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长江水位

时间:2023-05-30 10:18:45

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇长江水位,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

长江水位

第1篇

关键词:引江济巢 黄湾闸 槽蓄量 水位拥高

Abstract: This paper boot after carotid station cited by Phoenix River diversion, water level changes along the river and Chaohu, projected changes in the relationship between the water level of the Yangtze River and Chaohu Lake water exchange volume and Phoenix neck stand along the river's flow and power. Accordingly determined after the completion of Yellow Bay gates, when under the Chaohu Lake water diversion from Yangtze River Three normal water level, power scheduling scheme Phoenix neck stations.

Keywords: Diversion nest Huang Wan gate channel storage capacity owned by high level

中图分类号:S273.3 文献标识码:A

一、应急调水影响分析

1.1 防洪影响分析

西河流域在5月5日至10日进行了一次降雨,各站降雨及河道水位统计资料见表1.1和表1.2:

表1.1 西河段2013.5.8降雨情况统计表 单位(mm)

表1.2无为西河流域各站最高水位 单位(m)

本次流域降水平均雨量为82.67 mm,在凤凰颈站没开机的情况下,西河水位缺口处最高增加1.5m,平均水位增加1.1m。

1.2巢湖排水影响分析

根据水文局水文资料,计算出2000~2012年凤凰颈排灌站、裕溪闸等处历年6~9月上下游平均水位,详见下表1.3。

表1.3.2000~2012年凤凰颈排灌等站历年6~9月上下游平均水位对照表

可看出三峡建成后,安徽长江干流水位一般较低,通过分别对比忠庙与新桥闸下、忠庙与裕溪闸闸下、忠庙与凤凰颈站水位,可看出6~9月时,巢湖水位一般高于长江水位,因巢湖蓝藻一般在夏季爆发;再关闭巢湖闸从凤凰颈站引江调水,这样即使在引水期间,遭遇巢湖流域突降暴雨内河内湖水位陡涨,也可降低风险,同时通过凤凰颈站开机外排,可迅速降低内河内湖水位。

因此,调水期不可选择在5~6月,此时段不利于巢湖水自排入江,且长江干流水位较高,风险较大。

1.3水质、泥沙影响分析

2007年6月25日至6月30日,9月29日至10月2日分两次通过凤凰颈排灌站实施“引江入巢”得结论如下:

(1)引江输水河段沿线无大型污染企业,不会带入大量工厂污水、废弃物等。

(2)调水所夹带的泥沙对巢湖的淤积影响不大。由于入湖河流及巢湖自身的含沙量小,故巢湖的淤积速率和淤积总量较小,调水未对巢湖湖盆淤积产生影响,调水是可行的。

二、2013年调水情况

因近期干旱,凤凰颈站开机调水缓解区域旱情。本次调水从8月17日至8月21日,共计四天,开机流量为160m3/s,同时为了缓解和县、含山旱情,开启黄雒闸下泄到裕溪河流量为100m3/s。凤凰颈站近期开机引水情况见表2.1。

表2.1 凤凰颈站近期开机引水情况

通过表2.1可分析出凤凰颈站引入水量为160m3/s,由于巢湖水位高于兆河水位,兆河闸引入水量约40m3/s,黄雒河闸输出水量为100m3/s,同时兆河闸与黄雒闸之间用水量及蒸发量约为40m3/s。

三、调水成果分析

假设黄湾闸建成后,利用凤凰颈站提江水引灌巢湖,则不需考虑黄湾闸下至黄雒闸上段用水量及蒸发量等。在假设引水期黄湾闸关闭的情况下,计算出凤凰颈站开机流量与河道各处水位关系,计算成果见表3.1:

表3.1引水量及水位变化情况统计表

根据8月18日凤凰颈站水位9.0,巢湖水位8.88开机数据分析

四、调水结论

从凤凰颈站经兆河闸入巢湖河道全长约为71km,根据实测资料分析,凤凰颈以200m3/s调水时,干流河道流速约为0.4m/s,据此计算凤凰颈引水入巢约需50小时。其他计算成果,详见表4.1。

表4.1不同水位情况下调水量及开机天数

当关闭黄湾闸,通过凤凰颈站开机200m3/s调水时,巢湖不同水位情况下西河各段控制点水位预计变化:

(1)当巢湖水位从8.0m提升至8.5m时,需引水38200万m3,预计开机天数约32天,西河平均水位壅高0.526m,预计凤凰颈站水位9.60m,梁家坝水位9.21m,缺口水位9.01m。

(2)当巢湖水位从8.5m提升至9.0m时,需引水38300万m3,预计开机天数约32天,西河平均水位壅高0.529m,预计凤凰颈站水位10.10m,梁家坝水位9.71m,缺口水位9.51m。

(3)当巢湖水位从9.0m提升至9.5m时,需引水38500万m3,预计开机天数32天,西河平均水位壅高0.530m,预计凤凰颈站水位10.60m,梁家坝水位10.21m,缺口水位10.01m。

(4)当长江水位高于巢湖水位1.1m以上时,即巢湖水位8.5m以下且长江水位9.5m以上时可通过自引方式引江水入巢湖。

五、巢湖应急调水预案

根据以上结论得出黄湾闸建成后巢湖应急调水预案,可分为主汛前、主汛期和主汛后三个时段,具体方案见下表:

参考文献:

第2篇

关键词:水位流量关系、单值化、落差指数法

中图分类号:TV文献标识码: A

1 前言

九江水文站位于长江中游尾闾,流量测验断面下游30km是鄱阳湖的出口站湖口水文站,断面下游9km为张家洲,分长江为南、北两水道,南水道受鄱阳湖出流的雍水影响较严重,使九江断面水位与流量关系受洪水涨落、变动回水、断面冲淤变化等诸多复杂因素的影响,为非确定的函数关系,表现在水位流量关系曲线形状上呈现出极不规则、大小不一、位置不定的复式绳套(见图1)。九江水文站目前流量整编方法为连时序法,年流量测次在70次以上,为了减少外业水文测验人力、设备,提高流量整编及报汛精度,采用落差指数法对九江水文站水位流量单值化方法进行探讨。

图1 九江水文站水位流量关系图

2 落差指数法

落差指数法要求测站河段宜顺直、河槽宜基本稳定、且落差应具有代表性。落差指数法的基本原理如下:

天然河道里的洪水波运动属于非恒定流,洪水演进可用圣维南方程组描述,圣维南的非恒定流动力方程如下:

(1)

(1)式中L为沿河道的距离,m;Z为水位,m;v为断面平均流速,m/s;g为重力加速度,m/s2 ;为摩阻比降,用曼宁公式计算,通常表示为Q2/K2,K为流量模数。

为水面比降,表示为河底比降(S0,通常用稳定流水面比降代替)与附加比降(,h是水深)之和;为摩阻项,表示沿程摩阻损失,克服阻力所做的功;为惯性项,说明流速随时间和沿程的变化,反映动能的变化。

(1)式可变换为:

(2)

一般河道洪水波的惯性项与附加比降相比,其量甚小(小两个数量级),可以忽略。于是(2)式可变换为:

(3)

稳定的天然河流,流量模数K以及稳定流水面比降与水深基本呈单值关系,而附加比降则取决于洪水涨落和回水顶托的综合影响,表示的实际就是扩散波(忽略惯性项)时水面的实际比降,其值可表示为:

(4)

式中为两固定断面的水位差,即水位落差,m;L为两固定断面的间距。

将(4)式代入(3)式得:

由于K与水深为单值关系,而L为常数,所以也与水深呈单值关系,令,即可推导出落差指数法的理论公式:

(5)

式中q称为单值化流量,或者校正流量因数。(5)式中落差指数0.5为理论值,它是水流阻力平方律的反映,当水面比降不发生转折变化,即水面线为直线时,(5)式正确。由于受洪水涨落、回水顶托的影响,水面线一般为弧线变化,尤其是当计算落差的两固定断面相差较远时,水面线会比较明显地表现为曲线,要使曲线落差逼近直线落差,式(5)的处理不一定会达到预期目的。因此,实际工作中,经验性地将(5)式表示为:

(6)

(6)式即为落差指数法的基本公式,式中α为落差指数。

3 单值化方法

3.1 落差水尺确定

九江水文站上游43km有码头镇水位站,下游30km是鄱阳湖的出口站湖口水文站。通过分析,码头镇水位站水位较湖口水文站相关度较低,九江水文站采用单落差水尺,为湖口水文站水位。

3.2 落差指数

通过2013年实测资料试算,水位校正流量(Z~q)关系曲线的相关系数R2的关系见表1。通过优选,最终选用落差指数为0.5,相关系数R2为0.9973。

表1 九江水文站校正流量(Z~q)关系相关系数R2表

序号 落差指数 R2 备注

1 0.45 0.9970492463 九江至湖口水位落差

2 0.50 0.9973495394

3 0.55 0.9968454723

4 0.60 0.9955675381

3.3 精度分析

利用确立的落差指数法公式以及分析确定的落差指数法的各项参数,对九江水文站2013年71次实测流量数据进行分析,计算相应测次的校正流量,并点绘水位与校正流量关系图,进行定线误差检验。

从2013年71次水位与校正流量关系图上看,关系点据密集,分布成带状,无明显偏离,相关系数R2大于0.99,符号检验、适线检验、偏离数值检验均满足要求,系统误差为-0.39%,随机不确定度在6.4%。具体关系点分布、定线如图1所示,水位、校正流量单一曲线相关参数见表1。参照《水文巡测规范》第4.3.2条规定:水位流量关系点据散乱,用单值化方法处理后可分布呈带状,一类精度水文站系统误差不大于1.0%,随机不确定度高水位级在9.0%~11.0%之间,中水位级在11.0%~12.0%之间,可定单值化关系线,同时满足《水文资料整编规范》SL247-2012中表3.3.2-1水位流量关系定线精度指标,对一类精度水文站采用单一曲线法的定线精度指标系统误差≤±1%,随机不确定度≤8%的要求,九江水文站分析误差符合上述规定,可定单值化关系线。

图1 九江水文站水位流量单值化关系图

表2 九江水文站落差指数法单值化水位流量关系精度

序号 项目 最小 最大

1 九江水位(m) 8.28 17.22

2 九江实测流量(m3/s) 9740 39100

3 九江至湖口落差(m) 0.38 0.85

4 九江还原流量(m3/s) 9730 38000

5 相对误差(%) -4.59 6.37

第3篇

1、鄱阳位于长江中下游。

2、鄱阳湖,古称彭蠡、彭蠡泽、彭泽,位于江西省北部,地处九江、南昌、上饶三市,是中国第一大淡水湖,也是中国第二大湖,仅次于青海湖。

3、鄱阳湖,是长江中下游主要支流之一,也是长江流域的一个过水性、吞吐型、季节性重要湖泊。湖区面积,在平水位(14米~15米)时湖水面积为3150平方公里,高水位(20米)时为4125平方公里以上。但低水位(12米)时仅500平方公里,据2008年水文资料,当湖水位22.59米时,湖泊面积为4070平方公里。

4、鄱阳湖主要由赣江、修河、信江、饶河、抚河等水源供给,自南向北在九江市湖口县石钟山附近汇入长江。

5、鄱阳湖在调节长江水位、涵养水源、改善当地气候和维护周围地区生态平衡等方面都起着巨大的作用。

(来源:文章屋网 )

第4篇

关键词:武汉长江隧道;盾构井;深基坑;降水设计

中图分类号:U231文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)11-0156-03

一、工程概况

武汉长江隧道工程位于武汉长江一桥、二桥之间,是一条沟通内环线以内汉口和武昌中心区的重要过江通道。隧道设计车速50km/h,双向车道,每车道宽3.75m,其主要施工方法为盾构法。隧道在盾构段的两端各设一处盾构工作井,其中江南竖井段位于武汉理工大学(三层楼小区)足球厂内,目前已施工完毕;汉口盾构接收井位于鲁兹故居左侧,平和打包厂的右侧,里程为RK2+710.3~RK2+741.2,地面标高25.45m,开挖深度21.555m。基坑围护分段采用800mm地下连续墙+内支撑,墙深为35.5m。

二、工程地质及水文地质条件

(一)工程地质条件

依据勘察报告,场区地层分布情况如下:

①人工填土层:该层在两岸沿线普遍分布,层厚1.80~5.60m;②1黏土:光泽反应光滑,韧性高,呈饱和、可塑状,厚度1.90~6.50m;②2粉质黏土:软塑状,主要分布于长江一级阶地;②3粉土:主要以透镜体分布于②1、②2层之中,呈饱和、中密状态,厚度0.50~3.0m;②4粉质黏土:灰~褐灰色,夹有约10~20%粉土、粉砂薄层,具水平层理,软塑状,厚1.00~6.30m。②5淤泥质粉质黏土:灰~灰褐色,含1~2%有机质饱和、流塑状,厚度2.10m;②6粉土:灰~灰黄色,夹薄层粉质黏土及粉砂,韧性低,呈饱和、中密状态,为粉质黏土~粉细砂的过渡层,厚度0.50~1.30m;③1粉细砂:呈饱和、中密~密实状态,厚度1.90~22.30m;③2中粗砂:灰色,含有机质及云母,呈饱和、中密~密实状态,厚8.60~14.80m;④卵石:呈饱和、密实状态,厚度1.20~1.90m;⑤志留系(Sf)泥质粉砂岩夹砂岩、页岩。

(二)水文地质条件

场地地下水按其赋存条件分为上层滞水和孔隙承压水两种类型,上层滞水主要赋存于填土层的孔隙之中,以大气降水、地表水及生产生活用水为主要补给来源,勘察期间测得上层滞水水位埋深变化在-0.55m~-2.8m;孔隙承压水主要赋存于粉细砂、中粗砂和卵石层之中,以上覆粉质黏土为相对隔水顶板,以志留系泥质砂岩岩层为其隔水底板,含水层厚度约38.0m,承压水与长江、汉江地表水具有一定的水力联系。根据非完整井抽水试验结果,承压含水层概化渗透系数为20.57m/d,影响半径169m。根据武汉临江场地资料,丰水期江水位高于承压水位,长江、汉江地表水系补给地下水,地表水由长江、汉江水系等流向孔隙承压含水层中;枯水期江水位低于承压水位,承压水补给江水,地下水向江水排泄。

三、基坑降水方案

上部粉土夹层中的地下水因滞后效应难以疏干,采取地下连续墙侧向止水帷幕对其阻隔,对于该场地地下承压水治理则采用深井降水方法。

1.基坑涌水量的估算。按稳定流承压环形非完整井考虑,采用大井法对基坑最大涌水量进行概算。计算公式:

式中:Q――基坑涌水量(m3/d);

K――含水层渗透系数(综合取值18m/d);

M――含水层厚度(取值30.0m);

R――抽水影响半径(取值169m);

S――基坑内承压水降深(取值20.90m,即承压水由初始值-1.60m降至-22.50m);

r0――基坑折算半径(取值19.85m,盾构井基坑概化面积为1234m2)。

将上述参数代入公式|计算可得:

Q=31462m3/d=1311m3/h

2.降水井数量的确定。所需降水井的数量是根据基坑总涌水量与设计单井抽水量确定的。如果单井抽水量设计为50m3/h,则共需的井数为26口;如果单井抽水量设计为80m3/h,则共需的井数为16口。考虑到基坑面积较小,降水井点布置过多可能会对土方开挖及支撑施工造成影响,而且地下连续墙对侧向水流补给有一定阻渗作用,考虑采用50m3/h和80m3/h交错使用,总涌水量按衰减20%进行考虑,同时考虑20%的安全储备,则共需降水井21口。

以设计降深要求作为控制原则,采取在基坑内布置21口降水井、4口观测井,经验算,井距在5~11米左右。井位的实际布置情况详见图1。

3.降水井技术要求。降水井采用冲击式清水钻进成孔,具体满足以下技术要求:

(1)地面以下0~25m为实管,25~35m为滤水管。实管为壁厚3~4mm钢卷管,外径250mm,侧壁密封无孔隙,滤管为壁厚3~4mm钢卷管,外径250mm,侧壁钻孔,孔径16mm,孔距10cm,滤管外包缠12目钢丝网一层,60目尼龙网三层。

(2)井管与孔壁之间0~24m填黏土球,24~38m填滤料。黏土球为直径20~40mm,反滤料为直径2~3mm的绿豆砂。

(3)洗井充分,水位反映灵敏,单井涌水量不小于50m3/h,单井抽水含砂量初不超过1/100000。

4.对周围环境影响的评估。基坑开挖及降水后,承压水位降低将使周边土体产生附加荷载而导致相应的沉降,对周围建筑物及市政设施会构成不同程度的危害。因此,需对可能发生的危害程度做出正确的评估。估算因降水而引起的地面最大沉降量计算式:

式中:ΔSw――承压水水位下降引起的地面沉降量;

Ms――取经验数值0.3~0.9;

?啄wi――为承压水下降引起i层的附加应力(KPa);

Δhi――为i层厚度(cm);

Esi―为i层的压缩模量(MPa)。

把各分层土体参数:

Δh②2=250cm,Es②2=4.0MPa

Δh②3=50cm,Es②3=7.5MPa

Δh②1=530cm,Es②1=5.0MPa

Δh②4=600cm,Es②4=4.5MPa

Δh②6=70cm,Es②6=9.0MPa

Δh③1=200cm,Es③1=13.0MPa

Δh③2=200cm,Es③2=13.0MPa

及Ms=Ms1×Ms2代入上式得:ΔSw=4.1cm。

以上计算结果没有考虑上部土层垂直向水头分布的差异,也不考虑沉降量随时间的变化,同时也没有考虑地下连续墙体止水帷幕对坑内外水头差的影响,它仅为按弹性理论得到的最终固结沉降,这跟实际情况往往有较大出入。因为该地段黏性土层较厚,其垂直方向上渗透系数很小,地面沉降量随时间的增值比较缓慢。而在合理的降水设计和良好的施工质量的前提下,降水引起的地面沉降量一般小于预测计算值,且沉降比较均匀。但在深基坑开挖过程中,仍应根据挖土程序的需要及基坑的施工进度,合理调整抽水井开启数量,减小基坑周边水位降幅。

四、降水井施工

第5篇

【关键词】船闸;深井降水井;抽水试验

0.概述

引江济汉工程是一条引长江水到汉江的特大型干渠,是南水北调中线一期工程的一个组成部分。引江济汉通航工程依托于引江济汉干渠,两端另辟有进出口和连接河段(引航道)。进出口处分别布置一座Ⅲ级船闸,船闸最大通航船舶为2×1000t级船队。

进口船闸布置在长江左岸的荆州市李埠镇龙洲垸,与引水干渠取水口相邻,通航渠道的进口布置在引水干渠进口的下游1500m处。龙洲垸船闸最大基坑深度为20.8米,本文通过现场单井和群井试验,确定水文地质参数和渗透系数等参数,对其它大型船闸基坑具有重要的借鉴作用。

1.水文地质情况

1.1水文地质

工程区位于长江的一级阶地,主要有两个含水岩组,上部为全新统粘土、粉质粘土孔隙潜水含水岩组,下部为粉细砂、砂卵石孔隙承压水含水岩组。

1.1.1孔隙潜水

主要分布于上层粉质粘土中,含水层厚度一般为2~5m,水量不丰富,地下水埋深一般较浅,多为0.5~2.5m,局部地带在某一时段(一般为丰水期)具有弱承压性。其补给来源主要为大气降水的入渗直接补给和长江丰水期河水补给,随季节性变化,雨季地表水补给地下潜水,潜水水位升高,旱季潜水排泄于长江之中,潜水水位随之降低。排泄途径主要为蒸发和补给河湖水。受含水层分布不稳定及地形地貌的影响,其迳流条件较复杂,迳流方向各异。

1.1.2孔隙承压水

主要赋存于下部的粉细砂、砂砾石层中,埋藏于相对隔水的粘性土层之下。含水层厚度随下部砂层及砂砾卵石层的厚度不同而不同,多大于30.0m。其顶板埋深多为5~15m,含水量丰富。承压水的补给来源主要是长江水及上部地表潜水的越流补给。排泄途径主要是枯水期渗入长江和越流补给上部潜水。其承压性随长江水位的影响而变化,随长江水位的升高而增大,距长江由近至远,承压性逐渐降低,水力坡度约为0.07%。

1.2主要工程地质问题

闸基土体由极微透水等级的粘性土和中等-强透水等级粉细砂和卵石构成,所含的承压水对基坑开挖产生极大的影响。承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板,造成突涌现象。基坑突涌将会破坏地基强度,并给施工带来很大的困难,因此,必须采取降水措施,确保基坑的干施工。

2.抽水试验方法

2.1试验目的

(1)确定含水层的水文地质参数:主要为渗透系数K、影响半径R等。

(2)通过测定井孔涌水量及其与水位下降(降深)之间的关系,分析确定含水层的富水程度、评价井孔的出水能力。

(3)为降水工程设计提供所需的水文地质数据,如影响半径、单井出水量、单位出水量、井间干扰出水量、干扰系数等,依据降深和流量选择适宜水泵型号。

(4)确定水位下降漏斗的形状、大小及其随时间的增长速度;直接评价降水工程的涌水量。

2.2降水井施工工艺流程(如图1)

图1 降水井施工工艺流程图

2.3抽水试验孔及观测孔的选择

如图2,选择68、69、70、60、59、58号井为试验井,单井抽水试验选择60号井为抽水主井,58、59两井与68、69、70号三井为两条垂直向观测井,以观测不同径流方向的降深情况,群井抽水试验以69、60、58号井为抽水主井,68、70、59为观测井。

图2 降水井布置图

2.4水井施工

2.4.1成井

成井施工设备:采用两台CZ-150型冲击钻。

计划成井深度及孔径:40m、ф500mm

成井工艺:井口埋设ф600mm护筒,采用CZ-150型冲击钻冲击成孔,冲击成孔过程中拟采用泥浆护壁,当一个回次冲击约2m时采用捞渣桶或泥浆泵清理孔底於渣,如此反复,直至成井深度达到设计要求。

2.4.2井管选择及安装

井孔施工完成后进行下一步工序:井管的安装

井管的选择:拟选用ф300mm、壁厚≥3mm的无缝钢管作为井管使用,各类型水井的井管结构参见表1。

表1

过滤管孔眼的加工,根据《供水管井技术规范》(GB50296-99)及场地的地质条件,网眼设计规格可选为:单个孔眼缝直径16-18mm,各孔眼中心距为40mm,孔隙率≥15%,梅花形布设。滤管外用80目的尼龙网包缠2~3层。

井管的安装:采用起重设备分节安装,安装前第一节井管底部用5mm厚圆钢板(或混凝土塞)封底,两节井管间用电焊焊接,焊接时要确保两节井管对齐且在同一轴线上,下沉井管时用对中器定出井孔中心,确保井管居中,井管安放到设计位置后固定,进行填砾及管外封闭。

2.4.3填砾及管外封闭

井管安装完后应及时进行填砾。

滤料的选取:滤料规格为1-3mm,成份为粗砂及细砾,磨园度要好,其不均匀系数应小于2。

滤料填设厚度及高度:滤料填设厚度为100mm,填设高度应大于滤管高度0.5m。

封孔:井口下至滤管以上0.5m用风干粘土球(直径3~5cm)止水。

图3 降水井结果示意图

2.4.4 洗井

下管填砾后,及时进行洗井,采用间断抽水或活塞洗井法,直至水清、砂净,可能持续时间2~4小时,直至含砂量小于1/10万(重量比),并及时观测静止水位。

2.5抽水试验方案

2.5.1观测内容、方法

观测内容:主要为水位,包括抽水井中的静止、动水位及流量,观测井的静止水位、历时水位变化等。

观测方法:水位观测采用电测深水位计,流量观测采用水表。

2.5.2抽水试验方法

单井抽水试验以60号井为抽水主井,58、59两井与68、69、70号三井为两条垂直向观测井,根据需要记录时间与井管出水量绘出降深曲线,群井抽水试验以69、60、58号井为抽水主井,68、70、59为观测井,得出抽水井和观测井之间情况。

2.5.3涌水量及水位变化

在稳定延续时间内,涌水量和动水位与时间关系曲线在一定范围内波动,而且没有持续上升或下降的趋势。当水位降深小于10m,水位波动值不超过5cm,一般不应超过平均水位降深值的1%(以最远观测孔的动水位判定),涌水量波动值不能超过平均流量的3%。

2.5.4观测频率及精度

(1)水位观测时间在抽水开始后第1、3、5、10、20、30、45、60、75、90min进行观测,以后每隔30min观测一次,稳定后可延至1h观测一次。水位读数在抽水井中精确到厘米(cm),在观测井中精确到毫米(mm)。

