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1概況
涢水流域處于曾都區(qū)西南和東北大部分,屬于大洪山和桐柏山區(qū)的延伸地帶,平均海拔約200m,最高點為大洪山1055m,最低點為干流出口。流域內(nèi)山巒疊翠,地勢曾都北部與曾都南部較陡峻,中部較為平坦,壩址以上流域內(nèi)建有大(二)型水庫5座,中型水庫6座。流域內(nèi)林草茂密,植被覆蓋較好,森林覆蓋率達21.5%,對徑流和洪水均有一定的滯蓄和調(diào)節(jié)功能。流域?qū)賮啛釒Ъ撅L性氣候,氣候溫和,多年平均氣溫15.7℃,極端最高氣溫41.4℃(1959年8月21日),極端最低氣溫-16.3℃(1969年1月31日和1977年1月30日),多年平均日照時數(shù)2144小時,無霜期232天。年平均風速3m/s,最大風速14m/s,夏季多為東南風,冬季多為北風和西北風。
2區(qū)域水資源量分析
2.1分析資料來源
白云湖水庫工程可供水分析論證主要依據(jù)隨州水文站實測徑流資料。隨州水文站1953年5月由湖北省水利廳設(shè)立,保存有設(shè)立之初至今的觀測水位、流量、降水等水文資料,集水面積3827km2。白云湖水庫壩址在隨州水文站斷面下游4.5km,白云湖水庫以上流域面積3865km2,為隨州水文站控制面積的99.02%。依據(jù)隨州站長系列徑流資料進行計算,確定白云湖水庫工程的可供水量。
2.2降水量年際變化分析
區(qū)域內(nèi)降雨時空分布不均,多年平均降雨量977.6mm,4~10月降雨量占全年的82.9%,6、7、8三個月的降雨占全年的46.5%。最大年平均降水量1279.3mm,最小年平均降水量640.1mm,年際變化2倍左右。區(qū)域內(nèi)多年平均降水量折合水量68.32億m3,p=50%降水量961.0mm,折合水量67.16億m3,p=75%降水量804.0mm,折合水量56.19億m3,p=95%降水量617.8mm,折合水量43.18億m3。區(qū)域內(nèi)降水變化趨勢是東北部向西北地區(qū)遞減,年降水量在1840.5mm~485.5mm之間。全區(qū)年降水量變差系數(shù)Cv在0.17~0.24之間,年降水量最大最小比值在1.8~2.9之間。降水量年內(nèi)分配不均,暴雨多,強度大,降水主要集中在4~10月。
2.3區(qū)域水量分析
區(qū)域內(nèi)多年平均地表水資源量為20.16億m3,折合徑流深288.6mm,徑流系數(shù)為0.29,徑流分布總趨勢與年降水基本一致,自東北向西北遞減,全區(qū)多年平均徑流模數(shù)為28.8萬m3/km2。由于降水年內(nèi)分配不均,使得徑流季節(jié)變化很大。根據(jù)隨州站1962~2005年實測資料,采用水文比擬法按面積比轉(zhuǎn)換至白云湖壩址。最大年平均流量67.8m3/s(1963年),最小年平均流量7.81m3/s(1967年),多年平均流量31.2m3/s,年徑流量9.85億m3,徑流深254.9mm。
2.4區(qū)域水質(zhì)現(xiàn)狀分析
涢水干流布設(shè)有環(huán)潭、隨州2個水質(zhì)監(jiān)測站,水質(zhì)監(jiān)測斷面均在河流中央垂線上設(shè)置一個表層采樣點進行水質(zhì)監(jiān)測。監(jiān)測項目有pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總硬度、總磷、銅、氟化物、砷、汞、鎘、六價鉻、鉛、鋅、氰化物、揮發(fā)酚、氯化物、硝酸鹽等19項。根據(jù)水質(zhì)現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果,按《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》GB3838-2002采用單因子法對現(xiàn)狀監(jiān)測結(jié)果進行評價。涢水干流環(huán)潭、隨州站均設(shè)在城鎮(zhèn)下游,由于城區(qū)的工業(yè)廢水、生活污水未經(jīng)任何處理直接排入河流,導致水質(zhì)污染。環(huán)潭站水質(zhì)為V類,隨州站水質(zhì)為劣V類,主要污染物為氨氮。
2.5區(qū)域水資源平衡分析
分析白云湖水庫供用水,水庫不同保證率下的來水量、棄水量、來水量利用率、棄水率。白云湖水庫用水對水質(zhì)的要求為III~IV類,隨州城區(qū)下水管網(wǎng)改造后,城區(qū)所有污水集中匯入白云湖水庫下游,經(jīng)污水處理廠處理達標排放,白云湖水庫水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn),水質(zhì)可以滿足取水要求。
3工程影響分析及預測
3.1取用水對水資源狀況和其它取水戶的影響
白云湖水庫取水量較少,絕大部分是來水下泄至下游干流,不產(chǎn)生污染,對區(qū)域水資源狀況影響甚微。水庫以下不存在對其它取水戶的影響與補償問題。
3.2社會、經(jīng)濟效益影響分析
