毕业论文：南水北调对南四湖水环境的影响.doc

本科生本科生毕业论毕业论文（文（设计设计） ） 题题 目：目：南水北南水北调对调对南四湖水南四湖水环环境的影响境的影响 专业专业代代码码： ： 070701 作者姓名：作者姓名： 马维马维君君 学学 号：号： 2009300140 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： ： 李李庆庆朝朝 2011 年年 5 月月 31 日日 聊聊城城大大学学本本科科毕毕业业论论文文（设计）（设计） 装订线 目目 录录 前言前言-1 1 1 南水北调东线工程项目概况及意义南水北调东线工程项目概况及意义-1 1.1 南水北调东线工程简介-1 1.2 南水北调东线工程的意义-1 2 2 南四湖在南水北调东线工程中的地位南四湖在南水北调东线工程中的地位-1 2.1 南四湖基本概况-1 2.2 南四湖对调水资源的配置作用-2 3 3 南四湖水环境现状分析南四湖水环境现状分析-2 3.1 湖泊流域水环境污染严重-2 3.2 湖泊流域生态需水不足，用水矛盾突出-2 3.3 湖泊生态环境日趋恶化-3 3.4 湖泊流域水土流失面积扩大，湖泊淤积速度加快-3 3.5 周边地区煤矿开采导致地面塌陷频发，水体环境改变-3 4 4 南水北调对南四湖水环境的影响机制与评估南水北调对南四湖水环境的影响机制与评估-3 4.1 南四湖水体纳污量现状-3 4.2 不同保水保证率水环境质量分析-4 4.3 引长江水对南四湖湖区水环境质量影响分析-4 5 5 结论结论-5 5.1 南四湖流域当前缺水严重，水质恶化，现状危机-5 5.2 南水北调工程的实施可以为北方缺水城市提供水源-5 5.3 南水北调实施之后南四湖流域的水环境将得到改善-6 参考文献参考文献-7 致谢致谢-8 聊聊城城大大学学本本科科毕毕业业论论文文（设计）（设计） 装订线 摘摘 要要 南四湖是我国北方最大的淡水湖，也是南水北调工程中的重要蓄水湖泊。本文通 过阐述当前南四湖的水环境现状，分析并预测了南水北调工程实施之后南四湖水环境 的变化情况。 关键词：关键词：南四湖：南水北调；水资源评价；水环境质量；水资源。. 聊聊城城大大学学本本科科毕毕业业论论文文（设计）（设计） 装订线 Abstract Nasi lake is not only one of the largest freshwater lakes in the north of China but also an important lake of South-to-North Water Diversion. This article introduce the water environment of Nansi lake and the change of the quality of Nansi lake after South-to-North Water Diversion. Key words: Nansilake; South-to-North Water Diversion; Water resource assessment; Water resource ; Quality of water 聊聊城城大大学学本本科科毕毕业业论论文文（设计）（设计） 1 装订线 南水北调对南四湖水环境的影响南水北调对南四湖水环境的影响 前言前言 南四湖位于山东省济宁市境内，是我国北方最大的淡水湖，山东省的重要水源地， 也是南水北调东线工程的主要蓄水湖泊。本文从南四湖当前水环境质量与生态问题着 手，分析了南四湖水体，水环境质量现状，并对南水北调东线工程实施后的水环境质 量进行了预测及评估。预计工程实施后将使南四湖湖区水环境质量有所提高，生态系 统得到及时的修复。 