(2)涌水量观测应与水位观测同步进行;水表读数应准确到0.001 m3。

2.5.5恢复水位观测要求

停泵后立即观测恢复水位,观测时间间隔与抽水试验要求基本相同。若连续3h水位不变,或水位呈单向变化,连续4h内每小时水位变化不超过1cm,或者水位升降与自然水位变化相一致时,即可停止观测。

试验结束后应测量孔深,确定过滤器掩埋部分长度。淤砂部位应在过滤器有效长度以下,否则,试验应重新进行。

3.抽水试验资料整理及参数确定

试验期间,对原始资料和表格及时进行整理。试验结束后,进行资料分析、整理,作出抽水试验报告。试验报告应包括:水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、钻孔平面位置图等。

根据水文地质参数计算模型选择水文地质参数计算公式为:

3.1渗透系数计算公式:

K=

式中:K——渗透系数(m/d);

Q——稳定抽水流量(m3/d);

r1——观测井1与抽水孔距离(m);

r2——观测井2与抽水孔距离(m);

ζ——抽水孔1非完整井补充水流阻力值系数;

ζ——抽水孔2非完整井补充水流阻力值系数;

M——含水层厚度(m);

S——观测孔1中水位降深(m);

S——观测孔2中水位降深(m)。

3.2影响半径计算公式:

R=10S

式中:R——影响半径(m);

K——渗透系数(m);

S——主井水位降深(m);

4.结束语

通过抽水试验结果可以得出本工程水文地质情况和地下水位的渗透系数及每口井的影响范围,为后续本工程降水施工的井数确定,提供有利的数据。 [科]

【参考文献】

第6篇

盛夏季节,位于湖北省武汉市武昌城区的沙湖,水几乎被抽干,出湖底的淤泥――号称武汉市历史上规模最为庞大的治湖行动拉开了序幕。

7月6日,东湖沙湖连通工程暨沙湖大桥开工仪式举行。按照计划,在沙湖的东南侧,一条长约1700米的渠道将穿越繁忙的街道和密集的居民区,并最终与东湖连通。

东湖是武汉市最大的湖泊,也是中国最大的城中湖,面积10倍于沙湖,达32.5平方公里。而连通东湖与沙湖,不过是武汉构建“大东湖”生态水网工程的第一步。

根据国家发改委批复的《武汉市大东湖生态水网总体方案》,武昌地区的东湖、沙湖、北湖等六大湖泊,都将与长江连通,整个工程估算总投资将近160亿元,因此,有人将这一工程通俗地称为“六湖连通”。

但这一庞大的湖泊治理工程,在当地引发极大争议。由于对拆迁规划不满,武汉大学医学部宿舍区和武汉重型机床集团有限公司宿舍区的居民,先后走上街头“散步”,来表达他们的诉求。

“引江灌湖”梦

长江与汉江在武汉交汇,湖泊众多,但很多湖泊的水质,都介于五类和劣五类之间,属于重度污染。武汉流传着一种说法:这座城市“优于水,也忧于水”。

湖泊污染的治理和恢复极其困难。2005年,武汉市政府曾经对紧邻省政府和省委大院的水果湖进行清淤。水果湖是东湖西南端的一个湖汊,不过0.14平方公里。在投入2000万元、清出12万立方米淤泥后,水果湖水质也仅得到了暂时的改善。

既然清淤不那么有效,有人想到引入江水,连通湖泊,让湖水流动起来。

2002年9月,武汉市参与了科技部“十五”期间关于水污染控制与治理的重大科技专项,并在汉阳地区进行水环境质量改善技术综合示范。

科技部为这个“武汉水专项”提供2500万元,武汉市政府匹配5000万元,并成立了武汉碧水科技有限公司(下称碧水公司),负责项目运作。

该课题组提出了具体建议:引汉江水入湖,并贯通汉阳的龙阳湖、三角湖、墨水湖和南太子湖这四个主要湖泊,然后抽排到长江。碧水公司也拿出了投资5.64亿元、为期三年的汉阳地区四湖水体修复工程方案。

工程的环境影响报告书于2005年初获得武汉市环保局通过。武汉市政府有关官员后来又提出增加北太子湖和后官湖,以推动武汉新区的发展。

碧水公司党委书记陈贤德告诉《财经》记者,历史上,汉阳地区诸多湖泊曾连为一体,上述几个湖泊至今还“藕断丝连”,存在一些沟渠,只需对原有沟渠进行疏浚,再开挖部分新沟渠,就可实现连通。

2005年下半年,该项目进行了两次小规模的江湖连通调水试验。汉江水首先经过原本是一潭死水的琴断小河。陈贤德说,调水之后,琴断小河内出现了更多的沉水植物,以及成群的鱼苗。

目前,需要新挖的渠道中,连通龙阳湖与三角湖的汤山渠已经完工;连通墨水湖与龙阳湖的明珠渠,刚开始在墨水湖畔的南国明珠小区内施工,且有大量的拆迁工作尚未完成。

据最近公布的信息,“汉阳六湖水系网工程”的预算已增加到19亿元,预计于2014年初竣工。

但对于汉阳地区的“引江灌湖,六湖连通”工程,也有专家提出了不同意见。武汉市环境监测中心站的郑燕萍就曾经在《武汉建设》杂志撰文指出:“引江灌湖”本质上是污染的转嫁,并不是治理;汉江频繁发生“水华”,表明其水体已经相当脆弱,“引江灌湖”后会不会引起新的长江下游“水华”,还是一个疑问。

此外,“引江灌湖”的前提条件是汉水有较高的水位,但三峡工程蓄水和“南水北调”中线工程都会影响汉江的水位,由此决定了很难在自然条件下完成引水。若使用抽灌江水,则需要大量能源。

对此,陈贤德回应说,受污染湖水排入长江,其实和污水处理厂的水直接排入长江效果差不多。

此外,汉阳地区“六湖水系网”设计的引水量并不大,汉江水位每年有五个月时间可以满足自然引水条件,而每年引水也就一两次,每次约持续七天,设计流量约为每秒20立方米。

还有人担心,各个湖泊的水质不一样,水质相对较好的后官湖如果与水质较差的另外几个湖泊混在一起,会造成污染物的扩散。

陈贤德对《财经》记者表示,各个湖泊之间有闸门,会根据水质监测情况进行控制。而且,在汉阳的六湖水系设计中,湖水是单向流动,后官湖的水刚好流向水质较差的湖泊。

“大东湖”规划

汉阳地区“六湖连通”工程尚未完工,湖北省和武汉市政府又拿出了一个更为庞大的计划:构建“大东湖”生态水网。

湖北省政府发展研究中心课题组在2005年10月公布的《关于武昌“大东湖”水网生态构建工程的设想》中称,武昌地区的东湖、沙湖、北湖、杨春湖、严西湖和严东湖这六大湖泊可相互连通,并引入长江水,总投资预计为29.77亿元。

到2007年上半年,长江水资源保护科学研究所牵头编制完成了“大东湖”生态水网构建工程的可行性研究报告和环境影响报告书。

根据武汉水务局2008年9月的一份内部材料,该项目的总投资已经调整为87.69亿元。其中水网连通工程为35.76亿元,污染控制和生态修复工程分别为30.07亿元和20.51亿元。

2009年5月,“大东湖”生态水网总体方案获国家发改委的立项批准。工程估算总投资变成了158.7亿元,实施期为12年,其中前四年的投资就高达91.6亿元。

6月29日,武汉市专门成立了武汉水资源发展投资有限公司,承担“大东湖”生态水网项目的建设和运营。根据武汉市政府的简报,该公司已经与农行、建行、国家开发银行、汉口银行等八家银行签署战略合作框架协议,共获得授信148亿元。待条件成熟时,该公司还将引进战略投资者,实施股份化转型。

一周之后,“大东湖”生态水网工程启动仪式暨东湖沙湖连通工程开工仪式正式举行,由武汉地产开发投资集团有限公司(下称武汉地产集团)统筹开发东湖沙湖连通工程。

据2008年武汉市环境状况公报,武昌地区的上述六个湖泊中,除严东湖符合四类水质标准,其他几个湖泊均为五类或劣五类水质。

虽然“大东湖”生态水网项目驶上了“快车道”,但仍有人对这一工程持有保留意见。武汉大学医学部退休职工何国新的担心颇有代表性:“工程效果究竟会怎样, 恐怕很难说。”

武汉老科技工作者协会的一份材料就指出,近年来,长江水位长期处于22米左右,大大低于湖水水位,调水条件不佳。武汉多家媒体曾在2008年报道,“大东湖”生态水网工程拟采用闸引泵排形式,从邻近杨春湖的青山港引水,设计流量约为每秒40立方米,每年可引水69天,引水量2.4亿立方米,相当于“大东湖”六个湖泊总容积的2倍。

但武汉水务局的一份资料显示,根据长江水位和湖泊水质的年内变化情况,每年可引水两到三次,每次连续引水十天,年最大引水量仅为1.04亿立方米。

换句话说,在绝大部分时间内,“大东湖”的湖水仍然是难以流动的,无法稀释污染物。

拆迁之争

对于江湖连通的理念,国际著名环保组织世界自然基金会武汉办公室的雷刚博士表示支持。

重建江湖联系,正是世界自然基金会近年来在长江流域推行的主要项目内容之一。

不过,雷刚也表示,湖泊连通不能解决一切问题,也不会在短期内见效。此外,能否合理选取调水方案、保证全面截污等措施的实行,都将对工程的成败产生影响。

中国科学院水生生物研究所水环境工程研究中心主任吴振斌也对《财经》记者解释说,所谓“江湖连通”,只是汉阳六湖水系网和“大东湖”生态水网工程的一部分而已,远非全部。

“引江入湖目的不是换水,而是创造生态恢复的条件,在湖泊生态系统恢复中起到‘推一把’的作用。”吴振斌指出。治理湖泊更需要依靠的还是各种综合治理措施,不要把湖泊连通这个次要角色当成了主要角色。

中国科学院南京地理与湖泊研究所秦伯强研究员则提醒说,引江入湖需要精心设计,“引流过多成本太高,引流太少又起不到多大效果。”在某些情况下,引江入湖也可能带来副作用。

以杭州西湖为例,近年来在截污等方面下了很大功夫,加上每年都要引钱塘江水入西湖,水质明显改善。但另一方面,由于钱塘江水的氮含量比西湖还高,新的含氮污染物也随之被引入西湖。

碧水公司党委书记陈贤德告诉《财经》记者,调水并非目的,只是一种手段――帮助湖泊水体恢复自净能力。更为重要的是全面截污、生态修复等综合治理措施。

在他看来,即便各项治理措施得当,要想让那些被严重污染的湖泊的水质稳定地提升到四类,恐怕至少得一二十年的时间。

如今,“大东湖”生态水网工程已经启动,但率先开工的东湖沙湖连通工程引发了极大争议。根据武汉水务局2008年9月的一份内部材料,东湖沙湖连通工程有两个方案。方案一以明渠为主,穿过主干道中北路区域时采用隧道;方案二以隧道为主、明渠为辅。

武汉市政府最终决定采取明渠方案。不仅如此,政府还提出要借机打造“楚河汉街”。据当地媒体报道,东湖沙湖连通渠即为楚河,总长1700米,最大宽度70米,最小宽度20米,平均宽度25米。汉街依楚河两岸而生,长1500米。此外,东湖沙湖连通渠沿线将建设文化区、高尚居住区、办公综合区等。

2009年6月26日,武汉大学医学部宿舍区西侧一面不起眼的墙上,突然贴出一纸公告,武汉地产集团称,该宿舍区被划入东湖沙湖连通工程周边改造的“居住与公共设施混合用地”。公示日期为6月26日至7月6日。

由于事先缺乏信息公开和公众参与,且未提出拆迁补偿条件和过渡措施,7月8日,武汉大学医学部的教职工和家属们一度堵住了宿舍区门口的东湖路。次日,与武汉大学医学部宿舍区相邻的武汉重型机床集团有限公司宿舍区的居民,也一度堵住了城市主干道中北路。

根据一份东湖沙湖连通拆迁工作内部材料,规划总用地面积竟高达1.7平方公里,拆迁量124.77万平方米,涉及8932户居民。但实际上,绝大部分居民的房屋,并不在东湖沙湖连通渠范围之内。

