涑水河生態(tài)基流保障與排污削減量研究.pdf

1、人類在開發(fā)利用河流水資源時，完全不考慮河流的生態(tài)環(huán)境用水，河流喪失生態(tài)環(huán)境功能成為了必然結(jié)果。與此同時，隨著改革開放進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)，經(jīng)濟(jì)總量提高的同時伴隨著環(huán)境污染，而首要問題就是水污染問題。目前，一些河流的清水復(fù)流工程已初見成效，因此，保障河道生態(tài)基流、整治水污染，是保護(hù)河流生態(tài)系統(tǒng)的重要保證，有效的實(shí)施生態(tài)基流保障和污染控制綜合方案具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 目前，研究生態(tài)基流調(diào)控與排污控制的方法有很多。本

2、文是在分析計(jì)算收集的涑水河水量、水質(zhì)的基礎(chǔ)上，分別利用最小月平均流量法和Tennant法對涑水河呂莊水庫和張留莊斷面生態(tài)基流進(jìn)行計(jì)算，并通過對比分析，得出河道的生態(tài)基流量。然后進(jìn)一步研究了其河道生態(tài)基流盈缺的影響因素。最后通過建立生態(tài)基流調(diào)控模型和水環(huán)境容量與排污削減量模型分別得出生態(tài)基流保障措施與污染控制措施，進(jìn)而得出保證涑水河生態(tài)功能的“節(jié)水減排”綜合措施。通過研究得出的結(jié)論和主要研究成果如下：
　　 (1)對涑水河呂莊水庫

3、水文站和張留莊斷面1980-2008年29年的天然和實(shí)測流量數(shù)據(jù)分析得知，20世紀(jì)90年代平均天然年徑流量比多年平均天然徑流量分別減少了約10％與13.2%，而平均實(shí)測年徑流量分別減少了約22.8%與23.1%；2001-2008年涑水河主要污染物COD、氨氮和揮發(fā)酚都存在不同程度的超標(biāo)，其中最大超標(biāo)集中在2002-2003年，COD、氨氮和揮發(fā)酚分別最大超標(biāo)5.5倍、99.5倍和62.1倍。
　　 (2)采用最小月平均流量法和

4、Tennant法對涑水河生態(tài)基流進(jìn)行了定量計(jì)算，分別對不同代表年以及年內(nèi)逐月生態(tài)基流量進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明，不同方法的計(jì)算結(jié)果相差不大，約為0.11～0.125m3/s。在對其生態(tài)基流盈缺影響因素進(jìn)行分析時發(fā)現(xiàn)，呂莊水庫上游的陳村灌區(qū)和聞喜涑水灌區(qū)引水對涑水河生態(tài)基流保障起到了制約作用。
　　 (3)建立了生態(tài)基流調(diào)控模型，并基于2008年的已有資料和數(shù)據(jù)將模型應(yīng)用于涑水河“灌溉區(qū)段”的灌區(qū)引水量及其下游生態(tài)基流的調(diào)控，為了

5、實(shí)現(xiàn)涑水河3個工況不同保證率下的生態(tài)基流調(diào)控，本文采用MATLAB優(yōu)化技術(shù)中有約束的非線性最小化函數(shù)進(jìn)行了編程。調(diào)控結(jié)果分析表明，為滿足涑水河的生態(tài)基流要求，對于不同的生態(tài)基流保證率情況除20%保證率下灌區(qū)引水不受限制，其他保證率情況下3個工況陳村灌區(qū)和聞喜涑水灌區(qū)的可引水量分別要減少0%～32%和0%～8%。
　　 (4)選用一維水環(huán)境容量模型，計(jì)算出涑水河COD水環(huán)境容量在特枯、枯、平各頻率年分別為1257.897t/a、1

6、284.059t/a、1420.928t/a;NH3-N水環(huán)境容量在特枯、枯、平各頻率年分別為17.873t/a、19.182t/a、26.025t/a;揮發(fā)酚水環(huán)境容量在特枯、枯、平各頻率年分別為1.750t/a、1.930t/a、2.871t/a。
　　 (5)通過涑水河生態(tài)基流的保障措施和各個功能區(qū)段的污染物排放削減量的確定，對其“節(jié)水減排“綜合方案進(jìn)行研究，在汛期和非汛期分別提出了涑水河生態(tài)功能的保證措施，可以為緩解涑水