响评价

SWA

T/TVGM

Models

SWA

T/TVGM

Models

水量平衡方程

水质方程

降解系数⎪⎪

⎪⎪

+=

++Δ++++

=

−−++=Δ

−−−−

−−

iiii

iiiii

iRiiiiiii

iiiiii

iQK

VKQVqWCRCQCQC

QqRQQV

γα β

2211

21

相邻闸坝间水量与水质平衡关系图

Rii CR , iq

11, −− ii CQ ii CQ ,

iW

22 , −− ii CQ

33--11闸坝对河流水质影响评估:闸坝对河流水质影响评估:水质水量模型水质水量模型

利用分布式利用分布式SWATSWAT水文模形与水质水量模型联合模拟淮河流域水质过程水文模形与水质水量模型联合模拟淮河流域水质过程

水质水量模型所需率定的参数有 α、β、γ 三个与

降解系数有关的参数。但由于缺少非点源污染观测资料,

还需要识别非点源污染负荷CR。

非点源污染负荷与汛期和非汛期有着密切的关系。假

定非点源污染为输出水质浓度的倍数,即CR=η.Ci 。认为

非汛期非点源污染浓度一般小于常规观测浓度η≤1;汛

期非点源污染浓度一般大于常规观测浓度,即η>1。

参数的率定采用遗传算法。

33--22模型参数率定模型参数率定

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8

33--33闸坝对河流水质影响评估:闸坝对河流水质影响评估:方案设计方案设计

淮河流域现状(有闸坝)和无闸坝两种情景对河流水质的影响评估

淮河流域分污染现状和控制水质达标两种情景对河流水质的影响评估

分布式SWAT水文有闸无闸情景下水文模拟

闸坝对河流水质的影响ηη闸闸

排污对河流水质的影响ηη污污

分离闸坝对河流水质变化的贡献率ε闸

和排污对河流水质变化的贡献率εε污污

序号 指标 单位 注释

1 11C mg/L 有闸有污染情况下水质浓度

2 10C mg/L 有闸无污染情况下水质浓度

3 01C mg/L 无闸有污染情况下水质浓度

4 闸η 闸坝对水质变化的影响程度

5 污η 控制污染负荷对水质变化的影响程度

6 闸ε 闸坝对水质变化的影响所占比重

7 闸ε 控制污染负荷对水质变化的影响所占比重

33--44闸坝对河流水质影响评估:评价指标体系闸坝对河流水质影响评估:评价指标体系

定义:定义: C00 C00 -- 无闸坝,无污染(达标)无闸坝,无污染(达标) C01 C01 ––无闸坝无闸坝, , 有污染(超标)有污染(超标)

C10 C10 ––有闸坝,无污染(达标)有闸坝,无污染(达标) C11 C11 ––有闸坝有闸坝, , 有污染有污染 (超标)(超标)

闸坝对河流水质影响计算的指标

闸坝对河流水质影响的贡献率

污染负荷排放对河流水质影响的贡献率污闸

污污= ηη

ηε

+

污闸

闸闸= ηη

ηε

+

排污对河流水质影响计算的指标

=

=

12

111

12

11011

i

i

C

CC )(

=污η

C10 C10 –– 有闸坝,有闸坝,无污染无污染

分离分离污染排放对水质影响污染排放对水质影响

C11 C11 –– 有闸坝有闸坝, , 有污染有污染

=

=

12

111

12

10111

i

i

C

CC )(

=闸η

C01 C01 -- 无闸坝无闸坝,有污染,有污染

可分离可分离闸坝对水质影响闸坝对水质影响

C11 C11 ––有闸坝有闸坝, , 有污染有污染

*当ηη闸闸 < 0, < 0, 在评价闸坝的负面在评价闸坝的负面

影响时令其为影响时令其为00。。

重点闸坝对河流水质影响评估

对象 重点

沙颍河闸坝群 分析

汝河闸坝群

洪河闸坝群

涡河闸坝群

沭河闸坝群

淮河干流闸坝群

情景分析:

单闸变化评价

多闸变化评价

闸坝

污染

贡献

(一)(一) 多闸情景下闸坝对河流水质的影响评价多闸情景下闸坝对河流水质的影响评价

以淮河流域沙

颍河和淮干下游

蚌埠闸为重点对

象,分析与评价

有闸(现状多闸

条件)和全部无

闸情景的闸坝对

闸(坝)下水质

的影响与贡献。

沙颍河计算河段及

SWAT子流域编号图

② 受实测资料的限受实测资料的限

制,按照闸坝所在制,按照闸坝所在位置将沙颍河分为位置将沙颍河分为““昭平台水库-白昭平台水库-白

龟山水库-(大陈龟山水库-(大陈

闸)-马湾拦河闸闸)-马湾拦河闸

-漯河沙河橡胶坝-漯河沙河橡胶坝

-(黄桥闸)-沙-(黄桥闸)-沙

河周口闸-槐店闸河周口闸-槐店闸

-阜阳闸-颍上闸-阜阳闸-颍上闸-范台子-范台子””八条计八条计

算河段,其中括号算河段,其中括号

代表支流汇入。代表支流汇入。

沙颍河闸坝群分布沙颍河闸坝群分布

(1)沙颍河闸坝评估:水质参数的率定

0.0040.0650.6990.014非汛期0.81

1.8720.0400.1010.007汛期CODcr

0.0000.0400.1570.007非汛期0.81

1.8730.0400.1020.007汛期CODmn

0.0030.0400.1730.007非汛期0.87

1.0110.0800.6990.014汛期氨氮

沙河周口闸

漯河

0.9990.0400.1070.007非汛期0.76

1.9980.0400.1030.007汛期CODcr

1.0000.0400.1020.007非汛期0.76

1.9990.0400.1020.007汛期CODmn

0.0000.0800.3530.014非汛期0.78

1.5790.0760.7770.014汛期氨氮

漯河马湾

0.9990.0400.1010.064非汛期0.77

1.5610.0690.1810.074汛期CODcr

1.0000.0400.1000.064非汛期0.77

1.5530.0650.1130.081汛期CODmn

0.9980.0400.1020.064非汛期0.85

1.3170.0400.2220.084汛期氨氮

马湾白龟山

0.8620.0480.1260.120非汛期0.72

0.1170.0620.1180.117汛期CODcr

0.7050.0450.1120.113非汛期0.81

0.1170.0670.1330.117汛期CODmn

0.9990.0400.3530.112非汛期0.92

0.1150.0410.1110.115汛期氨氮

白龟山昭平台

效率系数ηγβα时间指标下断面上断面

0.0040.0650.6990.014非汛期0.81

1.8720.0400.1010.007汛期CODcr

0.0000.0400.1570.007非汛期0.81

1.8730.0400.1020.007汛期CODmn

0.0030.0400.1730.007非汛期0.87

1.0110.0800.6990.014汛期氨氮

沙河周口闸

漯河

0.9990.0400.1070.007非汛期0.76

1.9980.0400.1030.007汛期CODcr

1.0000.0400.1020.007非汛期0.76

1.9990.0400.1020.007汛期CODmn

0.0000.0800.3530.014非汛期0.78

1.5790.0760.7770.014汛期氨氮

漯河马湾

0.9990.0400.1010.064非汛期0.77

1.5610.0690.1810.074汛期CODcr

1.0000.0400.1000.064非汛期0.77

1.5530.0650.1130.081汛期CODmn

0.9980.0400.1020.064非汛期0.85

1.3170.0400.2220.084汛期氨氮

马湾白龟山

0.8620.0480.1260.120非汛期0.72

0.1170.0620.1180.117汛期CODcr

0.7050.0450.1120.113非汛期0.81

0.1170.0670.1330.117汛期CODmn

0.9990.0400.3530.112非汛期0.92

0.1150.0410.1110.115汛期氨氮

白龟山昭平台

效率系数ηγβα时间指标下断面上断面

0

0.1

0.2

0.3

0.4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月

氨氮

浓度

(m

g/L)

模拟值 实测值

0

1

2

3

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

CO

Dm

n浓度

(m

g/L)

