河流引清调水技术与管理.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2024 年 01 月 03 日 作者简介:姜艳艳(1982)女,汉族,高级工程师,本科学历,研究方向为水污染治理及修复。-97-97。-97-97。-97-97。-97-河流引清调水技术与管理 姜艳艳 河北农业大学城乡建设学院,河北 保定 071066 摘要:摘要:我国的水资源极其缺乏,仅能达到世界平均水平的 25%,长期的水资源短缺已经严重限制了我国的社会经济发展。在区域水资源有限的条件下,利用水利工程实现水资源在空间上的再优化配置,可有效缓解我国水资源短缺问题,并解决水资源时空非均质性问题。引清调水是在保证防汛以及供水安全的前提下,利用清水资源,通
2、过闸门、泵站等工程调度,使河道水体按照人类需要的方向有序流动,以加快水体更新速度,改善河水质量。调水工程的修建极大的缓解了缺水城市的水资源短缺问题,提高了社会经济发展效益。关键词:关键词:引清调水;生态环境;跨流域调水 中图分类中图分类号:号:TV51 0 引言 水是生命的源泉、生产的要素、生态的基础,是社会经济发展的命脉。目前地球上现有的水量中,只有不到 2.53%是淡水资源,2.99%是湖泊、河流及浅层地下水等易被开发利用的水资源。据相关数据显示,目前世界上已经出现了 100 多个水资源短缺的国家,28 个是水资源短缺或重度水资源短缺的国家,再过 30年,水资源短缺的国家将会增加到 40
3、至 50 个,水资源短缺的人数将会增加到 28 亿至 33 亿。我们国家水资源严重短缺,人均水资源量只有全球 1/4,只有 2189立方米。根据资料显示,目前国内有 400 个以上的水源地,特别是在 110 个以上的特大水源地,水源地的持续缺乏已成为制约我国经济和社会发展的一个重要因素。在地区水资源受限的情况下,通过水利水电进行水资源的空间再优化,可以有效地缓解我国的缺水问题,同时也可以从根本上解决水资源的时空异质性。目前,我国 10 万立方米以上的水库 9 万 8 千多座,其中,700 多座大型水库,中型水库将近 4000 座,9 万 3千多座小型水库。这些水库工程的修建极大的缓解了缺水城市
4、的水资源短缺问题,提高了社会经济发展效益。其中跨流域调水工程由于其能更大限度的利用水资源而受到广泛的关注。1 引清调水工程的意义 水资源调度是为了兴利除害,以所面对的洪涝灾害、水资源紧缺、水环境污染三大问题为切入点,对水资源进行全面的使用,对水工程和水体进行合理的使用,在时空上对径流进行再分布,从而达到防汛除涝调度、供水调度、环境调度的目的,以满足国民经济各个部门的需求的一个过程。其中,防汛排涝调度以保障人民群众的人身安全为首要目标,受到了各级政府的高度重视,在各种调度中居于首位;水的分配问题,主要是以满足人民的生活、生产需求为主,排在第二,是水资源分配问题的重要研究内容;而环境调控,是未来人
5、类生存与发展的一个主要趋势。长久以来,河湖周围就是人类赖以生存的栖息之地,方便直接利用自然资源。对于一个城市来说,好的城市水系是就是一张城市名片,优质的环境效益给城市带来的了巨大的社会效益和经济效益。随着我国经济的飞速发展,人口的快速增长,对天然资源的要求越来越高,对天然资源的开发与利用也越来越强烈。然而,在对其进行开发的过程中,往往忽略了对环境的保护,只注重眼前的经济利益,而忽略了长远的环境与生态利益,从而造成了一系列的环境问题。如,城区湖泊的面积不断减小,水与外界的交换速度降低,沉积速度加快,水质恶化,污染加剧,导致水体的自净能力降低,水体功能退化,水环境问题日益严峻,成为制约城市可持续发
6、展的瓶颈。这些问题如果不能得到有效的解决,对湖水经济的发展、人民生活水平以及社会的可持续发展产生很大的影响。所以,河湖的治理迫在眉睫。水资源的环境调控问题,通常被称作“引清调水”,指的是在确保防洪和供水安全的基础上,通过闸门、泵站等工程进行调控,让河流中的水体朝着人们所需的方向有秩序地流淌,从而提高河流的水质。中国科技期刊数据库 工业 A-98-湖泊治理是一项耗资大、见效慢的复杂系统工程。它涉及到资金投入、技术支持等一系列问题。如何因地制宜,寻求快速有效的治理方法一直以来都是人们研究的课题。“引清调水”的出现成为人们利用水利工程来改善湖泊水环境的一种重要手段。相对清洁的水经过稀释、置换等过程,