第7篇

【关键词】钢栈桥;钢管桩;裸岩地质;施工技术

【中图分类号】TU158【文献标识码】A【文章编号】1674-3954(2011)02-0077-02

一、工程概况

武汉至黄冈城际铁路黄冈公铁两用长江大桥主桥为钢桁梁斜拉桥,桥跨布置为:81+243+567+243+81=1215m。因主墩基础施工及后期边跨侧钢梁安装的需要,拟在南岸修建栈桥连通主墩。栈桥全长195m,跨度15m,3跨一联,共5联。北岸栈桥长240m,跨度15m,3跨一联,共6联,按双车道设计,全宽8.0m,栈桥前端设置一个会车及存料平台,主梁采用贝雷梁结构,横向布置9片贝雷梁;栈桥纵向中心线距离桥梁中心线上游侧22.0m,栈桥顶面标高南岸为+25.73m, 北岸为+24.20m。详见图1“南岸栈桥总布置图”。

图1南岸栈桥总布置图

1、地质条件

桥址处覆盖层均为粉砂层,南岸由2#主墩往岸边逐步变薄,局部墩位无覆盖层,随着施工阻水面积的增加及长江水位的上涨,覆盖层基本全部冲刷完;北岸由3#主墩至岸边覆盖层,在枯水期为7~10m厚,随着长江水位的上涨,从岸边到3#墩冲刷程度逐渐增大,3#主墩附近100m范围基本全部冲刷完。覆盖层下为砂、砾岩,属弱风化带,岩石基本承载力[σ]=2000Kpa,南岸岩面倾斜严重,岩面与竖向最大有78°夹角。北岸岩面稍平坦。

2、水文条件

桥址处水面宽约1060m,最大水深约23~24m。桥址处流量大(洪水期流量达71800m3/s),流速达3.0m/s,流向与桥址基本呈0°夹角。

二、采用钢栈桥方案的总体思路

为了有效地解决2#、3#主塔墩建设工期紧张,施工压力大的问题,达到变水上施工为岸上施工的目的,经过研究分析,采用钢栈桥方案作为主塔墩施工的物资、设备运送的主要通道,以提高主塔墩施工过程中材料、设备输送效率,减少长江水位变化对施工的影响。

三、钢栈桥结构设计

根据现场施工条件和施工需要,该钢栈桥从使用功能上由架梁通道和汽车通道两部分组成;从结构上由钢管桩基础、型钢分配梁、贝雷梁纵梁及桥面板组成。

1、钢管桩基础

钢栈桥钢管桩基础采用钻孔桩与钢管桩结合形式,利用Φ1400×14mm钢管桩做为钢护筒进行Φ1.4m钻孔桩,钻孔方式采用冲击反循环成孔,钻孔桩入岩深度不小于4.0m,钢管内灌注混凝土高度4.0m,达到钢管桩与基岩固结的目的。设置两层用槽32制作的连接系,连续墩横桥向上下设置两层连接系L3,制动墩横桥向上下设置两层连接系L3,纵桥向上下设置两层连接系L2。连续墩上层连接系设置在距钢管桩顶1m位置处,制动墩上层连接系设置在距钢管桩顶1.42m位置处,上下层连接系的间距为4m ,为了栈桥的整体稳定性得以更好的保证,连接系与钢管桩之间均采用相惯线直接焊接连接。连续墩采用2根钢管桩,横桥向间距6.0m;制动墩采用4根钢管桩,横桥向间距6.0m,纵桥向间距5.0m。南岸岸边基础采用Φ1400×14mm挖孔桩基础,北岸岸边基础采用Φ800×8mm钢管桩插打基础。其余水中栈桥基础因覆盖层极少,采用钻孔桩与Φ1400×14mm钢管桩结合形式,钻孔桩入岩深度不得小于4.0m,钢管内灌注混凝土高度不小于4.0m。最小桩长9m、最大桩长34m。水中钢管桩基础形式详见图2“钢管桩基础结构图”。

图2钢管桩基础结构图

2、钢栈桥上部结构

为满足汽车行驶和后期边跨侧钢梁安装的要求钢栈桥从上到下依次为20cm厚C30预制混凝土桥面板,贝雷梁,2HN700*300mm分配梁,2HN400*200mm桩顶分配梁。分配梁型钢长度根据各个部位的需要确定,为了增强整个钢管桩基的整体稳定性和桩顶分配梁本身的稳定性,分配梁与钢管桩之间采用刚性连接。

四、钢栈桥施工

钢栈桥钢管桩基础采用定位船定位,逐根钻孔成桩,逐根连接的施工方法进行钢桩基础施工。上部结构采用履带吊机由岸边向江中心逐跨架设、安装施工。

主要施工流程:定位船定位 导向架加工及安装 插打第一排钢管桩 冲击钻钻孔成孔 浇筑混凝土 用连接系连接钢管桩 安装桩顶分配梁,贝雷梁及桥面结构 50t履带吊机上钢栈桥按上述方法完成剩余的结构施工。

1、钢管桩基础施工

南岸岸边墩位处于的基岩上,采用挖孔桩方法施工基础:人工挖孔Φ1.6m、深度4.0m以上,埋置Φ1400×16mm钢管桩后,浇注8.0m混凝土,其中嵌入岩层深度4.0m,桩内混凝土高度4.0m,达到固结目的。北岸岸边墩位处覆盖层较厚,采用常规振动锤插打钢管桩方法进行施工。

水中墩栈桥钢管桩基础采用钻孔桩与钢管桩结合形式,利用Φ1400×14mm钢管桩做为钢护筒进行Φ1.4m钻孔桩施工,钻孔方式采用冲击反循环成孔,钻孔桩入岩深度不小于4.0m,钢管内灌注混凝土高度4.0m。

管桩插打及钻孔施工平台采用浮式导向船形式,由5组2×HN400*200mm将两艘定位船焊接成整体,两艘定位船中间预留制动墩的4个桩位,便于导向架对位和插桩,以及固定钢护筒;整个定位船两侧各安装单排钢管桩导向;即浮式施工平台定位1次可以进行8根钢管桩的插打及钻孔桩的施工。详见图3“栈桥钢管桩基础施工导向船布置图”。

图3栈桥钢管桩基础施工导向船布置图

另外北岸栈桥在水位+15m以下时,覆盖层冲刷影响较小,实际在2010年4月~5月份(覆盖层还有6~8m)施工时,采用先快速插打钢管桩,并安装贝雷梁,钻孔桩施工在贝雷梁面进行的施工方法。此种方法相当于栈桥施工成形了再施工钻孔桩,其作业面大,可以上多台钻机进行施工,也减少了钢管桩在钻孔桩施工完后须接长的一道工序,大大加快了栈桥施工进度。但需注意的是:长江水位、流速、覆盖层厚度须经常进行观测,以理论计算为依据确保栈桥施工的安全;在管桩插打时须保证管桩底已到岩面,在钻孔桩施工时,不会导致管桩下沉造成安全事故;管桩顶分配梁安装时需预留钻孔桩的孔位,钻孔桩施工完进行恢复;在实际施工时务必利用当地水文局的水位预测资料进行施工安排,绝对确保安全。北岸栈桥在6月份水位上涨过大后,同样采用的浮式导向船钻孔方法。

(1)钢栈桥钢管桩定位

在流速大、水深的长江水域利用浮式平台进行钢管桩精确定位是钢管基础施工成败的关键。

①定位时由于水流力影响,钢管桩产生整移。

经计算流速为2.5m/s,施工水位为+18.0m时,钢管桩整体最大水平位移为34.5mm。;流速为2.5m/s,施工水位为+22.0m时,钢管桩整体最大水平位移为45.0mm。插打时钢管桩中心先向上游预偏5cm;

②由于钻孔施工状态下,钢护筒与岩层为铰接、与导向船为铰接,承受水流压力,且钢管桩长细比较大。定位时除考虑水流力造成的整移外还应考虑其绕度变形。导向船锚锭系统为线性材料,在承受钢管桩水流力情况下有一定伸长,伸长量约为5cm。因此二者合计取10cm的预偏量。

③利用导向船锚锭系统精确定位定位船,并安装好导向架。将定位船向上游预偏10cm,导向架的垂直度保证在1/500以上。

(2)钢栈桥钢管桩插打

水中钢管桩下沉采用悬打法施工,用35t浮吊配合振动桩锤施打钢管桩。先将钢管桩吊起并快速从导向架内插入覆盖层中。测量组确定桩位与桩的垂直度满足要求后,开动振桩的下沉应一气呵成,中途不可有较长的时间的停顿,同时振动的持续时间不宜超过10min~15min。

(3)冲击钻钻孔

钢管桩插打至岩面后立即进行冲击反循环钻进,钻至入岩4 m后终孔进行清孔。为防止由于岩面倾斜造成钢管桩底口局部脱空,影响钢管桩与基岩有效固结,钢管桩入岩应大于2.0m。为保证钢管桩顺利入岩,冲击钻头直径采用Φ1.36m,成孔后钢管桩基础桩径约Φ1.4m,成孔后利用振桩锤复打钢管桩使其达到入岩2.0m。

(4)安装钢筋笼及混凝土灌筑

成孔并进行钢管桩跟进后,即可进行钢筋笼安装及混凝土灌注,灌注过程应连续,保证成桩质量。由于钻孔孔深较深,钢筋笼质量相对非常轻,采取制作有底钢筋笼的方法,杜绝了灌注水下混凝土时钢筋笼的上浮。

(5)割桩移船

待钢管桩内混凝土达到强度后,将各钢管桩在定位船连接的分配梁底以上部分割除,移开定位船至下一施工点。管桩进行接高至设计标高。

2、钢管桩连接系施工

连接系采用槽32的型钢组在车间焊好后运至现场整体吊装焊接,下层连接系在低水位时进行焊接。

3、上部结构施工

上部结构主要有桩顶分配梁、贝雷梁及桥面板等。这些构件均在工厂或预制场加工成型后,通过陆路运至现场,采用50t履带吊机根据钢栈桥拼装过程的需要进行逐个拼装。

4、控制结果

由竣工测量数据可知,钢管桩定位时向上游预偏10cm施工,施工完后钢管桩中心位置偏差小于5cm,垂直度小于1%,符合要求。

五、结束语

钢管桩基础、贝雷梁结构的栈桥在桥梁施工中应用广泛,其基础施工因地质条件各有不同。黄冈公铁两用长江大桥主塔墩栈桥钢管桩基础在水位高、流速大、覆盖层薄且极易冲刷、部分岩面倾斜严重的特殊地质条件下施工,取得了施工速度快、钢管桩中心位置偏差小于5cm,垂直度小于1%的良好成果,为长江上施工栈桥及同类栈桥钢管桩基础施工积累了宝贵的经验。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》JGJ041-2000

[2]中华人民共和国交通部标准《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTG 025-86

第8篇

2006年5月,重庆遭遇百年不遇的特大干旱,造成直接经济损失超过60亿人民币……

重庆大旱祸起三峡?

三年前刊播的一则新闻报道,让国人对三峡工程效应感到由衷欣慰:“三峡水库蓄水后将成为全球最大的天然‘空调’!”

报道说:2002年11月15,三峡开发总公司党组书记、副总经理李永称,三峡水库将成为全球最大天然“空调”的结论,是中科院三峡水库监测研究项目小组历时5年的论证结果。可谁也没有想到,2006年5月中旬至9月初,重庆出现了百年不遇的特大高温干旱,也创下了重庆市有气象记录以来,在降水、气温、蒸发量等方面的多项纪录!有人因此提出是由于三峡工程蓄水对新地形地貌的影响导致的这场干旱。这种说法的理由是如果把四川盆地比做一个大木桶,它最短的一根木板所在地就是长江三峡。三峡大坝的建成,等于是把这个大木桶最短的一根木板加长,也就是说,三峡大坝提高了四川盆地的凹陷程度,在三峡下游与上游之间形成一道挡风的墙,阻挡下游水汽沿长江三峡向重庆的输送循环。也就是所谓的“木桶效应”,因此造成2006年重庆干旱。

对此说法,重庆气象和水利方面的专家随即作出的解释是,全球变暖、大气环流异常(副热带高压偏西)、青藏高原去年雪少,是重庆大旱的主要原因,与三峡大坝无关。

近水也难解近渴

既然干旱与三峡大坝无关,那么,有长江和嘉陵江为全市供水的重庆,为什么还会出现守着两江水喊口渴的现象?

