發(fā)布時(shí)間：2019-04-02所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，平原城市區(qū)河湖的承載力已嚴(yán)重不足，依靠自身水資源條件已不能從根本上解決其面臨的內(nèi)澇頻發(fā)、水環(huán)境惡化等各種水問(wèn)題。相較而言，農(nóng)村區(qū)水資源質(zhì)、量均要優(yōu)于城市區(qū)。從城鄉(xiāng)水系優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，統(tǒng)籌水資源調(diào)配角度出發(fā)，研究跨流域城鄉(xiāng)聯(lián)
摘要:隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，平原城市區(qū)河湖的承載力已嚴(yán)重不足，依靠自身水資源條件已不能從根本上解決其面臨的內(nèi)澇頻發(fā)、水環(huán)境惡化等各種水問(wèn)題。相較而言，農(nóng)村區(qū)水資源質(zhì)、量均要優(yōu)于城市區(qū)。從城鄉(xiāng)水系優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，統(tǒng)籌水資源調(diào)配角度出發(fā)，研究跨流域城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)，并結(jié)合武漢市湯遜湖與梁子湖水系治理，分別構(gòu)建城市內(nèi)澇模型、河湖蓄泄演算模型和二維水動(dòng)力水質(zhì)模型，模擬分析了跨流域城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)對(duì)湯遜湖與梁子湖流域的治理，對(duì)防洪排澇和水環(huán)境改善均有顯著的效果。
關(guān)鍵詞:跨流域;水資源調(diào)控;防洪排澇;水環(huán)境改善
近年來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程越來(lái)越快，截止2017年我國(guó)的城鎮(zhèn)化率已達(dá)60%，預(yù)計(jì)到2030年我國(guó)城鎮(zhèn)化率將達(dá)到70%。隨著大規(guī)模的開發(fā)建設(shè)，平原區(qū)城市面臨內(nèi)澇頻發(fā)、水環(huán)境惡化等越來(lái)越多的水問(wèn)題。本世紀(jì)初期相關(guān)研究與工程治理多從單一問(wèn)題出發(fā)，通過(guò)加大城區(qū)外排泵站建設(shè)、開展截污控污、生態(tài)修復(fù)等單項(xiàng)措施研究解決城市河湖水問(wèn)題[1-3]。
2010年以后河湖治理研究開始從解決單一問(wèn)題逐步向河湖系統(tǒng)治理轉(zhuǎn)變，采用綜合措施開展河湖治理[4]。但隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，城市區(qū)河湖的承載力已嚴(yán)重不足，依靠自身水資源條件已不能從根本上解決城市河湖面臨的各種水問(wèn)題，相較而言，農(nóng)村區(qū)水資源質(zhì)、量均要優(yōu)于城市區(qū)。本文從城鄉(xiāng)水系優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，統(tǒng)籌水資源調(diào)配角度出發(fā)，研究論述跨流域城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)，并將其應(yīng)用于工程實(shí)例，為平原區(qū)城鄉(xiāng)河湖治理提供參考與支撐。
1跨流域城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)
城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)是以實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用、人水和諧為目標(biāo)，以提高水資源統(tǒng)籌調(diào)配能力、改善水生態(tài)環(huán)境狀況和提升水旱災(zāi)害防御能力為重點(diǎn)，通過(guò)工程措施跨流域連通城市區(qū)和農(nóng)村區(qū)的河湖水系，采取聯(lián)合調(diào)度等非工程措施，跨流域?qū)λY源進(jìn)行合理調(diào)控和分配的技術(shù)。城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)的基礎(chǔ)為水系連通[5-7]，技術(shù)體系包括水系連通通道建設(shè)、可控建筑物構(gòu)建、湖泊庫(kù)塘等蓄水調(diào)控空間設(shè)施管控、水質(zhì)水量聯(lián)合模擬調(diào)度[8]等幾個(gè)方面，是工程措施與非工程的完美結(jié)合，兩者相輔相成缺一不可。