模拟值 实测值

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

CO

Dm

n浓度

(m

g/L)

模拟值 实测值

Page 9: 报告提纲 闸坝与河流健康 · 2017-03-08 · 1 闸坝与河流健康 夏军 2007年10月31日 讲座2 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院水资源研究中心

9

沙颍河闸坝评估:水质参数的率定(附表)

0.5720.0440.5080.000非汛期0.80

1.1200.0440.9380.001汛期CODcr

0.4440.0510.8950.001非汛期0.81

1.0490.0400.6910.001汛期CODmn

0.3150.0571.3370.001非汛期0.84

1.0660.0420.5910.001汛期氨氮

范台子颍上闸

0.9980.0410.7560.010非汛期0.83

1.0040.0500.7680.014汛期CODcr

0.9920.0420.7110.007非汛期0.79

1.0090.0630.7640.012汛期CODmn

0.0010.0400.7960.014非汛期0.94

1.2430.0480.7890.013汛期氨氮

颍上闸阜阳闸

0.9980.0400.2050.031非汛期0.84

2.0000.0700.5000.062汛期CODcr

0.5060.0760.1940.042非汛期0.84

1.9980.0700.5000.062汛期CODmn

0.4230.0630.1280.060非汛期0.65

1.0230.0800.4980.062汛期氨氮

阜阳闸槐店闸

0.9980.0400.8000.009非汛期0.76

1.9880.0410.5000.009汛期CODcr

0.9980.0400.8010.009非汛期0.76

1.9920.0400.5040.009汛期CODmn

0.9900.0400.8010.009非汛期0.80

1.9950.0400.5050.009汛期氨氮

槐店闸沙河周口闸

0.5720.0440.5080.000非汛期0.80

1.1200.0440.9380.001汛期CODcr

0.4440.0510.8950.001非汛期0.81

1.0490.0400.6910.001汛期CODmn

0.3150.0571.3370.001非汛期0.84

1.0660.0420.5910.001汛期氨氮

范台子颍上闸

0.9980.0410.7560.010非汛期0.83

1.0040.0500.7680.014汛期CODcr

0.9920.0420.7110.007非汛期0.79

1.0090.0630.7640.012汛期CODmn

0.0010.0400.7960.014非汛期0.94

1.2430.0480.7890.013汛期氨氮

颍上闸阜阳闸

0.9980.0400.2050.031非汛期0.84

2.0000.0700.5000.062汛期CODcr

0.5060.0760.1940.042非汛期0.84

1.9980.0700.5000.062汛期CODmn

0.4230.0630.1280.060非汛期0.65

1.0230.0800.4980.062汛期氨氮

阜阳闸槐店闸

0.9980.0400.8000.009非汛期0.76

1.9880.0410.5000.009汛期CODcr

0.9980.0400.8010.009非汛期0.76

1.9920.0400.5040.009汛期CODmn

0.9900.0400.8010.009非汛期0.80

1.9950.0400.5050.009汛期氨氮

槐店闸沙河周口闸

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

流量

(m3

/s)

有闸模拟流量 无闸模拟流量

蚌埠闸有闸和无闸情景下流量过程线

沙河

颍河

淮干

白龟山水库

蚌埠闸

颍上闸

多闸情景闸坝对河流水质的影响评价:蚌埠闸(下游)(下游)

闸坝对河流水质影响计算的指标

=

=

12

111

12

10111

i

i

C

CC )(

=闸η

C01 C01 -- 无闸坝无闸坝,有污染,有污染

可分离可分离闸坝对水质影响闸坝对水质影响

C11 C11 ––有闸坝有闸坝, , 有污染有污染

沙河

颍河

淮干

白龟山水库

蚌埠闸

颍上闸

蚌埠闸氨氮、CODmn和CODcr有坝和无坝情景下浓度过程线

多闸情景下闸坝对河流水质的影响评价:蚌埠闸

0

3

6

9

12

15

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

浓度

(m

g/L)

有闸时氨氮模拟值 无闸时氨氮模拟值

%51=闸氨氮η

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

浓度

(m

g/L)