重庆虽然有坐拥两江之便利,然而,从2002年冬季开始,长江和嘉陵江已数次出现罕见枯水现象。江津市气象台工作人员提供的原始数据显示,2002年2月18日上午8时,长江干流宜昌站水位达38.8米,流量为3990立方米/秒,而19日宜昌水位仅38.07米,流量为2900立方米/秒,为有水文记录以来最低值、历史第四位。自2002年1月31日起,长江上游持续进入零水位(零水位即零度水位对应的上海吴淞海拔高度)以下。受水位影响,长江上游通航条件恶化,仅2002年2月27日至3月4日一周内,长江重庆段便连续发生4起船舶搁浅事故。

诸多因素,造成重庆市虽坐拥两江、却无水可用的尴尬境地。

枯水并非生态恶化所致

对长江枯水,长江水利委员会专家向记者详细分析了这一现象的成因:去年元月以来,长江流域降雨分布为南多北少。上游降水中,除金沙江偏多、乌江持平外,岷江、沱江、嘉陵江与多年平均值相比,分别减少34%、52%、17%。降水减少,直接导致各支流来水减少。进入2006年11月后,支流来水持续消退。同时,葛洲坝水电站出于发电需要,对大坝下泄流量进行了控制,近期下泄流量降至每秒2910立方米,仅比建坝以来的最低值每秒2900立方米略高。

“气候、降水、长江治理等多种因素综合作用下,造成了2006年长江枯水的现状。”长江水利委员会否认了以前不少媒体报道的“长江枯水是生态恶化表现”的说法,他认为,除上述原因外,枯水现象也与近几年国家对长江上游水土保持等进行综合治理,上游的森林植被涵养水源的能力增强对雨水形成一定程度的截流有关。

水资源浪费严重

有专家认为,上游层层修水库,截水自用;中游缺水就打井,抽地下水;到了下游,径流和地下水都没了,很多水利工程对当地来说是水利工程,对邻近的区县来说就可能变成了水害工程。

“水资源的利用不合理是造成缺水局面的重要原因。”有专家分析称,两江水枯现象一定程度上与重庆城市工业及生活用水抽取过多有关。而农业灌溉依然沿用传统方式,耗水量也异常惊人。“一亩水田每天的抽水电费有时竟高达几十元”,重庆市防洪抗旱指挥部的一位官员告诉记者。

一方面守着两江喊渴,一方面却在白白地浪费水资源,“忧患意识”的缺位成为用水危机最大的敌人。

事实上,早在2003年重庆部分区市县出现重度缺水危机之后,就应该引起人们的注意。但是当地政府并没有督促群众加强节水意识,浪费水的现象依然十分普遍,耗水大户如洗浴中心、洗车场等仍旧照常营业。城区居民对缺水概念更是一无所知,他们普遍的感觉是用水宽松,还没有体验到过“紧日子”的滋味。

类似的情况在记者日前采访的不少干旱地区依然普遍存在。节水意识、技术和制度的缺位显现无遗。

重庆害怕暴雨

其实,与干旱并肩而行的,还有不时光临重庆的暴雨。但重庆最怕的就是下暴雨。

重庆市水务局工作人员告诉笔者,现在稍一下大雨就会造成城市大量积水而影响交通。主要原因是由于城市建设的快速发展,使不透水面积大幅度增大,从而导致相同降水条件下径流系数增大、洪水提前、洪峰增大。这一方面造成了排水防洪压力增大,另一方面也使大量的雨水资源流失。

据重庆市防汛抗旱指挥部介绍,最近几年来,随着城市规模的不断扩张和外延,重庆城市人口增长较快,而很多居民小区未按标准新建排水设施,而是接入原有的市政管线,加大了排水负荷。现有的排水设施顶多也只能抵御五年一遇的洪水。一旦瞬时雨量超过道路排水系统设计能力,就会导致道路排水不畅。此外,道路硬化也在一定程度上增加了排水的压力,使雨水不能直接从地表渗入地下,增加了地表径流,从而导致大量积水,造成交通阻塞。

从2003年开始的一场又一场特大暴雨还对重庆市的防洪预案进行了考验。面对突发的汛情,如何建立快速应急反应机制,保持通信、交通、供电等方面的畅通,加强市政、水利、气象、公安、房管、园林等方面的协调配合,仍是一个有待研究解决的课题。

如何将雨水留住

重庆缺水,这是不争的事实,但雨水来了,有没有一个办法让城市雨水留下来为城市解“渴”,从而减轻两江取水的负荷呢?

“有,那就是旧城改造中推广北京水科所研究的‘城区雨水资源储存利用项目’,但该项目在重庆一直没有得到推行。”据重庆市防洪抗旱指挥部介绍,北京水利科学研究所研究的“城区雨水资源储存利用项目”,完全可以凭借一些技术手段,把雨水转化为“再生资源。”

“实际上,城市旧城改造中新建小区要上这个项目费用也不是太高,每平方米住房也就多一元多钱左右。一个小区十几万、几十万平方米,对于开发商来说就要多支出几十万元或者上百万元,他们肯定不愿意,因为今后少用水,水费也不是开发商出,他们是不会关心今后用水的多少。”

“‘城区雨水利用项目’推广不开,关键是没有强有力的政策措施。”据悉,2004年重庆有关部门曾作出了《关于加强建设用地雨水资源利用的暂行规定》,规定“建设单位在建设区域内开发利用雨水不计入本单位用水指标,且可自由出售。在规划市区、城镇地区等修建专用雨水储存设施的,可以申请减免防洪费”。但是,由于这个“暂行规定”对违规行为的处罚措施不够“硬”、提供的优惠政策不够“甜”,结果开发商一算账,发现上缴的排洪费远远低于城区雨水利用项目费用,纷纷采取了集体对抗。

“实际上,如果适当提高排洪费收费标准,对上‘城区雨水利用项目’的开发商免收排洪费。如果不上‘城区雨水利用项目’所交的排洪费大于上该项目所花的成本,开发商自然就会自愿上这个项目了。”

节水型城市是必然

目前,重庆市除了正在开展改变“守着两江不怕无水喝”错误观念的活动以外,在将来的发展规划中也已决定压缩高耗水业,实施科学的节水管理,努力创建节水型城市。

第9篇

【关键词】 城区水体水质,补水活水,引水活水

一、泰兴市城区基本情况

泰兴市位于江苏省中部、长江下游北岸,北与高港区、姜堰、海安三县(区)接壤,东与如皋市毗连,南邻靖江市,西与扬中、常州两市隔江相望,总面积1172.27平方公里。泰兴全境属长江三角洲冲积平原,整个地势东北高西南低。按地貌特征分为沿江圩区、沿靖圩区和高沙土地区三个自然区。城区位于市域西部,西距长江8公里,面积27.49平方公里。目前正向建设中等城市的目标迈进,城市功能更加完善,已由过去的行政中心逐渐演变为集行政、工业、商业、三产服务为一体的多功能城市。

二、泰兴市城区水环境存在的问题

泰兴市城区地势平坦,河网密布,河网区内河道纵向坡度小,水位变幅小,河水较长时间不流通,水生植物大量生长,富氧物质不断增加,再加上部分污水的排入,远超过河道的自然净化能力,致使水质恶化,给城区人民生活带来严重影响和危害。变质的水源和水环境对人体健康造成直接危害,各种疾病的发病率大幅度增加,因此,必须采取切实有效的措施进行治理,改善水环境。根据泰兴毗邻长江、通江节制闸及内河河网等水利工程比较完善这样一个有利条件,将长江和内河河网有机地联系起来,有效地改变城区内河河网的水动力条件,充分利用长江丰富的水资源,尽快改善泰兴市城区内河水质,成为亟待解决的问题。

三、补水活水的必要性和可行性

泰兴城区西依长江,长江水量充沛,水质良好。现状长江泰兴段如泰运河口各项水质指标平均值均符合国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ~Ⅲ类标准,能满足集中式生活饮用水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场对有关水质的要求,重金属和有毒类物质均未检出。目前长江泰兴段水质能稳定保持在Ⅲ类标准以上。因此,由于多年来长江泰兴段水质稳定、水量充足,成为泰兴市城区理想的引水水源。

四、引水活水方案

泰兴城区以如泰运河、两泰官河、羌溪河三条区域性河道为界线将中心城区分为东北区、东南区、西南区、西北区四个分区进行水流路径调控。为满足城区分片进行引水活水功能,需要在河道上设置相关涵闸,控制调度引水路径,共需设置涵闸65座,口门宽4~6米,其中闸站结合20座,装机流量101立方米/秒。

1、东北区

东北区范围为北至跃进河、东至耿戴中沟、南至如泰运河、西至两泰官河,规划形成一个独立的引水活水系统。

由于如泰运河通长江,在长江边有船闸和节制闸进行控制,两泰官河与如泰运河直接相通,汛期时利用长江高水位,开启如泰运河节制闸,提高如泰运河、两泰官河水位(最高水位控制在4.0米),开启东北区内河与如泰运河、两泰官河交汇处的节制闸,引如泰运河、两泰官河水进入东北区,通过南北向河道众安港、星火中沟、房庄中沟向北流动排入跃进河,通过东西向河道东东风河向东流动排入耿戴中沟,形成自引自排系统。非汛期时,由于内河水位与长江、如泰运河水位相差不大,不能通过外河高水位进行引水活水,规划关闭东北区内河与跃进河、耿戴中沟交汇处的节制闸,利用众安港与耿戴中沟交汇处的泵站和联盟中沟与跃进河交汇处的泵站,抽排内河污水入跃进河、耿戴中沟,降低内河水位,开启内河与如泰运河、两泰官河交汇处节制闸,引如泰运河、两泰官河清水进入东北区,形成自引机排系统。

2、东南区

东南区范围为北至如泰运河、东至封庄中沟、南至战备河、西至羌溪河,规划形成一个独立的引水活水系统。

由于羌溪河与如泰运河直接相通,汛期时利用长江高水位,开启如泰运河节制闸,提高如泰运河、羌溪河水位,开启东南区内河与如泰运河、羌溪河交汇处的节制闸,引如泰运河、羌溪河水进入东南区,通过东西向河道北湾河—朱庄河、张立中沟、南跃进河向东流动,通过东军田河排入封庄中沟,通过南北向河道羽惠河等向南流动排入战备河,形成自引自排系统。非汛期时,由于内河水位与长江、如泰运河水位相差不大,不能通过外河高水位进行引水活水,关闭东南区内河与封庄中沟、战备河交汇处的节制闸,利用羽惠河与战备河交汇处的泵站,抽排内河污水入战备河,降低内河水位,开启内河与如泰运河、羌溪河交汇处节制闸,引如泰运河、羌溪河清水进入东南区,形成自引机排系统。

3、西南区

西南区范围为北至如泰运河、东至羌溪河、南至南三环路、西至三阳中沟,规划形成两个引水活水系统。

(1)内城河引水系统

现状内环城河上建有三座闸站,通过控制望江节制闸和翻水站(引水能力1.0立方米/秒),由南外环城河向内环城河补水、控制东门节制闸和双向泵站(引、排水能力为2.0立方米/秒);由羌溪河向内环城河补水及排水入羌溪河;控制西门闸站(排涝能力为2.0立方米/秒),排水入西外环城河。

利用现状内城河引水系统,增加引水泵站规模,提高引水换水频率。

(2)西南区引水活水系统

西南区引水活水系统,汛期时利用长江高水位,开启如泰运河节制闸,提高如泰运河水位,开启西南区内河与如泰运河交汇处的节制闸,引如泰运河水进入西南区,通过外城河、金沙中沟向南排入汤庄河,形成自引自排系统。非汛期时,由于内河水位与如泰运河、羌溪河水位相差不大,不能通过外河高水位进行引水活水,关闭西南区内河与羌溪河、新汤庄河交汇处的节制闸,利用新段港与三阳中沟交汇处、老上横港与汤庄河交汇处2座排水泵站,抽排内河污水入三阳中沟、汤庄河,降低内河水位,开启内河与如泰运河、羌溪河交汇处节制闸,引如泰运河、羌溪河清水进入西南区,形成自引机排系统。

