毕业论文东平湖及其流域环境污染和治理问题研究

本科生本科生毕业论毕业论文（文（设计设计） ） 题题 目：目： 东东平湖及其流域平湖及其流域环环境境污污染染综综 合防治和治理合防治和治理问题问题研究研究 专业专业代代码码： ： 070701 作者姓名：作者姓名： 路路 明明 学学 号：号： 2009300149 单单 位：位： 环环境与境与规规划学院划学院 指指导导教教师师： ： 陈诗陈诗越越 2011 年年 5 月月 31 日日 聊城大学本科毕业论文（设计） 原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下， 独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，论 文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。 对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明 确方式标明。本人承担本声明的相应责任。 学位论文作者签名： 日期 指 导 教 师 签 名： 日期 聊城大学本科毕业论文（设计） 目目 录录 前言前言-1 1.1.东平湖综合概况东平湖综合概况-1 1.1 东平湖的地理位置-1 1.2 东平湖的气候特征-1 1.3 东平湖的地貌特征-2 1.4 东平湖流域水资源状况及其特点-2 2.2.东平湖流域环境问题及其特征东平湖流域环境问题及其特征-3 2.1 流域水量过多导致的洪涝灾害等问题-3 2.2 流域水量过少导致的干旱和生态缺水问题-3 2.3 流域水污染问题-4 2.3.1.大汶河水污染问题-4 2.3.2 东平湖水污染问题-5 3.3.东平湖流域环境污染综合防治和治理东平湖流域环境污染综合防治和治理-7 4.4.结语结语-8 参考文献参考文献-10 致致 谢谢-11 聊城大学本科毕业论文（设计） 摘摘 要要 东平湖是黄河下游的主要调蓄湖，是山东省第二大淡水湖，其环境问题日益 得到人民大众的关注。同时，作为南水北调东线工程的重要实施地，东平湖的环 境污染研究具有重要的现实意义。本文基于 2009 年、2010 年的实地调查，从入 湖口湖区分别采集水样进行监测分析其总氮、总磷的含量，得出结果为：大汶 河对东平湖水的污染仍然存在，但是东平湖具有一定的降解功能，在一定程度上 缓解了汶水对湖区的污染。最后在实地观察的基础上提出治理建议。 关键词：关键词：东平湖；总氮；总磷；环境污染；综合治理 聊城大学本科毕业论文（设计） Abstract Dongping Lake is the main Yellow River Regulating Lake, and it is the second largest freshwater lake in Shandong Province . the environment of the lake is increasingly concerned about the masses of the people. Meanwhile, as the importance of implementation of the North Water Transfer Project, the study of Dongping Lake pollution has important practical significance. Based on 2009 field survey in 2010, from the estuary - Lake monitoring water samples were collected to analyze the total nitrogen, total phosphorus content, the outcome is: The pollution from River Wen to Dongping Lake still exists, but Dongping Lake has some of the