有闸时CODmn模拟值 无闸时CODmn模拟值

%10=闸CODmnη

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

浓度

(m

g/L)

有闸时CODcr模拟值 无闸时CODcr模拟值

%13=闸CODcrη

蚌埠闸无闸/有闸:氨氮浓度削减了51%CODmn浓度削减了10%CODcr浓度削减了13%

ηη闸闸 > 0,> 0, 有闸的水质浓度明显高于无闸有闸的水质浓度明显高于无闸水质过程(污染指标增加)水质过程(污染指标增加)

建闸对水环境是有影响

阜阳闸有闸和无闸情景下流量过程线

沙河

颍河

淮干

白龟山水库

阜阳闸

0.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

流量

(m3/s)

有闸模拟流量 无闸模拟流量

(2)多闸情景下闸坝对河流水质的影响评价:阜阳闸(中游)(中游)

0

10

20

30

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

浓度

(m

g/L)

有闸时氨氮模拟值 无闸时氨氮模拟值

沙河

颍河

淮干

白龟山水库

阜阳闸

多闸情景下闸坝对河流水质的影响评价:阜阳闸(中游)(中游)

阜阳闸氨氮、CODmn和CODcr有闸和无闸情景下浓度过程线

%25=闸氨氮η

0

15

30

45

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

浓度

(m

g/L)

有闸时CODmn模拟值 无闸时CODmn模拟值

%15=闸CODmnη

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

(m

g/L)

有闸时CODcr模拟值 无闸时CODcr模拟值

%15=闸CODcrη

阜阳闸无闸/有闸: ηη闸闸 > 0,> 0,氨氮浓度削减了25%

CODmn浓度削减了15%

CODcr浓度削减了15%

建闸对水质是有影响,但是程度比下游小

(3)沙颍河闸坝评估:白龟山水库(上游)(上游)

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

流量

(m3/s)

有闸模拟流量 无闸模拟流量

白龟山水库上游有坝和无坝情景下流量过程线

沙河

颍河

淮干

白龟山水库

Page 10: 报告提纲 闸坝与河流健康 · 2017-03-08 · 1 闸坝与河流健康 夏军 2007年10月31日 讲座2 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院水资源研究中心

10

沙河

颍河

淮干

白龟山水库

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

浓度

(m

g/L)

有闸时氨氮模拟值 无闸时氨氮模拟值

0

10

20

30

40

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

浓度

(m

g/L)

有闸时CODmn模拟值 无闸时CODmn模拟值

0

50

100

150

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

(m

g/L)

有闸时CODcr模拟值 无闸时CODcr模拟值

白龟山水库上游氨氮、CODmn和CODcr有坝和无坝情景下浓度过程线

沙颍河闸坝评估:白龟山水库

26%η闸氨氮

=-

73%CODmnη闸 =-1

168%CODcrη闸 =-

白龟山水库无坝/有坝:

氨氮浓度增加了26%

CODmn浓度增加了173%

CODcr浓度增加了168%

ηη闸闸 < 0, < 0, 有闸的水质过程明显有闸的水质过程明显低于无闸水质过程(污染指标低于无闸水质过程(污染指标减小)减小)

建库对环境建库对环境起正的效应起正的效应

沙颍河各闸坝和排污对河流水质影响结果

氨氮(%) CODmn(%) CODcr(%) 指标

闸坝名称 闸坝 闸η 污染 污η 闸坝 闸η 污染 污η 闸坝 闸η 污染 污η

白龟山水库 -26.0 -745.0 -173.0 -54.0 -168.0 -71.0 马湾闸 -158.0 83.0 -195.0 2.0 -193.0 4.0

漯河橡胶坝 -47.0 52.0 -11.0 14.0 -10.0 15.0 沙河周口闸 -78.0 58.0 -20.0 8.0 -20.0 10.0 槐店闸 48.0 96.0 17.0 46.0 16.0 49.0 阜阳闸 25.0 93.0 15.0 32.0 15.0 35.0 颍上闸 47.0 96.0 15.0 41.0 16.0 45.0 蚌埠闸 51.0 88.0 10.0 22.0 13.0 28.0