4、西北区

西北区范围为北至跃进河、东至两泰官河、南至如泰运河、西至郭庄中沟,规划形成一个独立的引水活水系统。

由于两泰官河与如泰运河直接相通,汛期时利用长江高水位,开启如泰运河节制闸,提高如泰运河、两泰官河水位,开启西北区内河与如泰运河、两泰官河交汇处的节制闸,引如泰运河、两泰官河水进入西北区,通过东西向河道东风河向西流动排入郭庄中沟,通过南北向河道幸福中沟、友谊中沟向北流动排入跃进河,形成自引自排系统。非汛期时,由于内河水位与长江、如泰运河水位相差不大,不能通过外河高水位进行引水活水,关闭西北区内河与跃进河、郭庄中沟交汇处的节制闸,利用幸福中沟与跃进河交汇处的泵站、东风河与郭庄中沟交汇处的泵站,抽排内河污水入跃进河,降低内河水位,开启内河与如泰运河、两泰官河交汇处节制闸,引如泰运河、两泰官河清水进入西北区,形成自引机排系统。

第10篇

关键词:金沙江;泥沙;水库;淤积;长江干流

我国水资源丰富,拥有大量的河流,其中流域面积达到100km2以上的河流就多达5万以上。纵观我国河流研究的两个特点,其一是水资源时空分布极不均匀,其二是我国河流泥沙化严重,长江上游的金沙江即是其中的典型代表[1]。潘久根、曾小凡等[2-4]学者通过研究中指出,金沙江作为长江干流泥沙的主要来源,其泥沙随着水流大量进入到长江干流中,而金沙江泥沙更是多产自于金沙江下游,主要来自渡口,雅砻江汇口至屏山的干流区间。

陈松生[5]通过研究指出,1991-2000年间,金沙江径流量并未发生大的变化,但是来沙量明显增大,2001年以后输沙量更是进一步有增大的趋势。而随着21世纪金沙江作为我国重要的水电基地的地位提升,并批准了一批在金沙江上进行的水利工程,这些工程对金沙江的径流及泥沙特性有了较大的影响,故而有必要根据当前的情况对此作出研究。

当前在金沙江流域下游开发阶段主要为白鹤滩、乌东德、溪洛渡及向家坝的梯级开发,白鹤滩及乌东德尚处于待建设完成状态,而溪洛渡与向家坝则分别已于2012及2014年正式投入生产。而向家坝及溪洛渡在可研阶段,项目已对二者建成后的拦沙功能作出了预期,预计其运行可有效解决三峡严重的泥沙淤积情况。

1 研究区域及数据来源

金沙江作为长江上游主要产沙区之一。目前学界对金沙江全段分段由石鼓及攀枝花两观测站分为三段,其中以攀枝花之后的流域称为金沙江下游,并以攀枝花站下游径流量及输沙量的控制站。过去以屏山站作为向家坝的出口控制站,由于2012年向家坝正式蓄水,故而在2012年始重新启用向家坝下游的向家坝站作为出库控制站,而多年平均数据使用过去屏山站数据,三峡入库控制站国内有选择寸滩的也有选择朱沱站的,根据Hu[6]等的研究,指出88%的泥沙淤积发生在三峡大坝至寸滩之间,而其余在寸滩之上,故而对三峡水库的入库泥沙评估采用寸滩的观测数据。数据来源主要为水利部长江水利委员会主编的长江泥沙公报[7]。

2 金沙江流域径流量及泥沙量统计分析

金沙江多年平均含沙量高达1.7kg/m3,约为三峡入库沙量的1/2,对于三峡水库的泥沙淤积影响非常大。按照金沙江梯级开发的设计,将会利用金沙江输沙量高度集中在汛期的特性,合理调度可使大部分入库泥沙淤积在死库容内。其中在溪洛渡环节充分利用其高达540m的死水位,而其正常蓄水位距离死水位水头尚有60m的高程,其大量拦沙后不会影响到电站的效益。而根据设计模型分析计算,溪洛渡正式投用后,三峡库区入库沙量将比此前天然状态减少34%以上。

在向家坝及溪洛渡正式投产之后,根据长江泥沙公报将采集到的相关径流量及输沙量情况分别列入表1、表2:

通过对数据分析可知:

径流量较多年平均流量而言,自2010年之后总趋势呈现逐渐递减的趋势,而年间的变动幅度也不是很大,分析是由于所取年份区间的降雨量变化幅度不是很大,且部分受金沙江中上游新建一批水利工程的影响。而与此相比,输沙量变动则较大,尤其是屏山站(向家坝站)之后变动的幅度非常大。

因此,降雨量对于金沙江流域流入到长江干流的泥沙有十分巨大的作用,张方伟[8]等人指出,近年金沙江流域降雨量整体趋势呈现一个递减的状态,而随着金沙江上梯级水库的开发,这一趋势是否会加强尚有待于继续观察。与之对应的正是最近这几年径流量与输沙量的不断下降。而在2012年,由于降雨量加大,故而泥沙量在当年发生了极大地波动,也可从另一方面说明金沙江下游泥沙所受的如今受降雨量影响十分大。

输沙量随着金沙江上一系列梯级电站的建立而不断地递减,整体呈现了非常好的拦沙效益,但是同时我们也必须意识到由于金沙江来流的泥沙全部被拦截,则汇入长江干流水体的挟沙力会大大增大,而这对于下游河道的冲刷会大大增强。朱玲玲[9]等人通过研究指出,向家坝水库蓄水后自2012年10月至2014年10月期间,坝址至宜宾干流段(长约29.8km)河道表现为冲刷,共冲刷了741.1万m3,而万占伟[10]等人也通过对小浪底的研究指出类似的规律,指出水库下游的冲刷情况需要得到重视。

3 结束语

过去对金沙江流域的研究都是自60年代开始研究,但是由于如今金沙江进行梯级开发后,水沙的情况已发生较大变化,结合当下已有的研究成果,将2010年后长江泥沙变化情况作为全新研究对象,而将在此之前的数据作为往年数据,仅作为多年平均流量以作参考。

由于向家坝及溪洛渡建成时间较短,而后续还有乌东德及白鹤滩尚未完全完工,所以当下对于金沙江水沙情况的研究还较少,目前能切实验证的是梯级开发对于长江干流泥沙的减少有较强的作用,有效减小了三峡水库的淤积压力,但同时下游河道的冲刷情况也较为严重,结合小浪底的冲刷实况,我们需要结合现有情况,实时研究现状的变化,以对未来可能出现的不利情况作出预警,并为其他的类似工程提供经验。

参考文献

[1]王光谦.河流泥沙研究进展[J].泥沙研究,2007(2):64-81.

[2]潘久根.金沙江流域输沙特性分析[J].水土保持通报,1997,17(5):35-39.

[3]徐长江,范可旭,等.金沙江流域径流特征及变化趋势分析[J].人民长江,2010,41(7):10-14.

[4]曾小凡.1961-2010年金沙江流域降水时空演变特征[J].长江流域资源与环境,2015,24(3):402-407.

[5]陈松生.金沙江流域不同区域水沙变化特征及原因分析[J].水科学进展,2008,19(4):475-482.

[6]HU B,YANG Z,WANG H,et al.Sedimentation in the Three Gorges Dam and the future trend of Changjiang (Yangtze River) sed-iment flux to the sea[J].Hydrology and Earth System Sciences,2009,13(11):2253-2264.

[7]水利部L江水利委员会.长江泥沙公报(2003-2013)[R].武汉:水利部长江水利委员会.

[8]张方伟,李春龙,等.金沙江流域降水特征分析[J].人民长江,2011,42(6):94-97.

[9]朱玲玲,陈翠华,等.金沙江下游水沙变异及其宏观效应研究[J].泥沙研究,2016,5:20-27.

第11篇

关键词:江湖连通;环境影响评价;引江入湖;水质影响;生物影响;环境影响

中图分类号:X820.3文献标识码:A文章编号:16749944(2014)02019204

1引言

武汉市位于长江中游,江汉平原东部,长江与汉江交汇处,河流湖泊密布,围绕长江、汉江等干、支流,形成庞大发达的河湖水网。武汉全境水域面积2217.6km2,覆盖率为26.10%,全市湖泊193个,被称为“百湖之市”。但是,分析武汉市水资源水环境现状,其存在江河水污染严重,水质下降,湖泊富营养化严重等问题,不仅破坏水生生态环境,损害市容市貌,影响人们的生活质量及健康,而且已成为武汉市实施可持续发展战略的制约因素。

近年来,政府及专家提出江湖连通的治湖思路,且部分工程已进入实施阶段。世界自然基金会介绍,十多年来,江湖连通的理念已在全国50个湖泊得以实现。湖泊中生物多样化得到了恢复,鱼类品种不再单一。吕善功在《武汉市江湖连通构想初探》中指出,江湖连通是保护水生生态环境、保证水安全、建设水景观、繁荣水文化、发展水经济的迫切需要\[1\]。武汉市长江、汉江过境水资源丰富,以江水置换湖水是改善湖泊水质的便捷、经济、有效的途径。而江湖连通之后又会对湖泊及武汉的环境带来什么影响,是一个值得研究的课题。本文主要研究江湖连通对生态环境的有利与不利影响,并对江湖连通的主要环境影响进行初步评价和对策研究。

2武汉水资源环境现状

武汉市位于长江中游,江汉平原东部,长江与汉江交汇处,市区由隔江鼎立的武昌、汉口、汉阳三部分组成,通称武汉三镇。武汉市市内湖泊星罗棋布,20世纪60年代市内有大小湖泊127个,素称“百湖之市”。根据武汉市水资源公报,2011年武汉市地表水资源量23.48亿m3,水资源总量为27.24亿m3,长江、汉江过境客水总量5572亿m3,过境水量巨大。

随着城市建设、经济开发以及房地产开发(填湖建房)等,使武汉市的湖泊数量(截至2002年3月)增至192个,主要是1个大湖变成数个小湖,而湖泊面积却大大萎缩,仅东湖在20年里就减少了1094亩。同时也导致水体自净能力下降、水质下降、湖泊富营养化等问题,不仅破坏水生生态环境,损害市容市貌,影响人们的生活质量及健康,且已成为武汉市实施可持续发展战略的制约因素。以汉阳区和武昌区为例,其境内各湖泊主要污染物超标项目见表1。因此,如何改善武汉地区水资源环境是当前我们要面对的重要难题。而江湖连通作为传统治理手段,因其对技术、地域等要求较为特殊,被越来越多地用于水环境治理。3江湖连通工程介绍

武汉市历史上江、河、港、渠与湖泊之间都是自然相通的,随着武汉市社会经济和城市建设的快速发展,导致水系分割,湖泊萎缩,使原本江湖通达的水系变成了死水、脏水,失去了水系固有的灵性、活性。为改变这一现状,武汉市确立了打通湖泊水系网络、恢复湖泊生态功能的治水思路。

江湖连通使湖泊水由死水变为活水,通过不断引入其他水体的水,形成动态水网,提高了水体的自净能力,使水体的污染物质得到稀释净化,浓度降低,从而改善水环境,增加水体含氧量,提高水体透明度,为湖泊生态修复打下基础,营造可持续发展的生态环境。而且江湖连通是维持湿地生态系统活力的基本要素,维持水系的连通就是维护湿地“血液”的动脉畅通,使湖泊水位随长江水位而变动,使湿地水面呈现出周期性变化,变化的水面、水位、流量、流速和水温是湿地需要的水文要素,也是水生生态系统赖以生存的环境。

汉阳六湖连通方案见图1。江湖连通方案构建主要考虑周边水环境特征、水情水势、水源水质质量、现有水利设施的分布及规模等因素。方案的组成要素包括连通形式与范围、引水水源、目标水域、引水路线、受水区等。

图1六湖连通及生态修复工程水利调度工程 大东湖水网连通治理工程是湖泊治理的一次尝试,不同于以往截污、治污的传统治理方式,连通工程在截污控污工程的基础上,通过引水使水体流动以期水质污染状况得到缓解,以清水入湖的手段来促进水生态的修复。运行后的污染稀释作用只是一部分,更主要的目的是为三大工程中的生态修复工程打下基础,通过引水,使水生藻类及水生动物得以生存,从长江引入的水生物种也有助于恢复湖泊的生物多样性。

4江湖连通的主要环境影响的初步评价

4.1江湖连通对水质影响评价

通过江湖连通,可以达到调水的目的,使水质得到很大的改善,各湖泊间和江湖间水力联系和水体流动性的增加,有利于污染物的稀释、扩散和降解,增强湖泊自净能力。同时,通过青山港引水闸将重建江湖生态廊道,使江湖隔绝的静水湖泊向趋于历史自然状态的江湖连通水系转变,有利于增强江湖生态联系,重建江湖复合生态系统。武汉水网构建工程的实施有利于改善湖泊水质和生境质量,促进湖泊生态系统向良性循环方向演化。