degradation function, to a certain extent, ease the Wenshui of Lakes pollution. Finally, field observations made on the basis of treatment recommendations. Key words：Dongping lake；TN；TP； environmental pollution；comprehensive treatment 聊城大学本科毕业论文（设计） 1 东平湖及其流域环境污染综合防治东平湖及其流域环境污染综合防治 和治理问题研究和治理问题研究 前言前言 湖泊是陆地表面具有一定规模的天然洼地的蓄水体系，是湖盆、湖水及水 中物质组合而成的自然综合体。它作为天然水库，除了能拦蓄本流域上游来水， 1 减轻下游洪水的压力外，还可分蓄江河洪水，降低干流河段的洪峰量，滞缓洪峰 发生的时间，发挥调蓄作用。因此研究湖泊及其流域的环境问题及做好环境污染 的综合防治与治理显得及其重要。东平湖作为山东省第二大淡水湖，又是黄河的 滞洪区，南水北调东线供水的枢纽，对东平湖及其流域环境污染问题的研究具 2 有重要的现实意义。 1.1.东平湖综合概况东平湖综合概况 1.11.1 东平湖的地理位置东平湖的地理位置 东平湖位于我国山东省东平县境内西部，约在 35303620N 和 1160011630E 范围内。此地区北隔黄河与聊城市东阿相望，东北接平 阴县，南临梁山，西接河南，是鲁豫的交接地带（见图一） 。湖区总面积为 627 km ,由一级湖（209km ） ，和二级湖（418 km ）组成，是我省第二大淡水湖泊， 222 也是我国东部典型的浅水型湖泊。 3 1.21.2 东平湖的气候特征东平湖的气候特征 东平地区属暖温带半湿润季风气候，四季分明，夏季高温多雨，冬季寒冷干 燥。湖区年平均气温为 13.30，一月份年平均气温为-6.30，七月份年平均 气温为 31.6。湖区年平均降水量为 624.4，降水月份不均匀，多集中在 7、8、9 月份。 4 聊城大学本科毕业论文（设计） 2 图1 东平湖地理位置示意图7 1.31.3 东平湖的地貌特征东平湖的地貌特征 东平湖古称大野泽，地处鲁中山区与鲁西南平原交接地带，黄河与汶河冲积 平原相交的条状洼地处，区域中丘陵、平原、湖泊交错分布。东平湖地质构造上 处于泰莱山系的垄断区和徐州凹陷区交接地带。受不同方向的应力影响行程从南 到北的大断裂带，成为东西地表水、地下水汇集的地区。东平湖区处于鲁北地台 西沿，基底为太古界结晶岩系，盖层为古生代寒武系、奥陶系灰岩及第四系河流、 湖泊相沉积。 10 1.41.4 东平湖流域水资源状况及其特点东平湖流域水资源状况及其特点 东平湖全湖总容水量达 410 m，是滞蓄黄河洪水的重要水库，为山东省 9 第二大淡水湖。其中，老湖区属黄河流域径流，新湖区属于淮河流域径流。在黄 河未滞洪时，湖水主要的补给河流为大汶河。河水由其大清河河段流入东平湖， 再经陈山口闸、清河门闸流入黄河。 聊城大学本科毕业论文（设计） 3 2.2.东平湖流域环境问题及其特征东平湖流域环境问题及其特征 2.12.1 流域水量过多导致的洪涝灾害等问题流域水量过多导致的洪涝灾害等问题 水量过多造成的环境问题主要是洪涝灾害。这一般是由自然的原因造成的， 但人类社会发展行为的不当也是一个不可忽视的原因。东平湖形成以后，由于通 过清河门和十里堡以下山口与黄河相通，成了黄河的自然滞洪区，带来了大量泥 沙淤积在进出口一带，壅高了蓄洪水位，并使湖水向外排泄日益困难，水位增高， 淹没范围逐渐扩大。1947 年 3 月 15 日，花园口黄河大堤合龙，黄河全部回归故 道。黄水于 3 月 18 日流入东平湖与汶水交汇。由于山东黄河堤防多年失修，破 坏严重，东平湖区原有堤防除老运河两岸运堤外，其他民修民守的山口隔堤和湖 区民埝，因黄河南徙期间湖区大部分土地干涸还耕而残破殆尽。黄河归故后，地 方政府曾局部自发地伧促整修堵复，但标准很低。及至 1949 年汛期，黄河连续 出现洪峰，到 9 月 14 日花园口又出现流量 12300 立方米每秒的洪峰，先是由清 河口、荫柳棵一带倒灌入湖。