排污对河流水质影响计算的指标

=

=

12

111

12

11011

i

i

C

CC )(

=污ηC10 C10 –– 有闸坝,有闸坝,无污染无污染

分离分离污染排放对水质影响污染排放对水质影响

C11 C11 –– 有闸坝有闸坝, , 有污染有污染

污闸

闸闸= ηη

ηε

+

污闸

污污= ηη

ηε

+

沙河

颍河

淮干

白龟山水库

蚌埠闸

颍上闸

控制排污对水质的影响:控制排污对水质的影响:蚌埠闸蚌埠闸

蚌埠闸氨氮、CODmn和CODcr有污染和无污染情景下浓度过程线

蚌埠闸无污染/有污染:

氨氮浓度削减了88%

CODmn浓度削减了22%

CODcr浓度削减了28%0

4

8

12

16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月

浓度

(m

g/L)

有污染情景下氨氮模拟值 无污染氨氮浓度(Ⅲ类)

%88=污氨氮η

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

浓度

(m

g/L)

有污染情景下CODmn模拟值 无污染CODmn浓度(Ⅲ类)

%22=污CODmnη

05

10152025303540

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月

浓度

(m

g/L)

有污染情景下CODcr模拟值 无污染CODcr浓度(Ⅲ类)

%28=污CODcrη

ηη污污>0, >0, 水污水污

染贡献突出!染贡献突出!

控制排污对水质的影响:控制排污对水质的影响:阜阳闸阜阳闸

阜阳闸氨氮、CODmn和CODcr有污染和无污染情景下浓度过程线

沙河

颍河

淮干

白龟山水库

阜阳闸

阜阳闸无污染/有污染:

氨氮浓度削减了93%

CODmn浓度削减了32%

CODcr浓度削减了35%0

5

10

15

20

25

30

35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

浓度

(m

g/L)

有污染情景下氨氮模拟值 无污染情景下氨氮浓度(Ⅲ类)

%93=污氨氮η

0

4

8

12

16

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月

浓度

(m

g/L)

有污染情景下CODmn模拟值 无污染情景下CODmn浓度(Ⅲ类)

%32=污CODmnη

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月

浓度

(m

g/L)

有污染情景下CODcr模拟值 无污染情景下CODcr浓度(Ⅲ类)

%35=污CODcrη

ηη污污>0, >0, 水污水污

染贡献突出!染贡献突出!

沙河

颍河

淮干

白龟山水库

控制排污对水质的影响:白龟山水库白龟山水库

白龟山水库氨氮、CODmn和CODcr有污染和无污染情景下浓度过程线

白龟山水库水质较好,氨氮、CODmn和CODcr均符合水功能区划Ⅱ类水目标要求。

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

浓度

(m

g/L)

有污染情景下氨氮模拟值 无污染情景下氨氮浓度(Ⅱ类水)

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月

浓度

(m

g/L)

有污染情景下CODmn模拟值 无污染情景下CODmn浓度(Ⅱ类水)

0

24

68

1012

1416

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月

浓度

(m

g/L)

有污染情景下CODcr模拟值 无污染情景下CODcr浓度(Ⅱ类水)

氨氮

CODmn

CODcr

ηη闸闸<0<0 ,,ηη污污<0, <0, 如水体被污染,只如水体被污染,只

能是污染的贡献!能是污染的贡献!