然而,引江入湖虽然可以改善受污染湖泊的水质,但也可能会使大量的泥沙流入湖泊,导致湖泊中泥沙大量沉积,而且泥沙携带的有机物也会使COD值升高,甚至会引起水体富营养化,使得湖泊水质并没有得到改善。在引水时间与引水量确定后,分析引水后可能带入湖中的泥沙量, 在引渠沿线适当地点设置泥沙预沉池,以对所引江水中挟带的泥沙进行预沉处理,进入东湖的沙量还可大为减少。

同时,“引江灌湖”并没有对污染物进行处理,污染还是存在的,只不过位置变了,随江水向下游扩散,本质上是污染的转嫁,并不是治理,而汉口位于下游,正是武汉市人口最密集的中心地带,生活污水和工业企业通过管道和沟渠收集和排入水体的废水,往往含有纤维素、糖类、淀粉、蛋白质和脂肪等有机物,还含有氮、磷与硫等无机盐类以及病原微生物等污染物,这些污染物可能通过引江入湖进入湖泊水体,进而带来更大的危害,同时可能导致水葫芦等入侵。

4.2江湖连通对水生物影响评价

1992年夏天,武汉某地因湖水浸入长江流域内,引起下游地区出现了大量的血吸虫感染病例,因控制及时才未引起流行。江湖连通同样可能带来血吸虫危害,因此如何安全实施江湖连通工程,值得我们好好思考。同时,引江纳苗可能对大东湖的渔业养殖产生一定风险。目前大东湖的鱼类以人工养殖品种为主,天然鱼类种群普遍较小,鲢、鳙约占渔获总量的97%,水网连通可能导致野生杂鱼种群数量增加,与养殖鱼类争抢饵料和栖息空间,导致单位水域渔业生产力下降;另外,引江纳苗可能导致凶猛肉食性鱼类增加,如鳜、、、、类等,对养殖幼鱼资源损害较大。

4.3江湖连通对景观环境影响评价

景观环境,是指由各类自然景观资源和人文景观资源所组成的,具有观赏价值、人文价值和生态价值的空间关系。近几十年来,随着城市化程度的提高和大东湖湖泊生态系统的恶化,大东湖地区鸟类的觅食与栖息环境呈不断下降趋势,鸟类种类明显减少,许多有记载的珍稀候鸟均已在该地区消失。江湖连通工程实施后有利于改善大东湖水质,重构健康湖泊生态系统,水生植被、浮游生物、底栖生物和鱼类资源的种类与数量将有所增加,且有利于改善鸟类栖息、觅食环境。生态修复工程将在湖泊周边新建滨湖湿地,景观工程将结合连通渠道在渠道两侧新建休闲公园和防护林地,为鸟类营造更多的适宜生境和迁徙通道。

同时,江湖连通是维持湿地生态系统活力的基本要素。长江中下游湖泊湿地是在地质构造和气候变化背景下,由长江洪枯过程交替和水沙输移等作用下的产物,复杂的江湖关系和水系连通性创造了丰富多彩的生物栖息地及生物多样性。历史上,长江中下游湖泊湿地都在不同程度地与长江水系保持连通,也正是由于沿江湖泊的调节,使长江汛期留有低洼的地方蓄滞洪水,在枯季又向长江补水,保障了人们生产和生活安全,维持着两岸湿地的地下水位,使长江沿岸洲滩和湿地生机勃勃。

与长江急流水域比较,通江湖泊保持了缓流或者静止水体的环境,一些重要鱼类(如四大家鱼)需要在急流的长江中产卵,要到静水湖泊中育肥和成长,江湖连通为许多洄游或半洄游鱼类提供“三场一道”(索饵场、繁殖场、育肥场和回游通道),这种静与动的水环境,构成了长江中下游特有的极为丰富的湿地环境和生物系统。鄱阳湖和洞庭湖都是吞吐型湖泊湿地,都具有“洪水一片,枯水一线”的特点,枯季大片滩地及浅水区是国际重要的越冬候鸟栖息地,是全球生态系统重要的环节之一。维持水系的连通就是维护湿地“血液”的动脉畅通,使湖泊水位随长江水位而变动,使湿地水面呈现出周期性变化,变化的水面、水位、流量、流速和水温是湿地需要的水文要素,也是水生生态系统赖以生存的环境。另一方面,江湖连通加快了换水周期,改善了水质,防止了湖泊富营养化和沼泽化,保持了湖泊的活力,延长了湖泊的寿命。

4.4江湖连通对大气环境影响评价

扩大水面的面积,对于缓解热岛效应、改善气象环境、提高人体舒适度是很有意义的。实施六湖连通工程,形成环市水系,调节市区气候,将分散的水域资源集中,形成环状流动且连通的水域体系,一方面水的蒸发将带走大量热量,另一方面水的比热大于混凝土的比热,在吸收相同热量的条件下,两者升高的温度不同而形成温差,必然加大热力环流的循环速度,而在大气的循环过程中,环市水系又起到了二次降温的作用,这样就可以使城区温度不致过高,达到降低城市“热岛效应”的效果,同时也可彰显武汉市各城区的滨水特色。

江湖连通可以增大湖泊的面积,加速水分的蒸发,增大空气的湿度。空气中的粉尘可以从周围空气中吸收水分,增大粉尘的含水率,从而影响粉尘的其他物理性质,如增大黏附性,也使得粉尘容易降下来,降低空气中的粉尘量,从而可以减缓雾霾现象。

5江湖连通环境影响对策

5.1水源地选择及水质保证

水源选择主要按照水质、水量、含沙量及供水设施、自流条件、污染转移等等进行综合比较。汉阳地区江湖连通方案体系按范围及线路,可分为外连通方案和内循环方案。外连通方案主要是恢复江湖动态联系,构筑江湖生态通廊,增强湖泊水体富氧能力,改善湖泊水质\[2\]。内循环引水是促进湖泊与连通渠的水体流动,变静水为流水,为湖泊及连通渠的生物净化设施运行创造条件。由于项目具有雨洪同期的特点,考虑城市防洪要求,当汉江水位高于25.21m时,停止引汉江水。考虑城市排涝要求,雨季采用边引边排或先排后引的方式引水,受降雨影响,丰水期连续引水的时间短,为了适应这一特征,宜采用大流量、短周期的方式,快速改善湖泊水质。同时,引江纳苗的时段亦出现在丰水期,采用大流量引水将增强引江纳苗的效果。

同时,引江灌湖要进行引水时间选择及入湖沙量预测,预防泥沙大量被引入湖中,也可以防止在城区排污量较大的时间内引江入湖而导致大量污染物进入湖泊,且湖泊中的污染物也出不去,进而使湖泊富营养值升高,引发水华等现象。需要注意的是水质的富营养化是水葫芦迅速蔓延的主要因素,要想长期有效地阻止水葫芦的疯长,关键是要净化水质,防止水域富营养化,消除适宜其生长的环境因子。因此,治理水葫芦要与控制工农业废水、城市污水流入水域,控制营养物质向水系的输入,加强地表泾流的治理等综合措施结合起来,才能收到良好的效果。

城市湖泊水深一般较浅,容积有限,若无防沙措施,会造成湖泊淤积,加速湖泊萎缩,因此必须研究防沙技术措施,在引水渠开挖沉砂池。水网连通工程的防螺措施主要是修建沉螺池,运用沉降、拦截的原理,采取沉螺、阻螺相结合的方法,将引入的钉螺、螺卵全部阻拦在沉螺池内,阻止钉螺引入六湖。不同湖泊之间,以及同一湖泊的不同区域,其水体质量往往存在较大差异,因此,容易出现高污染负荷的水体流向低污染负荷水体的现象,必须调整水力调控的线路和方向,优化引水方式。

城市湖泊由于生活污水、工业废水的长期污染,导致氮、磷含量极高,且存在不同程度的重金属污染。水网连通后,由于流态的改变,可能引起湖泊底泥再悬浮,产生二次污染\[3\],所以要调整连通渠道出、入湖口门形态,减小出、入湖流速。将连通渠道出、入湖口门段设计成喇叭型,从距离渠首约100~200 m开始,逐渐加宽过水断面,以达到减少流速、减轻口门底泥扰动的目的。

注重湖泊水域周边陆地生态环境的保护和修复,尽可能保留湖泊的自然形态(包括其纵横断面),保留或恢复生物的多样性,即保留或恢复湿地。规划设计提高水体自净能力的植被种植和水生动物的放养,在充分利用当地野生生物物种的同时,慎重引进可提高水体自净能力的其它物种。应该加大对外来入侵物种的防治,尽快建立针对入侵生物的预警体系,将生物、化学、机械、人工、替代等单项技术融合起来,提高公众对外来物种的防范意识。

5.2环境管理措施

对水质进行监测,依据《地表水和污水监测技术规范》分别进行水环境现状监测和水污染源监测。相关部门对湖泊水质要安排专业定期的取样检测,主要检测的项目有物理指标、金属污染物、无机阴离子污染物、营养盐及有机污染综合指标、有机污染物、底质以及活性污泥性质检测。定期监测可以及时发现水质的异样,及时采取措施进行处理,以防严重时增大处理难度。

同时,应该结合地区截污规划,进一步完善湖泊截污系统,控制区域内的分散点源。由于市政管网收集系统覆盖率毕竟有限,而且配套管网的建设和完善也有一个较长的过程,这样就会有部分地区的污水无法进入市政管网收集系统。针对这些地区产生的水污染源,采用分散型污水处理技术,解决其对环境的污染问题。对污水处理厂尾水进行深度处理和中水回用。因地制宜控制城市面源。结合本区域的绿地规划与景观规划,因地制宜实施面源治理工程,削减湖泊区域面源污染负荷,有效保护六湖水体,推动大东湖水环境的逐步改善;同时削峰减峰,一定程度上缓解湖泊区域的防洪排渍问题。

除此之外,还应控制局部内源污染。沙湖和北湖等湖泊水体及沙湖港、罗家港等港渠由于受到城市污水的长期污染。湖(渠)底淤积严重,底泥污染积重难返。通过实施清淤工程,有效控制内源污染,为湖泊港渠生态修复创造条件。

最后要实施水网生态修复。在点源截污、面源控制的基础上,结合水网连通和引江济湖,通过人为模仿自然生态系统,并根据湖泊水体的自净能力加以改造和强化,使得该地区的水生态系统具有物种多、流通强、环境好、景观美、功能强等特点。

6结语

通过一系列的环境影响分析发现,汉阳湖泊治理不仅可以改善地区环境,而且可以根据其治理效果,使其它富营养化湖泊治理时借鉴其经验,从而总结此类湖泊治理的科学合理的方案。更重要的是,通过治理手段的优化,既节省成本又能产生经济效益,让污染物成为再生资源,使湖泊治理成为产业。最后,做好科学规划,合理布局,把引江灌湖的弊端降到最小程度,尽可能地利用湖泊自净修复功能是一种更加经济有效的方法。

参考文献:

[1] 东湖环境质量评价研究协作组.东湖环境质量评价[J].华中师范大学学报,1980(专辑).