15 日马山头民埝决口，16 日大陆庄民埝决口，黄 水进入东平湖，湖水位急剧上升，以致运河东西堤或漫或决，几乎全线过水，湖 水位最高达 44.86 米。不仅东平、梁山等滨湖地区有 964 个村庄、78 万亩（梁 山资料 89.66 万亩）耕地受淹，而且附近的郓城、嘉祥、济宁、巨野等县，也有 部分土地被淹，遭灾面积 2000 平方公里，影响耕地 150 万亩，灾情异常严重。 此后，当地政府采取措施，在这一地区修筑分滞洪工程，使其变为东平湖蓄洪区。 1958 年，此处又发生了特大洪水，沿湖党政军民全力以赴，奋战 6 昼夜，才转 危为安。因此，经国家批准，此处开始修建东平湖水库。至此，东平湖滞洪区 5 被改建成中国最大的一个有控制蓄泄的平原水库。然而，只这样做是不够的。在 2007 年 8 月份，2007 年 8 月，大汶河一场接近 5 年一遇的洪水使东平湖老湖出 现了建库以来第三高水位， ，警戒水位以上持续时间长达 l5d。洪水期间一度破 除了庞口出湖围堰，加大了出湖泄洪流量，但围堰破口处上下游导流堤遭受水流 冲刷，危及姜沟工程和滩区群众生命财产安全。后经及时的抢险，使东平湖 13 水位下落至警戒线。庞口围堰除破、堵复及抢险投入了大量的人力物力，各项料 物、机械投入费用共计 800 余万元，造成了巨大的经济损失。 2.22.2 流域水量过少导致的干旱和生态缺水问题流域水量过少导致的干旱和生态缺水问题 水量过少造成的环境问题主要是干旱，它使人类社会的生产、生活用水以及 聊城大学本科毕业论文（设计） 4 生态系统用水严重短缺，严重制约当地的经济发展。水量过少有流域的自然原因， 同样也有一些人为的原因，如水资源使用的空间分配与产业分配不当，水资源使 用的浪费等。流域水量过少造成的另一个重要问题是断流和流域生态系统恶化。 在东平湖的历史上，曾面临几次流域水量过少问题。民国 27 年（公元 1938 年） 6 月，国民党军队在河南花园口炸开黄河大堤后，黄河改道南流夺淮入海，山东 黄河断流，东平湖基本干涸，大部分被恳为农田（东平湖大事记 ） 。此问题在 黄河回归故道后解决。东平湖水库修建后最初几年，黄河下游连续发生严重干旱， 在枯水季节，黄河水量少与下游供水不足的矛盾日益突出，使黄河乃至东平流域 内生态遭到破坏。 5 2.32.3 流域水污染问题流域水污染问题 2.3.1.大汶河水污染问题 在黄河未滞洪的情况下，大汶河是东平湖的唯一水源，所以大汶河的水文 6 特征及水质状况可直接影响东平湖库区的水量及水质。大汶河属季节性河流，丰、 枯水期大汶河的水位，流量变化较大，各河段和各主要支流的水质、流量亦有明 显差异，以平枯水期为显著。随着工业的不断发展，大汶河在汇集了流域内地表 径流的同时，也运载了沿途排放的各类工业废水和生活污水，成为影响东平湖水 质的重要污染源。前些年，大汶河排污量较大且所排放的污染物质逐年增加，河 流水质污染较为严重，大汶河的整体水质皆低于 IV 类或 V 类水体水质标准。排 放的污水中主要的污染物质为各种有机物，而且大多数都严重超标。大汶河的水 体污染是东平湖水质变差的主要原因。 根据测点的水质资料绘出1986-2008年主要污染物CODcr含量的变化过程图。 从图2可知,从1986-1996年CODcr含量变化较大，1996年以后趋于稳定，变化不大， 并且近年来CODcr含量越来越少。前些年份中，1989、1993年是两个高值区,原因 是该两年为特枯水年份,降水量较小，径流极小。由此推论,水体污染程度与入湖 水量之间有较好的关系。当丰水年份,由于径流的稀释作用,水质较好,而枯水年份 则相反。 如图2, 1986-2008年东平湖CODcr含量过程图可知，从1986-1996年CODcr含 量变化较大，1989、1993年是两个高值区,原因是该两年为特枯水年份,降水量较 小，径流极小。1996年以后趋于稳定，变化不大，并且近年来CODcr含量越来越 少。CODcr（化学需氧量）作为有机耗氧物含量的指标，说明有机耗氧物含量越 聊城大学本科毕业论文（设计） 5 来越少。 