0.00

0.20

0.400.60

0.801.00

闸坝 0.00 0.00 0.00 0.00 0.33 0.21 0.33 0.37

排污 1.00 1.00 1.00 1.00 0.67 0.79 0.67 0.63

白龟山水库

马湾拦河闸

漯河橡胶坝

沙河周口闸

槐店闸 阜阳闸 颍上闸 蚌埠闸

0.000.200.400.600.801.00

闸坝 0.00 0.00 0.00 0.00 0.27 0.31 0.27 0.33

排污 1.00 1.00 1.00 1.00 0.73 0.69 0.73 0.67

白龟山水库

马湾拦河闸

漯河橡胶坝

沙河周口闸

槐店闸 阜阳闸 颍上闸 蚌埠闸

0.00

0.20

0.400.60

0.801.00

闸坝 0.00 0.00 0.00 0.00 0.24 0.30 0.26 0.32

排污 1.00 1.00 1.00 1.00 0.76 0.70 0.74 0.68

白龟山水库

马湾拦河闸

漯河橡胶坝

沙河周口闸

槐店闸 阜阳闸 颍上闸 蚌埠闸

多闸情景下闸坝和控制排污对河流水质影响的分析多闸情景下闸坝和控制排污对河流水质影响的分析

多闸情景下重点闸坝和污染排放对河流水质浓度影响

位于源头的水库和闸坝在改位于源头的水库和闸坝在改

善河流水质起着积极作用,善河流水质起着积极作用,

水体污染严重主要原因是工水体污染严重主要原因是工

业和生活污水的过量排放。业和生活污水的过量排放。

位于中下游的闸坝和污水的位于中下游的闸坝和污水的

排放二者共同作用加剧了闸排放二者共同作用加剧了闸

坝上中游水质的恶化,但各坝上中游水质的恶化,但各

自对水质恶化都有贡献。自对水质恶化都有贡献。

闸坝贡献在闸坝贡献在20%20%--40%40%

污染超标贡献在污染超标贡献在60%60%--100%100%

找出淮河流域水污染的根结

所在,为淮河闸坝群的联合

调度提供指导。

河流氨氮

CODmn

CODcr

Page 11: 报告提纲 闸坝与河流健康 · 2017-03-08 · 1 闸坝与河流健康 夏军 2007年10月31日 讲座2 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院水资源研究中心

11

S 0

S 0

S 0

LC -C exp(-K )u (QKL/u) (g/s)L1-exp(-K )

uLC -C exp(-K )u86.4 (QKL/u) (kg/d)L1-exp(-K )

uLC -C exp(-K )u0.365 86.4 (QKL/u) (t/a)L1-exp(-K )

u

W

W

W

⋅= ⋅

⋅= × ⋅

⋅= × × ⋅

闸闸坝对坝对河道纳污河道纳污能力的影响评价能力的影响评价

• 闸坝纳污能力的计算:

• 水库纳污能力的计算:

0 0

0 0

0 0

( ) (g/s)

86.4 [( ) ] (kg/d)

0.365 86.4 [( ) 0.001 ](t/a)

s i i s

s i i s

s i i s

W q C q C KVC

W q C q C KVC

W q C q C KVC

= − +

= × − +

= × × − +

∑ ∑∑ ∑

∑ ∑

水体纳污能力:维系水体功能目标条件下,水体在一定时段内所受纳污染物的最大数量。

淮河水系淮河水系 闸闸 + + 坝坝((水库)水库)

主要计算评价方法:• 水质目标(水质目标(IIIIII),),••KK与水文条件建立联系:与水文条件建立联系:

K= K= f(uf(u, Q), Q)••按照流域分布式闸坝水系统和按照流域分布式闸坝水系统和SWATSWAT提供的闸上提供的闸上//闸下闸下//水库的水库的水文条件,计算水文条件,计算WW。。

一个值得研究的争议问题一个值得研究的争议问题

•有、无水库情景(坝上)的纳污能力变化

有、无水库(坝上)最大允许纳污量的比值(W有/W无)

结果表明:有水库情景下的水体纳污量(W有)与无水库的纳污量(W无)的比值为3-10,水库坝上由于水体容积增大,其纳污能力较无水库天然河道条件下的纳污能力有了较大地提高,有比较好的一致性。

4.24.2闸坝对河流纳污能力的影响评价闸坝对河流纳污能力的影响评价

结果表明:

-宿鸭湖水库坝下纳污能力比无水库时有所减少,比值为0.654;水库对水环境有负面影响。

-白龟山水库/白沙水库等坝下的纳污能力较无水库有所增加,原因之一是水库下泄水量增加了水体环境容量。

0.654 1.325

7.988

0

1

2

3

4

5

6

7

8

比值(W有/W无)