隨著城市的快速發(fā)展,隨州市城市供水不足,新建白云湖水庫解決當?shù)氐墓I(yè)、農(nóng)業(yè)用水,實現(xiàn)水資源的高效利用、合理配置。府河大橋至望城崗段,河道在規(guī)劃城區(qū)范圍內(nèi)長4813.7m,河道寬度300~350m,無堤防工程,右岸為山腳階地,為隨州市政治中心所在地,左岸為隨州市經(jīng)濟開發(fā)區(qū),地勢較平坦低洼,防洪標準不足20年一遇,對隨州市城區(qū)防洪構(gòu)成威脅。白云湖水庫的修建提高了城市防洪能力。枯水季節(jié),上游河道流量小,河床裸露,建造人工湖泊,淹沒裸露河道,形成寬闊的水域,調(diào)節(jié)城市小氣候,美化沿河及周邊環(huán)境景觀,創(chuàng)造人水和諧的旅游休閑環(huán)境,具有較強的觀光旅游服務(wù)開發(fā)潛力。白云湖水庫的興建促進了城區(qū)排水管網(wǎng)的改造,實現(xiàn)雨污分流,污廢水的集中整治,有利于涢水的水資源保護。
3.3退水影響及水資源保護措施
工程通過采取各種環(huán)境保護措施切實保護水環(huán)境和水資源。運行期由于上游存在面源污染,加之水庫容量較小,水深較淺,水庫容易產(chǎn)生富營養(yǎng)。汛期通過水庫的蓄滯洪作用可使得下泄流量不大于天然狀態(tài)中已經(jīng)發(fā)生的洪峰流量,在枯水期水庫下泄流量應(yīng)維持天然狀態(tài)流量。由于水庫抬高河流的水位,水流通過溢流壩下泄水流流速增加,對下游河道、堤防產(chǎn)生的沖刷作用加強,管理單位要根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況對下游河段的河堤進行襯砌。
3.4工程取水水源的可行性分析
白云湖水庫工程筑壩建庫攔截涢水干流來水作供水水源。農(nóng)業(yè)灌溉供水保證率要求為75%,設(shè)計灌溉面積2.5萬畝,供水量938萬m3;工業(yè)用水保證率要求為95%,設(shè)計供水量6278萬m3。白云湖水庫攔水壩壩址處多年平均來水量為9.85億m3,多年平均可供水量9.235億m3,水源的水量能夠滿足取水要求。涢水干流在入隨州市區(qū)(茶庵王福窖水廠)前河道水質(zhì)狀況良好,水質(zhì)為III類,入市區(qū)后,共有十六個排污口的工業(yè)廢水、生活污水未經(jīng)任何處理直接排入涢水河,導致水質(zhì)惡化,水體污染;厥水在入隨州市區(qū)(厥水二橋)前河道水質(zhì)狀況良好,水質(zhì)為II~III類,入市區(qū)后,共有七個排污口的工業(yè)廢水、生活污水未經(jīng)任何處理直接排入厥水河,導致水質(zhì)惡化,水體污染。(1)納污能力計算涢水流域納污能力采用一維模型計算:[M]=[Cs-C0exp(-kl/u)]exp(kl/2u)Q計算參數(shù)選擇:Q─斷面設(shè)計流量;u─設(shè)計流速,u=0.60m/s;C0─背景濃度,根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測資料氨氮C0=0.55mg/l,高錳酸鹽指數(shù)C0=4.5mg/l;K值,根據(jù)實測資料分析,選用氨氮K=0.50/d,高錳酸鹽指數(shù)K=0.27/d。對涢水白云湖河段氨氮和高錳酸鹽指數(shù)納污能力進行計算,涢水白云湖水庫以下區(qū)域水質(zhì)目標III類,主要污染物控制高錳酸鹽指數(shù)、銨氮排放量分別為1679t/a、500t/a。(2)水庫富營養(yǎng)化預測根據(jù)白云湖水庫工程水環(huán)境現(xiàn)狀和特點,選取總磷、總氮作為庫區(qū)水質(zhì)的主要預測因子。富營養(yǎng)化的預測采用荻隆模型預測氮、磷的濃度。根據(jù)荻隆模型c=L(1-R)/H/ρω,計算得出,庫區(qū)水體中氮、磷濃度分別為1.99mg/l和0.18mg/l。以水庫、湖泊中的磷濃度為判定富營養(yǎng)化程度的標準,水庫分為貧營養(yǎng)型(<0.01mg/l)、中營養(yǎng)型(0.01~0.02mg/l)和富營養(yǎng)型(>0.02mg/l)。白云湖水庫建成后其總磷濃度為0.18mg/l,由此可以判定水庫蓄水運行后容易導致富營養(yǎng)化問題。
4結(jié)論與建議
4.1經(jīng)分析論證
河道攔蓄工程主要攔蓄上游來水,取用水量較少,絕大部分來水又回歸干流河道,有利于水資源的開發(fā)利用,改善水環(huán)境狀況,美化城市環(huán)境,提高隨州市城區(qū)防洪能力。工程運行不污染水質(zhì),工程建成對水資源的開發(fā)利用、有效保護利多弊少。
4.2河道攔蓄工程興建后
庫區(qū)河段由天然河道形成湖泊,水體流速將發(fā)生較大變化。由于大壩的阻擋作用而形成的水庫容量比天然河道容量大,使整個水庫內(nèi)的水流趨于緩流狀態(tài)。庫區(qū)易發(fā)生富營養(yǎng)化,建議全面改造城區(qū)的排水管網(wǎng),將市區(qū)工業(yè)廢水、生活污水集中綜合處理達標后排放,改善河道城區(qū)段的水環(huán)境,屆時水質(zhì)將改善為III~IV類,水質(zhì)完全滿足工程取水要求。
4.3河道攔蓄工程的主要功能
以城鎮(zhèn)供水、灌溉為主,兼有城區(qū)防洪、景觀娛樂等綜合效益,同時,水庫能改善居民生活環(huán)境,增加市區(qū)濕地面積,調(diào)節(jié)城區(qū)小氣候,促進城區(qū)排水管網(wǎng)的改造和污廢水的集中整治,有利于水資源的保護。建議水行政主管部門加大污水排放監(jiān)控力度,嚴禁湖區(qū)出現(xiàn)未經(jīng)處理的污染源。
作者:王全益 單位:湖北省孝感市水文水資源勘測局