2跨流域城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)功能分析
城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)的功能體現(xiàn)在可有效利用水資源，跨流域綜合解決城鄉(xiāng)防洪排澇、供水、水環(huán)境、水生態(tài)等多方面問(wèn)題。跨流域水資源調(diào)控過(guò)程中，城市區(qū)與農(nóng)村區(qū)可取長(zhǎng)補(bǔ)短，取得最大的綜合效益。
2.1防洪排澇
平原區(qū)城市與農(nóng)村的防洪排澇系統(tǒng)各自特點(diǎn)鮮明。城市區(qū)防洪排水標(biāo)準(zhǔn)高，通常為20～50年。城市排水系統(tǒng)匯流速度快，調(diào)蓄能力低，洪水歷時(shí)短，通常利用大規(guī)模外排泵站應(yīng)對(duì)短歷時(shí)強(qiáng)降雨。農(nóng)村區(qū)防洪排水標(biāo)準(zhǔn)較低且排水速度慢，通常為5～10年一遇3d暴雨5d排完，排水系統(tǒng)匯流速度慢，洪水歷時(shí)長(zhǎng)，外排能力較小，通常利用河湖調(diào)蓄應(yīng)對(duì)暴雨洪水。城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)可充分利用城市區(qū)及農(nóng)村區(qū)排水系統(tǒng)特點(diǎn)，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)。遭遇超標(biāo)準(zhǔn)降雨時(shí)，城市區(qū)可向農(nóng)村區(qū)分流，充分利用農(nóng)村區(qū)河湖調(diào)蓄能力;短歷時(shí)暴雨后，農(nóng)村區(qū)調(diào)蓄的自身產(chǎn)水量及城市分洪水量通過(guò)連通調(diào)度均可由城市泵站排出，提高了城市泵站的利用率。
2.2供水安全
平原區(qū)城市通常以外江為主要供水水源，供水結(jié)構(gòu)單一，水污染突發(fā)事件可導(dǎo)致部分城市備用水源地不能發(fā)揮作用，增加了城市供水風(fēng)險(xiǎn);農(nóng)村區(qū)通常水系發(fā)達(dá)，水資源量、質(zhì)齊優(yōu)，但用水方式粗獷，節(jié)水意識(shí)不強(qiáng)。城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)可通過(guò)水系連通工程，將農(nóng)村區(qū)優(yōu)質(zhì)水資源輸送到城市區(qū)，提高城市區(qū)供水保證率，降低供水風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)可通過(guò)節(jié)水措施強(qiáng)化農(nóng)村區(qū)節(jié)水，降低連通調(diào)水對(duì)農(nóng)村區(qū)原供水戶的影響。
2.3水環(huán)境改善
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城市廢污水排放量日益增大，加上水體流動(dòng)性差，導(dǎo)致平原區(qū)城市河湖水體污染不斷加劇，水生態(tài)環(huán)境狀況嚴(yán)重惡化;農(nóng)村區(qū)較大河湖水體由于周邊人類活動(dòng)較小，入湖污染物較少，尚有納污能力富余，河湖水環(huán)境較好。
城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)可實(shí)現(xiàn)農(nóng)村區(qū)水環(huán)境質(zhì)量較好河湖與城市區(qū)水系間的連通。在保證防洪排水安全的前提下，農(nóng)村區(qū)排水可優(yōu)先利用城市區(qū)排水通道，將農(nóng)村區(qū)優(yōu)質(zhì)水資源輸送到城市區(qū)，提高雨洪資源利用率，增強(qiáng)平原區(qū)河湖水體流動(dòng)性，增加城市區(qū)河湖水環(huán)境容量。
2.4水生態(tài)修復(fù)