宿鸭湖水库

白龟山水库

白沙水库

•有、无水库情景(坝下)的纳污能力变化 情况复杂些

建库对水体纳污能力既有负效应也有正效应,不能一概而论。

4.24.2闸坝对河流纳污能力的影响评价闸坝对河流纳污能力的影响评价

7.988 2.76 0.35 7.988 10.82 1.35 白沙水库

1.325 54.34 41.02 1.325 212.92 160.75 白龟山水库

0.674 3.82 5.66 0.65469.86 106.73 宿鸭湖水库

有闸 (W有)无闸 (W无)有闸 (W有)无闸 (W无)

比值(氨氮)(W有/ W无)

W(氨氮)比值(COD)(W有/ W无)

W(COD)名称

•重点评估闸坝(闸上)纳污能力变化评价

有、无闸坝(闸上)最大允许纳污量的比值(W有/W无)

结果表明:闸坝闸上的纳污能力均比无闸状态下的纳污能力有所增加,特别是非汛期的增加幅度明显高于汛期,这表明闸坝在非汛期的拦河蓄水作用提高了河道的最大允许纳污量,对于污染物的稀释与自净作用比较有利。

0

1

2

3

4

5

蚌埠闸 马湾拦河闸 阜阳闸 槐店闸 蒙城节制闸

比值(W有/W无)

汛期

非汛期

4.24.2闸坝对河流纳污能力的影响评价闸坝对河流纳污能力的影响评价

•重点评估闸坝(闸下)纳污能力变化评价

结果表明:闸坝闸下的纳污能力均比无闸状态下的纳污能力有所减少,这表明闸坝在闸下减少下泄水量,对于污染物的稀释与自净作用不利。

W有/W无

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

蚌埠闸

阜阳闸

蒙城节制闸

丁桥闸

汝河橡胶坝

大陈闸

大路李橡胶坝

化行闸

赵庄闸

颍河闸

沙河周口闸

颍上闸

吴庄闸

丁庄拦河闸

玄武闸

大寺闸

涡阳闸

龙窝坝

蒋庄闸

人民胜利堰

塔山闸

W有/W无

有、无闸坝(闸上)最大允许纳污量的比值(W有/W无)

4.24.2闸坝对河流纳污能力的影响评价闸坝对河流纳污能力的影响评价

0

1

2

3蚌埠闸

马湾拦河闸阜阳闸

槐店闸蒙城节制闸

桂李节制闸

丁桥闸

班台闸

汝河橡胶坝

河坞闸

大陈闸

漯河沙河橡胶坝

大路李橡胶坝

禹州北关橡胶坝

化行闸

逍遥闸

赵庄闸

黄桥闸颍河闸

贾鲁河闸沙河周口闸

宋双阁闸颍上闸

裴庄闸吴庄闸

魏湾拦河闸

丁庄拦河闸

黄口拦河闸

玄武闸

付桥闸

大寺闸

蔡桥闸

涡阳闸

庄斜坝

龙窝坝

大官庄闸

蒋庄闸

太平庄闸

人民胜利堰入沭闸

塔山闸王庄闸

闸上(W有/W无)

闸下(W有/W无)

淮河闸坝群对淮河闸坝群对纳纳污污能力影响能力影响的总体分析的总体分析

-闸坝群闸上的纳污能力较无闸状态有所增加,最大允许纳污量的比值(W有/ W无)均大于1,

-闸下纳污能力较无闸状态有所减少,最大允许纳污量的比值(W有/ W无)均小于1

闸上闸上

闸下

分析表明: 闸坝群修建后对环境既有负效应也有正效应,其中闸上由于蓄水增加对于污染物稀释自净作用有利,而闸下则呈现不利影响。

4.24.2闸坝对河流纳污能力的影响评价闸坝对河流纳污能力的影响评价

Page 12: 报告提纲 闸坝与河流健康 · 2017-03-08 · 1 闸坝与河流健康 夏军 2007年10月31日 讲座2 中国科学院地理科学与资源研究所 中国科学院水资源研究中心

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3.3. 水质水量联合调度与修复综合技术水质水量联合调度与修复综合技术