1 1 南水北调东线工程项目概况及意义南水北调东线工程项目概况及意义 1 1.1 1 南水北调东线工程简介南水北调东线工程简介 南水北调东线工程是我国南水北调总体布局中的重要组成部分。规划中的东 线工程从江苏省扬州附近的 长江干流引水，基本沿京杭大运河逐级提 水北送，向 黄淮海平原东部和 胶东地区供水。 东线工程输水主干线长 1150km, 黄河以南 660km,黄河以北 490km。其中东线第一期工程供水江苏和山东两省；第二期工程供水 江苏、山东、河北和天津,该工程计划于 2013 年建成通水1。 1 1.2 2 南水北调东线工程的意义南水北调东线工程的意义 南水北调工程是实现我国水资源优化配置的战略性基础设施，也是一项巨大的生 态工程,具有广泛的社会效益和生态效益。东线工程是南水北调工程总体布局中的重 要组成部分,其供水目标是解决调水沿线和山东半岛的城市与工业用水,改善淮北部分 地区的农业供水条件,并在北方需要时提供农业和部分生态环境用水。 2 2 南四湖在南水北调东线工程中的地位南四湖在南水北调东线工程中的地位 2 2.1 1 南四湖基本概况南四湖基本概况 聊聊城城大大学学本本科科毕毕业业论论文文（设计）（设计） 2 装订线 南四湖是微山湖、昭阳湖、独山湖、南阳湖等四个相连湖的总称，位于山东省西 南部济宁市，邻接山东省枣庄市、江苏省徐州市，现属微山县管辖。湖面南北狭长约 120km,东西宽 5-25km，全湖面积 1266km2，是山东省最大的淡水湖泊，具有防洪、排 涝、灌溉、供水、养殖、通航及旅游等多种功能2。湖泊盆地浅平,全湖平均水深仅 1.5m,为一平原浅水富营养型源泊，自然资源丰富，盛产鱼、虾、苇、莲等多种水生 动植物，是山东省最重要的淡水鱼业基地。 2.22.2 南四湖对调水资源的配置作用南四湖对调水资源的配置作用 南四湖是南水北调东线的必经之路,也是东线调水的调蓄湖泊。根据南水北调东 线工程规划，一期工程下级湖蓄水位由 32.5m 提高至 33.0m,而上级湖将保持现状设计 蓄水位 34.2m,利用湖泊自身进行槽蓄。由于南四湖的特有地理位置和水文特点,因此 该湖泊的调蓄能力和水资源状况直接影响整个山东供水的保证率,对未来向河北、天 津送水也将起到至关重要的配置作用。 3 3 南四湖水环境现状分析南四湖水环境现状分析 3 3.1 1 湖泊流域水环境污染严重湖泊流域水环境污染严重 湖泊流域内河流众多,但多数河道成为城市污水和工矿企业废水的排污通道,致使 地表水体污染严重。在南四湖主要入湖河口水质监测中,类水质占整个河口点的 24.1%,类水质占 55.2%,20.7%的河水质属劣类3；大汶河入湖口处常年水质也低 于类水质标准,特别是汛期大规模的污染水团往往波及整个湖区4。湖泊水环境的污 染,使湖区绝大部分断面达不到功能区划的类水质标准。南四湖三态氮与可溶性磷 之比为 80901,浮游植物和大型水生植物生产量之比为 0.871,属磷限制性草藻混 合型湖泊,兼有草型和藻型湖泊的性质6。大量水生植物或藻类的生长繁可能会加剧湖 泊的富营养化和沼泽化，其次是周围居民的生活污水，也是导致湖泊富营养化的重要 原因。 3 3.2 2 湖泊流域生态需水不足湖泊流域生态需水不足，用水矛盾突出，用水矛盾突出 目前南四湖流域人均水资源量 297.4m3,低于国际公认的人均水资源量不足 500m3 为严重缺水的控制线,属于严重缺水地区。据计算,南四湖流域最小生态需水量为 1999 聊聊城城大大学学本本科科毕毕业业论论文文（设计）（设计） 3 装订线 亿 m3,年均缺水达 399 亿 m3 5。水资源的不足不仅影响流域的生态需水量,大大减弱 流域内水体的纳污能力和环境的污染负荷,而且影响到湖水的补给。南四湖地区尽管 为山东省水资源相对丰地区，但其资源量仍难以满足区域经济建设发展的需求，特别 是城市供水不足的矛盾十分突出。随着沿湖经济的不断发展，工农业生产和生活用水 不断增加，经济高速发展和水资源供需矛盾日益突出。 