平原區(qū)河湖遭遇特枯年份均存在生態(tài)水位破壞風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)可形成流域間水資源互補(bǔ)，提高生態(tài)環(huán)境需水保證率，降低水生態(tài)破壞風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)通過(guò)構(gòu)建區(qū)域水網(wǎng)、城市水網(wǎng)，建設(shè)自然-人工相結(jié)合的水生態(tài)廊道，增加水域水生生物多樣性，促進(jìn)水生態(tài)系統(tǒng)健康，美化人居環(huán)境，形成城市向農(nóng)村輻射廊道，實(shí)現(xiàn)人水和諧。
3實(shí)例研究
3.1概況介紹
本文以湖北省武漢市湯遜湖與梁子湖跨流域水系連通工程為實(shí)例，闡述城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)功能與作用。湯遜湖位于武漢市長(zhǎng)江南岸，為長(zhǎng)江中下游典型的平原水網(wǎng)地區(qū)，是國(guó)內(nèi)最大的城中湖，橫跨江夏、洪山和東湖高新科技開發(fā)區(qū)3個(gè)行政區(qū)，水面面積為52.19km2，調(diào)蓄容積為3285萬(wàn)m3，流域匯水面積為248.80km2，現(xiàn)有泵站外排能力總計(jì)292m3/s，是武漢市的備用水源地。
湯遜湖流域隨著大規(guī)模的開發(fā)建設(shè)逐步發(fā)展成為城市建成區(qū)，區(qū)域內(nèi)澇、水環(huán)境問(wèn)題逐步凸顯。一方面由于圍湖造田、建設(shè)征地等歷史原因?qū)е潞此�、調(diào)蓄容積逐步縮小，加上外排能力限制，造成洪澇災(zāi)害頻現(xiàn)，特別是2016年內(nèi)澇災(zāi)害導(dǎo)致中心城區(qū)受淹數(shù)日，生產(chǎn)生活癱瘓;另一方面由于人口產(chǎn)業(yè)集聚，入湖污染負(fù)荷逐步增加，導(dǎo)致湖泊水生態(tài)環(huán)境逐漸惡化，富營(yíng)養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，湖泊生態(tài)健康受到嚴(yán)重威脅。2011～2013年湯遜湖整體水質(zhì)為IV類，2014年以后湯遜湖整體水質(zhì)已降至V類，至今仍呈現(xiàn)惡化趨勢(shì)，備用水源地功能消息殆盡。
3.2功能分析
3.2.1防洪排水
為研究湯遜湖與梁子湖流域間水資源調(diào)控的功能作用，本文以湯遜湖最高控制水位19.3m，安全水位18.65m為控制條件，構(gòu)建城市內(nèi)澇模型和河湖蓄泄演算模型。擬定跨流域城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控與不調(diào)控兩種方案，分析遭遇100年一遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，湯遜湖與梁子湖的水位變化過(guò)程，說(shuō)明跨流域城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控的防洪排水功能作用。
湯遜湖向梁子湖最大分排水流量85m3/s，總排水量為2550萬(wàn)m3，水位消落達(dá)0.7m，而梁子湖接納湯遜湖排水后水位累積上漲0.07m，分排洪水入梁子湖并不會(huì)對(duì)梁子湖的防洪產(chǎn)生影響。如不采取跨流域調(diào)控，遭遇同等標(biāo)準(zhǔn)降雨湯遜湖水位將在最高控制水位基礎(chǔ)上漲0.7m，沿湖建成區(qū)將一片澤國(guó)，經(jīng)濟(jì)損失約2500萬(wàn)元。
4結(jié)語(yǔ)
跨流域城鄉(xiāng)聯(lián)動(dòng)水資源調(diào)控技術(shù)通過(guò)適當(dāng)?shù)乃禍贤�、引排、調(diào)度等措施，可統(tǒng)籌城鄉(xiāng)防洪排澇、水環(huán)境、水生態(tài)等多方面需求，是河湖系統(tǒng)治理理念的體現(xiàn)與提升。該技術(shù)應(yīng)用于平原區(qū)將有效緩解重要城市區(qū)因水資源承載力、水環(huán)境承載力不足給城市發(fā)展帶來(lái)的瓶頸問(wèn)題，同時(shí)可提高城市區(qū)外排泵站的利用率，增加農(nóng)村區(qū)排水通道，破解農(nóng)村區(qū)排水標(biāo)準(zhǔn)偏低的問(wèn)題。
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