闸坝群闸坝群““防洪防洪--防防污污””联合调控技术联合调控技术

控制入河污控制入河污染负荷技术染负荷技术

修复河流修复河流水体技术水体技术

建立河流水环境调控、修复为一体的综合技术建立河流水环境调控、修复为一体的综合技术

点源

面源

源头分散控制

汇入口集中控制

污染水处理填料

清淤与疏浚

控制汛期突发水控制汛期突发水污染事件污染事件

其它

河流与闸坝群河流与闸坝群

基于成因分析与闸坝影响评估

不同情景下典型断面水质变化过程:不同情景下典型断面水质变化过程:蚌埠闸蚌埠闸

0

2

4

6

8

10

12

14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

氨氮模拟浓

度(mg/L)

沙颍河闸门敞开污水下泄 沙颍河污水下泄+源头水库泄流

现状氨氮浓度 沙颍河污水下泄+南部山区水库泄流

0

2

4

6

8

10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

CODmn模

拟浓

度(mg/L)

沙颍河闸门敞开污水下泄 沙颍河污水下泄+源头水库泄流

现状CODmn浓度 沙颍河污水下泄+南部山区水库泄流

0

10

20

30

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

CODcr模

拟浓

度(mg/L)

沙颍河闸门敞开污水下泄 沙颍河污水下泄+源头水库泄流

现状CODcr浓度 沙颍河污水下泄+南部山区水库泄流

各情景下蚌埠闸氨氮、CODmn和CODcr水质浓度过程线

结果情景

与S1对比,水质

有所好转,但仍比S0情景下水质

浓度要高。

沙颍河闸门敞开、污水下泄;同时沙颍河源头水库泄流

(S2)与S2对比,水质

浓度有所降低;增大水库的下泄流量,水质浓度甚至可以降到S0

以下。

沙颍河闸门敞开、污水下泄;同时王蚌区间南部山区水库增加下泄流

量(S3)

与S0对比,水质

恶化沙颍河闸门敞开、污水下泄

(S1)

蚌埠闸断面水质变化过程:河流氨氮

CODmn

CODcr

结结 语语

水工程建设对河流环境影响是十水工程建设对河流环境影响是十分关注的热点问题分关注的热点问题

水与生态的关系水与生态的关系((生态水文学生态水文学))成成为为2121世纪水文科学研究一个十分世纪水文科学研究一个十分重要方向重要方向

困难与问题困难与问题

传统的生态水文学主要研究水与陆地植被传统的生态水文学主要研究水与陆地植被的关系,较少涉及水工程与河流环境与大的关系,较少涉及水工程与河流环境与大的生态系统方面的研究,这方面可供参考的生态系统方面的研究,这方面可供参考文献少。文献少。

人类活动对河流生态系统的影响时间尺度人类活动对河流生态系统的影响时间尺度有明显的长程效应和潜在、长期甚至不可有明显的长程效应和潜在、长期甚至不可逆的影响,生态监测资料比较短缺逆的影响,生态监测资料比较短缺。。使得使得评估闸坝对河流生态与环境系统的影响评评估闸坝对河流生态与环境系统的影响评价更加困难。价更加困难。

基础与途径基础与途径

建设河流水与生态变化的综合观测系统,获建设河流水与生态变化的综合观测系统,获

得水与生态变化的基础信息;得水与生态变化的基础信息;

建立河流水系统综合模型工具,认识河流健建立河流水系统综合模型工具,认识河流健

康问题的水与生态变化的相互关系与作用;康问题的水与生态变化的相互关系与作用;

开发河流水与生态修复的综合评价与调控管开发河流水与生态修复的综合评价与调控管

理系统,维系河流健康与生态可持续性。理系统,维系河流健康与生态可持续性。

特别需要发挥科研机构、高校与水利多部门联特别需要发挥科研机构、高校与水利多部门联

合优势,为河流健康、水资源开发与保护的合优势,为河流健康、水资源开发与保护的

知识创新研究、水安全、水资源可持续利用知识创新研究、水安全、水资源可持续利用

规划与管理做出贡献!规划与管理做出贡献!

谢谢!谢谢!

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