河道拦蓄工程水资源论文

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1概况

涢水流域处于曾都区西南和东北大部分，属于大洪山和桐柏山区的延伸地带，平均海拔约200m，最高点为大洪山1055m，最低点为干流出口。流域内山峦叠翠，地势曾都北部与曾都南部较陡峻，中部较为平坦，坝址以上流域内建有大（二）型水库5座，中型水库6座。流域内林草茂密，植被覆盖较好，森林覆盖率达21.5%，对径流和洪水均有一定的滞蓄和调节功能。流域属亚热带季风性气候，气候温和，多年平均气温15.7℃，极端最高气温41.4℃（1959年8月21日），极端最低气温-16.3℃（1969年1月31日和1977年1月30日），多年平均日照时数2144小时，无霜期232天。年平均风速3m/s，最大风速14m/s，夏季多为东南风，冬季多为北风和西北风。

2区域水资源量分析

2.1分析资料来源

白云湖水库工程可供水分析论证主要依据随州水文站实测径流资料。随州水文站1953年5月由湖北省水利厅设立，保存有设立之初至今的观测水位、流量、降水等水文资料，集水面积3827km2。白云湖水库坝址在随州水文站断面下游4.5km，白云湖水库以上流域面积3865km2，为随州水文站控制面积的99.02%。依据随州站长系列径流资料进行计算，确定白云湖水库工程的可供水量。

2.2降水量年际变化分析

区域内降雨时空分布不均，多年平均降雨量977.6mm，4～10月降雨量占全年的82.9%，6、7、8三个月的降雨占全年的46.5%。最大年平均降水量1279.3mm，最小年平均降水量640.1mm，年际变化2倍左右。区域内多年平均降水量折合水量68.32亿m3，p=50%降水量961.0mm，折合水量67.16亿m3，p=75%降水量804.0mm，折合水量56.19亿m3，p=95%降水量617.8mm，折合水量43.18亿m3。区域内降水变化趋势是东北部向西北地区递减，年降水量在1840.5mm～485.5mm之间。全区年降水量变差系数Cv在0.17～0.24之间，年降水量最大最小比值在1.8～2.9之间。降水量年内分配不均，暴雨多，强度大，降水主要集中在4～10月。

2.3区域水量分析

区域内多年平均地表水资源量为20.16亿m3，折合径流深288.6mm，径流系数为0.29，径流分布总趋势与年降水基本一致，自东北向西北递减，全区多年平均径流模数为28.8万m3/km2。由于降水年内分配不均，使得径流季节变化很大。根据随州站1962～2005年实测资料，采用水文比拟法按面积比转换至白云湖坝址。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，年径流量9.85亿m3，径流深254.9mm。

2.4区域水质现状分析

涢水干流布设有环潭、随州2个水质监测站，水质监测断面均在河流中央垂线上设置一个表层采样点进行水质监测。监测项目有pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总硬度、总磷、铜、氟化物、砷、汞、镉、六价铬、铅、锌、氰化物、挥发酚、氯化物、硝酸盐等19项。根据水质现状监测结果，按《地面水环境质量标准》GB3838-2002采用单因子法对现状监测结果进行评价。涢水干流环潭、随州站均设在城镇下游，由于城区的工业废水、生活污水未经任何处理直接排入河流，导致水质污染。环潭站水质为V类，随州站水质为劣V类，主要污染物为氨氮。

2.5区域水资源平衡分析

分析白云湖水库供用水，水库不同保证率下的来水量、弃水量、来水量利用率、弃水率。白云湖水库用水对水质的要求为III～IV类，随州城区下水管网改造后，城区所有污水集中汇入白云湖水库下游，经污水处理厂处理达标排放，白云湖水库水质明显好转,水质可以满足取水要求。

3工程影响分析及预测

3.1取用水对水资源状况和其它取水户的影响

白云湖水库取水量较少，绝大部分是来水下泄至下游干流，不产生污染，对区域水资源状况影响甚微。水库以下不存在对其它取水户的影响与补偿问题。

3.2社会、经济效益影响分析

随着城市的快速发展，随州市城市供水不足，新建白云湖水库解决当地的工业、农业用水，实现水资源的高效利用、合理配置。府河大桥至望城岗段，河道在规划城区范围内长4813.7m，河道宽度300～350m，无堤防工程，右岸为山脚阶地，为随州市政治中心所在地，左岸为随州市经济开发区，地势较平坦低洼，防洪标准不足20年一遇，对随州市城区防洪构成威胁。白云湖水库的修建提高了城市防洪能力。枯水季节，上游河道流量小，河床裸露，建造人工湖泊，淹没裸露河道，形成宽阔的水域，调节城市小气候，美化沿河及周边环境景观，创造人水和谐的旅游休闲环境，具有较强的观光旅游服务开发潜力。白云湖水库的兴建促进了城区排水管网的改造，实现雨污分流，污废水的集中整治，有利于涢水的水资源保护。