7、注入被污染的水,从而达到改善水环境的目的。一方面,通过对水资源的合理调配,使水的天然净化功能得到最大程度的发挥,实现了对水的有效利用;同时,也使河流与湖泊之间的联系得以重新建立,有利于改善水生植物生境。在湖泊综合治理的整个过程中,调水工程一直发挥着举足轻重的作用,具体体现在:第一,调水工程在开始阶段,在条件允许的情况下,调水工程对水质的改善具有立竿见影的效果;在水污染严重的区域,实施生态补偿,既能提高水质,又能缓解水资源紧张,维护社会安定。其次,“引流”具有“以水治水”的功能,它既能增加水量,又能对污水进行稀释,还能提高河道流速,活化水流,有利于水体的复氧,并对耗氧性污染物质进行降解;引水可净
8、化沉积物,提高沉积物的净化能力;引入清水,可以提高河流和湖泊的水质,提高水体中的物质含量,并可以通过生物体的新陈代谢来达到净化水质的目的;引水能够防止潮涌河中的污水逆流;引水有助于对社会进行宣传。跨流域引清调水工程是一种在两个以上的流域间建设的调水工程,它可以把相对丰富的流域内的水资源,以管道或通道的形式输送到缺水区域,从而减轻区域内的水资源匮乏。水源区、受水区和输水管线(沟渠)构成了跨流域引水系统的重要组成部分。水源区指水资源量相对比较丰富,能够在满足自身区域发展的前提下可供其他流域调用的丰水地区;受水区指水资源量相对比较匮乏,需要从其他流域调入水资源的缺水地区;输水管道或渠道是指连接水源区
9、和受水区,用以传输水资源的设备或工程。2 国内外引清调水工程实例 目前世界上的各大江大河上基本都已建设了调水工程。京杭大运河是我国最早的以航运为主要目的的跨流域调水工程,而其他国家比较著名的调水工程主要有:美国的加州调水、中央河谷及科罗拉多水道等调水工程,同时还有澳大利亚的魁北克调水工程、以色列北水南调工程、俄罗斯莫斯科运河工程等。目前,我国已建 20 余座重点引水工程,调水线路长达 2000多公里,调水总量 170 多亿立方米。如江苏省的江水北调工程、河北省的引黄入卫工程、甘肃省的引大入秦工程,这些工程都是以解决农业灌溉用水为主;山东省的引黄济青工程、天津市的引滦入津工程以及辽宁省的引碧入连
10、工程都是以解决城市水资源短缺为主的。近年来,国家规划了一系列的跨流域调水工程,结合已建设的调水工程,逐步形成了“四横三纵、四片贯通、南北调配、东西互济”的布局。其中,陕西省的引汉济渭工程从汉江调水入渭河,对解决关中地区的水资源短缺,促进其社会经济和生态环境的协调发展具有重要意义。2.1 国外引清调水工程实例 根据不全面的资料,目前全球 40 多个国家或区域已完成的跨流域调水项目超过 350 个,年调水总量超过 5000 亿立方米。引水在海外有着很长的发展历程,最古老的引水方式可以追溯到公元前 2500 年,当时苏美尔人在美索不达米亚以南地区挖掘了一条运河,将底格里斯河和幼发拉底河的水引入到这里
11、,孕育了辉煌的“两河文明”。埃及在公元前二千四百多年,把尼罗河的水流从埃塞俄比亚的南方引入了埃及,并在那里修建了世界上最早的一条河流,为埃及的文化带来了巨大的发展和繁荣。20 世纪 50 年代后,国外开始大规模的兴建调水工程用以社会经济的发展。1963 年,以色列的北水南调工程,主输水管道长约 300 公里,年调水量达 81410m3,工程不但带动了以色列南部经济发展,而且把大片荒漠变为绿洲,扩大了以色列的生存空间。美国西部干旱缺水,为此先后建成十几项调水工程,其中于 1973 年建成的加州北水南调工程最具代表性,该工程主干线长约 1060 公里,年调水量85010m3,有效的改善了美国加利福
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