3 3.3 3 湖泊生态环境日趋恶化湖泊生态环境日趋恶化 近年来，南四湖多次出现干湖现象。尤其是2002 年，南四湖遭受了百年一遇的 特大干旱，生态环境遭到重创。同时，南四湖遭受长期的有机污染，水质恶化也严重 破坏了生态环境，造成了南四湖内水生生物特别是鱼类数量的大量减少。据1987年济 宁市科委调查,南四湖中鱼类是8目16科78种,到2003年仅为6目11科29属32种7 。 3 3.4 4 湖泊流域水土流失面积扩大，湖泊淤积速度加快湖泊流域水土流失面积扩大，湖泊淤积速度加快 湖泊流域东部山区至山前平原或河谷平原地势高差大,地表切割强烈,而且降水集 中,又多以暴雨形式出现,极易导致水土流失。植被和地表景观的破坏,加剧了水土流 失的发生,导致湖泊的淤积和富营养化。流失的泥沙淤积河道,严重降低了湖泊的调蓄 能力；南四湖自1949年以来,湖盆已平均淤高15.2m,据此推算,南四湖的寿命仅357年8。 3 3.5 周边地区煤矿开采导致地面塌陷频发，水体环境改变周边地区煤矿开采导致地面塌陷频发，水体环境改变 南四湖湖区矿产资源尤其是煤炭资源丰富。煤炭开采不仅导致采空塌陷、地面沉 降等,而且诱发一些突发性的地质灾害,如崩塌、渣石流等。据估算,南四湖湖下煤炭 资源开采可以使湖体容积扩大1亿m3 以上,从而抵消湖泊淤积影响而延长南四湖年限 近130年9。但是,地表塌陷将破坏沼泽和浅水区植物的生存环境,造成生态环境变化。 煤矿开采往往需要进行矿井排水。矿井排水因受煤中各态硫氧化影响而呈酸性,还常 含NH4+、P等有机质和煤尘等颗粒悬浮物,必将造成矿区周围浅层地下水和地表水体 的污染10。 4 4 南水北调对南四湖水环境的影响机制与评估南水北调对南四湖水环境的影响机制与评估 4 4.1 1南四湖水体纳污量现状南四湖水体纳污量现状 表1 南四湖水体纳污量计算结果表 聊聊城城大大学学本本科科毕毕业业论论文文（设计）（设计） 4 装订线 CODNH3-N 年份蓄水量(亿 m3) 水质类别纳污量（T）水质类别纳污量(T) 2002 年12.8 9826 1003 2003 年12.2 9313 1464 2004 年7.1 7234 1775 3 年平均10.7 8790 1594 根据南四湖的蓄水量及湖区内水环境污染特点，计算南四湖COD和NH3-N的纳 污量，计算结果见表1。 从计算结果来看,南四湖在不同蓄水量的情况下,有机物的年纳污量变化幅度较小, 氨氮纳污量随蓄水量的减小有明显的增加，说明南四湖水体的水环境质量与其蓄水量 有着直接关系,即蓄水量大水质则好,蓄水量小水质则差11。 4 4.2 2不同保水保证率水环境质量分析不同保水保证率水环境质量分析 表2 南四湖不同供水保证率水环境质量评价结果表 CODNH3-N保证率供水量亿 m3 2002 年2003 年 2004 年年均2002 年2003 年2004 年年均 20%46.4 50%24.9 75%13.5 90%4.5 以南四湖20%，50%，75%,和95%的供水保证率的水量为基础,根据南四湖污染 物质的纳污量,对不同保证率水量情况下的水环境质量进行了评价,结果详见表2 由表2可以看出。南四湖平水年份（供水保证率50%）水环境质量可以达到类 水标准，枯水年份(供水保证率75%)水环境质量可达到类水标准，特枯年份(供水 保证率90%)水环境质量则仅符合或超出类水标准。由此表明,南四湖来水量的大小 是保证水环境质量的主要因素之一。 4 4.3 3 引长江水对南四湖湖区水环境质量影响分析引长江水对南四湖湖区水环境质量影响分析 4.3.1 南四湖达到类水标准时所需长江水量计算 南四湖周边河流现状污染比较严重，且流入南四湖的水量，水质变化起伏不定， 从而对湖区水质产生很大影响。调水前，必须对周边入湖河流进行治理，以减弱入湖 河流对调水水质的影响。