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 图2 东平湖1986-2008年CODcr含量过程线 CODcr(mg/L) 2.3.2 东平湖水污染问题 资料表明，从 19952005 年东平湖水质逐渐变差，由 III 类水质一度降 8 为劣 V。其中 1995-1998 年都为 III 类标准，1999 年的水质标准为劣 V，2000 的 水质标准为 V 类，湖心的水质是属于 IV 类，2001 年是属于 V 或劣 V 类 ，2002 的水质标注属于 V 类，2003-2005 的水质标准为劣 V 类，从 2006 年开始有所好 转，2006 为的水质转变为 V 类，从 2007 年达到了近十年来最好的水质标准，为 IV 类，并从此到 2009 年都为 IV 类。 表 1 东平湖 2000-2008 年总氮、总磷含量调查表（单位：mg/L） 8 年份 TNTP 20001.590.050 20011.930.050 20021.580.049 20032.540.059 20045.770.049 20053.140.040 20062.380.028 20072.280.027 20082.800.068 从表 1 可以看出，东平湖的氮、磷含量极其丰富。总氮 2000-2004 年呈上 聊城大学本科毕业论文（设计） 6 升趋势，2000 年 1.59 mg/L，2001 年 1.93 mg/L，2002 年 1.58 mg/L，2003 年 2.54 mg/L，2004 年达到最大值 5.77mg/L，从 2004 年往后有所下降，2005 年 3.14 mg/L，2006 年 2.38 mg/L，2007 年 2.28 mg/L，2008 年 2.80 mg/L。湖水 水体富营养化判断标准总氮是 0.2 mg/L，最大值达 28.8 倍，最小值也有 7.9 倍。 总磷 2000-2004 年含量较高，且稳定在 0.050 mg/L 左右，2005 年开始下降，至 2007 年达到 0.027 mg/L,2008 年增至最高 0.068 mg/L。水体富营养化判断标准 为 0.002 mg/L，最大值为 34 倍，最小值有 14 倍。所以，至 2008 年东平湖已严 重超过水体富营养化水质标准。 根据研究小组提供的近两年东平湖总氮、总磷的监测结果，求取平均值后 得到下表： 表 2 近两年东平湖 N、P 监测结果（单位：mg/L） 年月采样地点TNTP 入湖口 6.850.71 2009年10月 湖区 4.130.16 入湖口 3.740.28 2010年8月 湖区 2.180.15 据表 2 可以看出，从 2009 年到 2010 年东平湖湖水的总磷、总氮总体呈下 降趋势：入湖口处的总磷含量下降了 3.01 个单位，湖区下降了 1.95 个单位；入 湖口处的总磷含量下降了 0.43 个单位，湖区的总磷含量下降了 0.07 个单位。这 与 2009 年对东平湖的关注加深并做多项排污处理有着紧密的联系。从表中还可 以看出，入湖口处的总氮、总磷含量均大于湖区值，根据东平湖富营养化等级划 分标准 9 ，得知 2009 年东平湖入湖口水体的营养程度属于重富营养状态，而湖 区水体的营养程度属于富营养状态，这说明由汶水流入东平湖的湖水受到人类活 动的严重影响，大汶河对东平湖水的污染仍然存在，但是东平湖具有一定的降解 功能，在一定程度上缓解了汶水对湖区的污染。 3.3.东平湖流域环境污染综合防治和治理东平湖流域环境污染综合防治和治理 聊城大学本科毕业论文（设计） 7 （1）采取措施减缓东平湖流域的水量起伏。东平湖以及所修建的东平湖水库应 当以防洪为主，防洪用洪并举，在保证黄河不决口的前提下，尽量利用下游闸、 库和生产堤大蓄洪水，大淤荒地，战胜自然灾害，扩大灌溉和耕地面积，为农业 大丰收创造有利条件。在汛期时，抓住整个汛期的有利时机，分期分批有计划地 利用东平湖蓄水。 当蓄水量达到一定的程度以及到枯水季节时，可有计划的分批开闸放水。采 取此措施，既减缓了东平湖及其流域水量的起伏，又保证了黄河流域的水量均衡。 （2）采取措施治理好东平湖流域污染问题。大汶河是东平湖的主要流入河，大 汶河流域的污染物皆经大汶河进入东平湖，因此，对大汶河流域的污染负荷进行 治理和控制，是防止东平湖水质恶化的重要途径。 大汶河流域工业企业较多，产生的工业废水多排放到汶河水中，使汶水受到 严重的污染，从而进一步影响到了东平湖的水质。近年来，环境问题日益得到大 众的关注，对汶河流域的污染治理也达到了一定的力度，效果显著。 就东平湖而言，在陈山口出湖口处的 PH 值明显高于入湖口处的数值，说明 东平湖内存在污染源使湖水水质恶化。东平湖内的环境污染问题也应得到重视。 就实地调查发现，东平湖沿湖多发展旅游业、渔业生产等，湖中多有采砂船 作业，这些人文活动或多或少的影响到了东平湖的环境生态。发展旅游业时乘客 所用的机动游船、采砂作业时所用的采砂船等，在湖中行驶过程中均对湖水造成 了污染。而在渔业生产中，人们所抛洒的饲料等，融入水中，使水体受到污染。 今后改革湖区旅游模式，大力发展生态旅游，控制渔业、采掘业的作业量，对改 善东平湖的环境生态有重大的意义。 （3）加强湿地自然保护区的建设和管理，重视湿地资源的社区参与和社区管理 工作。东平湖现有自然保护区管理部门应进一步加大渔政执法力度，严厉打击各 类非法猎捕活动；增加保护区科技管理含量，加强对水环境的监测，逐步完善保 护区的保护网络和监测体系，努力维护和改善湖泊湿地生态系统的平衡，最大限 度地发挥出自然保护区的作用。同时，加强对湖泊湿地资源与环境的宣传教育， 增强广大湖区人民对湖泊湿地资源与环境保护的意识和自觉性，制定和实施湿地 管理战略时要充分考虑当地居民的参与和配合，一方面要努力利用湖泊资源改善 当地居民生活水平，另一方面要依靠和发动当地居民参与到湿地资源的管理和环 聊城大学本科毕业论文（设计） 8 境保护中去。只有这样，才可能实现东平湖湿地资源和环境的可持续发展。 11 （4）采取措施，调控东平湖流域的生境循环。东平湖中鱼类赖以生存与繁衍的 饵料丰富， 其中浮游植物、浮游动物 底栖动物及水生植物，不仅种类繁多，且 其密度与生物量均占全国淡水湖泊的前列。东平湖与黄河入海段相通，是历 12 史上东平湖系名贵水产中华绒螯蟹的主要产区之一， 自陈山口(出湖口)建闸以 来，切断了它们溯河迥游至湖内产卵繁育的通道，导致生境破坏，湖内河蟹绝迹。 从 1974 年开始， 只得靠人工投放蟹苗。因此，疏竣黄河与东平湖的通道，添建 鱼道，编制利于水生动、植物生境的水利工程运营方案，对于维护东平湖生境平 衡显得尤为重要。对已有的阻隔游鱼、蟹通道的涵闸工程应进行改造(如陈山口 出湖闸)， 使其达到既可为黄河蓄洪预留库容的目的，又可兼收恢复东平湖与黄 河之间鱼、蟹回游通道和水上航运之利。为此，应添建鱼道，供河湖回游鱼、蟹 繁育，以及汛期提闸泄水时拦截并让水生动物逼游入湖。 对调节径流能力较大的黄河，以及大清河中较大型的水库，可在每年春季 4-5 月补给入湖清水，利用湖区多数鱼类在清水催情条件下于入河口产卵，从而 保护、恢复与发展东平湖原有的水产资源，减少鱼苗进口的数量。 此外，污染控制的目标并不能一蹴而就，需要以流域水生态安全为最终目 标，根据社会经济技术发展水平，分别制定近期、中期和远期的目标，并提出分 阶段的污染实施方案，这有利于政府针对性地采取措施，保障水污染防治与社会 经济协调发展。 4.4.结语结语 通过上述调查分析可以得出：由于人类活动的影响加重，近十年来东平湖水 质一直在不断的恶化；目前，湖区水质仍未达到合格的标准，仍属于富营养状态。 要使东平湖流域环境得到改善，就要加大措施，切实做到经济发展与环境治理并 举，实现东平湖流域的可持续发展。这就要求我们要做到：（1）采取措施减缓 东平湖流域的水量起伏。 （2）采取措施治理好东平湖流域污染问题。 （3）加强湿 地自然保护区的建设和管理，重视湿地资源的社区参与和社区管理工作。 （4）采 取措施，调控东平湖流域的生境循环。 聊城大学本科毕业论文（设计） 9 参考文献参考文献 聊城大学本科毕业论文（设计） 10 1 黄锡荃，李惠明，金伯欣.水文学M 北京：高等教育出版社，1