3.3退水影响及水资源保护措施

工程通过采取各种环境保护措施切实保护水环境和水资源。运行期由于上游存在面源污染，加之水库容量较小，水深较浅，水库容易产生富营养。汛期通过水库的蓄滞洪作用可使得下泄流量不大于天然状态中已经发生的洪峰流量，在枯水期水库下泄流量应维持天然状态流量。由于水库抬高河流的水位，水流通过溢流坝下泄水流流速增加，对下游河道、堤防产生的冲刷作用加强，管理单位要根据当地的实际情况对下游河段的河堤进行衬砌。

3.4工程取水水源的可行性分析

白云湖水库工程筑坝建库拦截涢水干流来水作供水水源。农业灌溉供水保证率要求为75%，设计灌溉面积2.5万亩，供水量938万m3；工业用水保证率要求为95%，设计供水量6278万m3。白云湖水库拦水坝坝址处多年平均来水量为9.85亿m3，多年平均可供水量9.235亿m3，水源的水量能够满足取水要求。涢水干流在入随州市区（茶庵王福窖水厂）前河道水质状况良好，水质为III类，入市区后，共有十六个排污口的工业废水、生活污水未经任何处理直接排入涢水河，导致水质恶化，水体污染；厥水在入随州市区（厥水二桥）前河道水质状况良好，水质为II～III类，入市区后，共有七个排污口的工业废水、生活污水未经任何处理直接排入厥水河，导致水质恶化，水体污染。（1）纳污能力计算涢水流域纳污能力采用一维模型计算：[M]=[Cs-C0exp（-kl/u）]exp（kl/2u）Q计算参数选择：Q─断面设计流量；u─设计流速，u=0.60m/s；C0─背景浓度，根据水质监测资料氨氮C0=0.55mg/l，高锰酸盐指数C0=4.5mg/l；K值，根据实测资料分析，选用氨氮K=0.50/d，高锰酸盐指数K=0.27/d。对涢水白云湖河段氨氮和高锰酸盐指数纳污能力进行计算，涢水白云湖水库以下区域水质目标III类，主要污染物控制高锰酸盐指数、铵氮排放量分别为1679t/a、500t/a。（2）水库富营养化预测根据白云湖水库工程水环境现状和特点，选取总磷、总氮作为库区水质的主要预测因子。富营养化的预测采用荻隆模型预测氮、磷的浓度。根据荻隆模型c=L（1-R）/H/ρω，计算得出，库区水体中氮、磷浓度分别为1.99mg/l和0.18mg/l。以水库、湖泊中的磷浓度为判定富营养化程度的标准，水库分为贫营养型（＜0.01mg/l）、中营养型（0.01～0.02mg/l）和富营养型（＞0.02mg/l）。白云湖水库建成后其总磷浓度为0.18mg/l，由此可以判定水库蓄水运行后容易导致富营养化问题。

4结论与建议

4.1经分析论证

河道拦蓄工程主要拦蓄上游来水，取用水量较少，绝大部分来水又回归干流河道，有利于水资源的开发利用，改善水环境状况，美化城市环境，提高随州市城区防洪能力。工程运行不污染水质，工程建成对水资源的开发利用、有效保护利多弊少。

4.2河道拦蓄工程兴建后

库区河段由天然河道形成湖泊，水体流速将发生较大变化。由于大坝的阻挡作用而形成的水库容量比天然河道容量大，使整个水库内的水流趋于缓流状态。库区易发生富营养化，建议全面改造城区的排水管网，将市区工业废水、生活污水集中综合处理达标后排放，改善河道城区段的水环境，届时水质将改善为III～IV类，水质完全满足工程取水要求。

4.3河道拦蓄工程的主要功能

以城镇供水、灌溉为主，兼有城区防洪、景观娱乐等综合效益，同时，水库能改善居民生活环境，增加市区湿地面积，调节城区小气候，促进城区排水管网的改造和污废水的集中整治，有利于水资源的保护。建议水行政主管部门加大污水排放监控力度，严禁湖区出现未经处理的污染源。

作者：王全益 单位：湖北省孝感市水文水资源勘测局