另外，还可以辅以生物措施，在上级胡种植芦苇，浮萍等挺 聊聊城城大大学学本本科科毕毕业业论论文文（设计）（设计） 5 装订线 水植物和沉水植物，形成宽约米得水生植物带。通过水生植物的阻滞，隔离和净化作 用，将有助于调水区水质的改善。 南水北调是以长江水为主要水源。据调查,南水北调东线调长江水取水处水环境 质量一般可达到类水标准, 由此计算南四湖引长江水后达到水环境质量标准类水 标准时引长江水量,计算结果见表3 引人长江水后,不仅湖区内污染物质得到稀释,同时加强了南四湖的自净能力,有 利于南四湖水体质量的好转由计算中得出,南四湖水环境质量若达到3类水标准2002年 南四湖需引长江水10.7亿m3，2003年需引长江水10.0亿m3，2004年需引长江水14.9亿 m3，年均需引长江水11.9亿m3。 表3 南四湖达到类水质标准所需长江水量计算结果表 饮水量（亿 m3）水质参数 2002 年2003 年2004 年年均年 COD10.710.014.911.9 NH3-N-3.53.113.26.6 最大饮水量10.710.014.911.9 4.3.2 规划年份引长江水后南四湖水环境质量分析 表4 规划调水水质评价结果表 2005 年2010 年2030 年项目 平水年枯水年特枯年平水年枯水年特枯年平水年枯水年特枯年 引水量6.7132.7132.7115.8643.8643.8634.6371.6371.63 COD NH3-N 根据已完成的山东省南水北调城市水资源规划报告，山东省不同保证率情况 下需调长江水总量：平水年，枯水年，特枯年份，2005年水平年分别为 6.71,32.71,32.71亿m3，2010 年水平年分别为15.86,43.86,43.86亿m3；2030年水平年 分别为34.63,71.63,71.63亿m3，由此评价各规划年份引长江水后南四湖水环境质量, 评价结果见表4 由表4可以看出，南四湖引人长江水后,南四湖的水环境质量各水平年均可达到 类标准,基本上可以满足各种用途对水质的要求。 5 5 结论结论 聊聊城城大大学学本本科科毕毕业业论论文文（设计）（设计） 6 装订线 南四湖流域为资源性严重缺水地区，实施南水北调东线工程是解决南四湖地区水 资源紧缺的一项最主要的措施,工程实施后将大大地改善南四湖的水质和生态环境， 使其成为长期稳定的湖泊湿地保护区。 5 5.1 1 南四湖流域当前缺水严重，水质恶化南四湖流域当前缺水严重，水质恶化，现状危机，现状危机 由于自然和人为因素的影响，南四湖淤积严重，大大削弱了其防洪及蓄水调节功 能，无法发挥其应有的作用。另外南四湖水质恶化，已危及其生态安全和湖区人民的 生存安全。南四湖流域为资源性严重缺水地区，实施南水北调是解决南四湖地区诸多 环境冲突的一项最主要的措施。 5 5.2 2 南水北调工程的实施可以为北方缺水城市提供水源南水北调工程的实施可以为北方缺水城市提供水源 南四湖水环境质量与蓄水量有直接关系，加大南四湖的来水量是解决南四湖水环 境质量的必要途径。南水北调东线工程的实施,将长江水引入南四湖,加快了湖区水体 的置换速度,增大了湖区的水环境容量。在实现入湖污染物总量控制的前提下,调水将 使水环境质量得到明显好转,只要措施到位,可以保证向北方缺水城市输送合格的水源。 5 5.3 3 南水北调实施之后南四湖流域的水环境将得到改善南水北调实施之后南四湖流域的水环境将得到改善 南水北调东线工程的实施，湖水水位提高并趋于稳定，将提高水体的自净能力， 上、下级湖贯通南北的航道和中部区域水质发生根本改变，污染物主要集中在排污河 口混合区和岸边污染带。南四湖水质和生态环境的提高，会极大的改善鱼、鸭、鸟的 生存环境，有利于渔业发展，退化的水生态系统将得以恢复，生物多样性也将得以保 持，对恢复南四湖流域生态环境会起着极大的推动作用。 聊聊城城大大学学本本科科毕毕业业论论文文（设计