第12篇

三峡工程是当今世界上最大的水利枢纽工程,也是治理和开发长江的关键性骨干工程。三峡工程2003年6月进入围堰发电期,2010年10月三峡水库蓄水至设计的正常蓄水位175米。其间,长江流域发生了强震、干旱、洪涝等自然灾害,引起了人们对三峡工程的热议,有人甚至质疑这些灾害是“三峡工程惹的祸”。

为此,记者日前专访水利部长江水利委员会主任蔡其华,详解广大读者疑问。

蔡其华说,长江委承担着长江流域的水行政管理职能,是三峡工程的设计总成单位,也是调度管理单位,有责任、有义务及时研究解决三峡工程的有关问题,本着实事求是的态度回应社会关切。

三峡工程未改变流域高空天气形势

有人近期提出了长江中下游持续严重干旱与当前的局部洪涝是三峡水库“诱发”的疑问,针对这一问题,蔡其华表示,长江流域发生严重干旱的原因:2010年10月以来,长江中下游地区降雨持续严重偏少,造成江河湖库水位普遍偏低,长江中下游湖北、湖南、江西、安徽、江苏等地发生秋冬春夏四季连旱的特大干旱局面,干旱范围之广、时间之长、抗灾之急,历史罕见。发生严重干旱的主要原因是降雨持续严重偏少,受赤道东中部太平洋拉尼娜现象影响,2011年以来大气环流系统异常显著,南方热带系统偏弱,北方冷空气活动势力强大,流域水汽输送通道未能有效建立,造成长江流域降雨偏少4成,其中长江中下游偏少5成,为建国以来最少。

近期局部洪涝的原因:进入6月份以来,长江流域也处于主汛期,多个地方发生局地的强降雨,致使流域内湖北、湖南、江西、贵州、四川、安徽、重庆等省市发生局地洪涝灾害,但长江干流及主要大支流汛情平稳。

造成局部地区洪涝灾害的主要原因是冷暖气流交汇造成的强降雨。6月3-17日,长江流域发生了4次较强降雨过程,4次过程的共同特点是降雨都主要发生在长江中下游干流附近及两湖水系,累计雨量超过100mm笼罩面积约66万km²。

蔡其华谈到,三峡工程并未改变流域高空天气形势。近年来,全球气候变暖是不争的事实,导致了极端天气事件频发。从天气成因来看,造成极端天气事件的主因是从地面到约5500米之间高空天气形势的变化。三峡坝高仅185米,相对于5500米来说是一个微量,不至于对长江流域高空天气形势产生影响。部分地区大旱属降雨特枯年份发生的自然现象,与三峡水库无关。大型蓄水工程由于水面蒸发可能使得水库周边地区湿度有所增加,这对干旱而言属正面效应。

三峡工程在旱涝连灾中的作用

蔡其华表示,今年前5个月,三峡水库水位从175米持续消落,长江防总调度三峡水库共向下游补水约195亿立方米。尤其是5月以来,为应对长江中下游持续干旱,支持中下游沿江地区抗旱引水,长江防总先后四次加大三峡水库下泄流量,共向下游补水44亿立方米。

据测算,因三峡水库补水,长江中下游干流各站水位均有不同程度的抬升,其中4月、5月抬高荆江河段水位0.9米到1.2米,抬高长江中游干流水位0.7米到1米,抬高长江下游干流水位0.6米到0.9米。

补水不仅解决了因水位下降而导致的湖北观音寺、颜家台闸移动泵站不能在固定基座上设置的困难,而且降低了沿江城镇应急取水泵站和电灌站的扬程,有效提高了取提水效率。同时,补水还使航运船舶装载率提高,中游河段航运运输成本下降约10%,并且初步遏制了水位下降对中下游河道、湖泊等生态环境的不利影响,取得了较好的供水、灌溉、航运和环境等综合效益。

在防汛方面,入汛以来,长江上游尚未发生较大洪水,三峡工程的防洪效益还没有机会发挥,但已为拦蓄上游洪水做好各项准备工作,长江防总正严阵以待,长江上游一旦发生洪水,将通过科学调度,充分发挥三峡工程的巨大防洪作用。

三峡工程利大于弊

蔡其华表示,三峡工程的建设利大于弊。三峡水利枢纽是治理开发长江的关键性骨干工程,具有防洪、发电、航运、供水等巨大综合效益。

防洪方面,三峡水库防洪库容221.5亿立方米,可有效控制上游洪水,荆江河段的防洪标准可由目前的10年一遇提高到百年一遇。去年汛期,面对近十年来最大的洪水,三峡工程累计拦蓄洪水260多亿立方米,为下游防洪节约了大量的人力和物力。据初步测算,去年汛期,三峡工程防洪经济效益达到266亿元。

发电方面,三峡工程水电装机容量2240万千瓦,年发电量超过900亿千瓦时,对缓和华中、华东、华南地区电力紧张状况有重要作用,对国民经济发展和减少大气污染起到重要作用。截至去年底,三峡-葛洲坝梯级电站累计发电8608亿千瓦时。

航运方面,三峡工程建成后可显著改善长江特别是川江渝宜段(重庆-宜昌)的航道条件,可使万吨级船队直达重庆,并较大改善中下游枯水季节航运条件,使长江真正成为黄金水道,对促进西南与华中、华东地区的物资交流和发展长江航运事业具有积极作用。

同时,三峡水库在枯水期下泄流量较天然情况增大,有利于改善下游水环境状况和供水条件;此外,还具有巨大的旅游效益,是一个条件优越、效益显著的综合利用水利枢纽。

蔡其华谈到,对三峡工程有可能产生的不利影响,包括对环境与生态的影响问题,库区地质灾害防治问题,水环境保护问题等,在三峡论证阶段都已经进行了充分论证,在设计阶段提出了解决的方案,在工程建设期间,按设计完成了相应的工程建设。

三峡工程建成投运后,根据工程运行情况,长江水利委员会对水库进行了优化调度,全面发挥三峡工程的综合效益,为我国经济社会发展作出了很大贡献。同时,对上下游带来的问题也一直在认真研究,并进行了相应的治理,使工程多利少弊,长治久安,全面发挥综合效益,成为造福人民的工程。

完善科学调度发挥综合效益

三峡工程在实现社会效益和经济效益同时做到了统筹兼顾。蔡其华谈到,三峡工程的社会效益主要是指防洪、航运、供水与生态等方面的效益,经济效益主要是发电效益。三峡工程如何实现社会效益与经济效益的统筹兼顾,是三峡水库运用过程中需要不断研究、探索与实践的科学与技术问题。

三峡水库调度原则是发电服从于防洪、服从于生态,电调服从于水调。科学的调度是实现三峡工程社会效益和经济效益统筹兼顾的关键,也就是说没有科学的调度就不可能实现三峡工程社会效益和经济效益的统筹兼顾。

从三峡工程论证开始在这方面已做了大量的研究工作,特别是2008年三峡工程进入试验蓄水期以来,加强了研究和有关试验实践工作,已取得了一定的成效。2009年10月《三峡水库优化调度方案》已经国务院批准。在严格执行优化调度方案的基础上,还加强了中小洪水调度运用、供水调度、泥沙减淤调度和生态调度等方面的研究与试验工作。

根据三峡工程调度实践需要,我们将不断加强研究和试验工作,统筹兼顾三峡水库生态效益、社会效益和经济效益,为科学、优化调度三峡工程提供技术支撑。

关注三峡泥沙淤积问题

黄河的三门峡水库曾经出现过泥沙淤积所带来的负面的影响,很多人也担心在长江的三峡会不会也发生同样的问题。蔡其华表示,黄河的特点是水少、沙多。相对黄河来讲,长江的特点是水多、沙少。长江的水量,通俗地讲相当于18条黄河,而长江的每方水的含沙量相当于1/30的黄河。三峡和三门峡水库的排沙能力也是不一样的,三峡的排沙能力从目前的30%逐渐地随着时间的推移几乎会达到百分之百,即来多少走多少。

近年来,上游水利水电建设发展迅速,如考虑上游建库拦蓄泥沙后,三峡水库运行100年的淤积量,仅相当于上游不建库拦沙方案40年左右的淤积量,可见上游建库拦沙作用十分显著。近10年上游的来沙量已由论证阶段的年均5.3亿吨,减少到2亿吨左右。三峡库区的年均淤积量约1亿吨,仅为论证阶段预计值的1/3。可以预期,三峡水库的约90%的防洪库容将长期得到保留供人们使用,与上游干支流水库联合运用,三峡水库的调洪能力将进一步提高。

三峡水库及周围生态环境

谈到三峡工程的建设是否对周围地区的生态环境有所影响时,蔡其华表示,兴建三峡工程对环境与生态的影响一直备受关注。兴建三峡工程对生态与环境的影响有利有弊,主要有利影响在长江中下游,主要不利影响在库区,大部分不利影响采取恰当的对策和措施可以大为减轻。

工程兴建对生态与环境的有利影响主要在中游,三峡水库可以有效地减轻洪水灾害对中、下游人口稠密、经济发达的平原湖区生态与环境的严重破坏,对人民生命财产及生产生活环境有着重要的保护和改善作用,并可减轻洪灾对人们心理造成的威胁。有利于中、下游血吸虫病的防治,减缓洞庭湖淤积、延长湖泊寿命,以及改善中下游枯水期水质等。此外,水电与火电相比,可以减少对周围环境的污染。

工程兴建对生态环境的不利影响主要在库区,根据不利影响的性质和程度可分以下几类:不可逆转的影响:水库蓄水后,部分土地、耕地等被淹没。影响较大,采取措施可减轻的影响:移民安置和城镇迁建过程中产生的生态与环境问题;库区泥沙淤积和坝下河道冲刷;工程施工过程中的环境问题等。影响较小,采取措施可减小或避免的影响;对陆生动植物的影响;对局地小气候的影响;对水质和水温的影响;对区域自然生态――社会经济系统的长远影响等。

关于三峡水库运用是否破坏了天然景观,蔡其华谈到,三峡水库水位抬高到145至175米高程,必然淹没一些景点,但总体来说,对三峡风光的影响是有限的。每年4、5月至10月,由于要防洪,坝前水位将降至145米,几乎不影响三峡风光。三峡的两岸山峰高程多在1000至1500米,即使水位升高30米至80米,峡谷感不会被减弱多少。由于水位的升高,还产生许多极具吸引力的人工景观。高峡依旧,新增平湖,景色更为壮美。

同时蔡其华指出,三峡水库运用后,并未加剧长江口盐水入侵问题。三峡水库的调节库容只占坝址断面年径流量的3.7%,为季节性调节水库,其调蓄作用不影响长江口的入海水量,但年内分配有所改变。在每年汛后的9月中旬至10月期间蓄水,其间水库下泄流量将较天然情况有所减少,但长江口的盐水入侵多发生在每年的11月至次年4月,其间三峡水库的下泄流量较天然情况增加,会减轻盐水入侵。比如,今年1到5月,三峡水库向下游补水195亿立方米,最大增加下游大通站流量每秒2500立方米,有效缓解了盐水入侵。近几年来,盐水入侵的频度和强度有所增加,主要原因是长江口北支因淤积萎缩导致盐水倒灌南支,也与长江上游来水偏枯、大通以下江段抽引水量增加,以及海平面上升等因素有关。

“保武汉就要淹重庆”无依据

蔡其华针对“保武汉就要淹重庆”的传言指出没有依据。2010年汛期,当三峡水库拦洪时,坝前水位虽有升高,但对重庆水位的影响不大,在重庆下游有一个铜锣峡十分狭窄,在大水时这个峡口可壅高水位20-30米。例如,2010年7月19日,当时三峡入库洪峰70000立方米每秒,汉江又发生了建库以来的第二大入库洪峰,武汉江段受两江洪水夹击,防汛形势紧张,所以用三峡水库拦洪削峰,控制下泄40000立方米每秒,减轻武汉江段的防洪压力。当时三峡水库拦洪水位148.08米,相应重庆寸滩水位185.06米,这说明三峡水库回水并没有到达重庆。当时重庆上有岷江及嘉陵江发生大洪水,下受铜锣峡“卡脖子”宣泄不畅,致使重庆水位居高不下。到7月23日三峡最高调洪水位158.86米,此时寸滩水位已退至173.26米了。可见, 造成重庆高水位的主要原因金沙江、岷江、嘉陵江来水及铜锣峡峡口壅水共同作用所致。

地震与三峡蓄水无关

近年来,国内频发一些地震活动,有人质疑国内一些地震活动是否与三峡蓄水有关。根据这一问题,蔡其华表示,三峡大坝按7度抗震设计建成。根据三峡水库蓄水运用以来的地震监测分析:蓄水初期突发密集型小震群,震级小于3级的占地震总数的99.4%,蓄水后记录到的最大地震为4.1级。三峡水库地震绝大多数分布在前期预测的水库诱发地震潜在危险区内及周缘,主要集中在库区两岸10公里以内。经实地调查,多数地震都是库水淹没废弃矿山和岩溶发育地区引发的矿山型和岩溶型地震。汶川地震发生在青藏高原北部边缘的龙门山地震带,三峡大坝所在的黄陵背斜属于扬子准地台中部的上扬子台褶带,它们相距700公里,其间隔着四川盆地, 两者区域构造条件截然不同。三峡库区有厚度大的隔水层环绕,不存在水库渗漏问题,与龙门山构造带不存在水力上的关系。汶川地震与三峡水库蓄水无关。