湘江长沙综合水环境的影响及控制措施研究.docx

湘江长沙综合水环境的影响及控制措施研究.docx

《湘江长沙综合水环境的影响及控制措施研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湘江长沙综合水环境的影响及控制措施研究.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

湘江长沙综合水环境的影响及控制措施研究

摘要

湘江是长江七大支流之一，也是洞庭湖水系最大的河流，既是流域要饮用水源地，又是沿江城市的纳污水体，湘江流域是湖南省的主要经济带，湘江水资源和水环境是湖南经济社会发展的重要命脉。

流域工业发展的区域特点，造成了湘江水环境典型的重金属污染特征，近年来流域社会经济的快速发展，使污染状况不断加剧，严重制约了流域经济社会持续发展，威胁着流域近4000万人口的饮用水安全。

本文就长沙综合枢纽工程对湘江水文水生态环境影响做了初步分析与探讨，并提出了相应的主要对策，对发挥工程的综合效益、促进人与自然和谐相处具有一定的意义。

关键词：

水文情势，水生态环境，影响，对策，综合枢纽工程，湘江

目录

目录4

第1章工程概况4

第2章水生态环境现状5

2.1工程河段纳污压力大5

2.2河流水质现状不容乐观6

2.3水生生物受到水环境的威胁7

第3章工程对湘江水文情势的影响7

第4章工程对水生态环境的影响8

4.1水环境容量减少，纳污能力减弱8

4.2重金属污染加剧，不排除局部出现富营养化的可能9

4.3水质优劣直接关系到水生生物的生存和发展9

4.4区域内疾病发病率可能上升9

第5章对策措施与建议10

参考文献12

第1章工程概况

拟建的湘江长沙综合枢纽工程是湘江干流的最下一个梯级，推荐方案坝址位于长沙市下游的香炉洲，主要建筑物有双线2000t级船闸、泄洪闸、水电站和坝顶公路。

正常蓄水位初步定为31.50m，干流库区长128km，到达株洲市城区，总库容9.56×108m3，调节库容1.7×108m3。

电站装机容量8×104kw，年发电量3.2×108kw·h。

坝顶公路宽20m，双向4车道。

[1]

该综合枢纽本身是一项生态工程，工程的建设有利于加快长沙、株州、湘潭（简称长株潭）三市一体化进程，有利于改善长株潭的生产生活用水状况，有利于开发旅游资源及改善滨水景观，培育高质量的沿江风光带，提升城市品位，有利于湘江航运发展，有利于促进湘江污染综合整治，兼顾发电、防洪抗旱、城市交通等综合利用，具有多目标综合效益。

第2章水生态环境现状

2.1工程河段纳污压力大

湖南省约70%的大中企业分布在湘江沿岸，位于下游的长株潭三市面积占全省的13%，人口占全省的18.8%，GDP占32.8%，人均GDP达1146元，是湖南经济发展的核心区域。

无论是经济增长速度，还是人群密集程度，湘江都承受较大的纳污压力。

区域内湘江干流工业污染源主要集中在株洲的清水塘、湘潭的竹埠港和长沙三叉矶重要工业区，有钢铁、冶炼、化工、轻工、机械等行业的重点废水污染源507个。

工业废水年排放量达2.84×108t，占湘江流域的59.66%，占全国的5.13%。

其中COD排放量4.8×104t/a，氨氮1.68×104t/a，汞1.71t/a，镉4.43t/a，铅17.62t/a，砷20.15t/a，六价铬3.94t/a。

长株潭三市城镇人口为5.67×106人，城镇生活污水产生3.92×108t/a，占全省的30.9%。

生活污水中COD排放量129639t/a，氨氮10567t/a，三市平均生活污水处理率为31.9%。

长株潭每年施用化肥2.04×105t，农药12654t左右。

农村居民生活排污、养殖、乡镇企业每年排放的废污水量达1.98×108t，其中COD入河量16283.8t/a，氨氮2416.4t/a。

这些污水基本未经处理而外排，对湘江水体造成污染。

农田的水土流失对湘江水质也存在一定的污染。

长株潭农田约5.58╳105hm2，估计COD每年入河量约791.1t，氨氮158.2t。

三市地表径流中COD约有28.4t/a、氨氮2.9t/a排入河流。

[2]

2.2河流水质现状不容乐观

湘江工程河段水质形势相当严峻。

2004年长株潭水域符合或优于Ⅲ类水质标准（gＢ3838-2002）的断面数只占62.5%，在超过Ⅲ类水质标准的断面中，Ｖ类及劣于Ｖ类的断面数高达31.2%。

与2003年相比株洲河段整体水质污染状况有所好转，石油类、总磷等多项污染因子污染减轻，但镉污染则有所上升，特别是霞湾断面，其污染指数上升了46.82%。

湘潭段各断面水质均未达到功能区水质标准要求。

马家河、五星、易家湾断面均为Ｖ类水质，其中马家河断面粪大肠菌群最高超标91.0倍、镉最高超标4.56倍、石油类最高超标31.0倍；五星断面粪大肠菌群超标率达100%、镉最高超标4.32倍、汞最高超标1.80倍、氨氮及挥发酚也有超标；易家湾断面氨氮、挥发酚、镉、石油类、粪大肠菌群等均有不同程度的超标。

上述三个断面的污染指数较2003年分别上升了37.02%、10.00%与68.73%。

长沙江段水质较2003年有所下降，镉、石油类及氨氮等污染均有不同程度加重。

其中昭山、猴子石、三汊矶、乔口各断面镉污染指数较2003年分别上升了53.41%、70.07%、85.09%与84.82%。

粪大肠菌群污染尤为严重，猴子石断面最高超标53倍、昭山91倍、三汊矶349倍。

该河段呈现出有机物和重金属的复合性污染，且日趋严重。

[3]

2.3水生生物受到水环境的威胁

工程河段无脊椎动物有236种，浮游动物占73.2%，软体动物占15.3%，还有少量的环节动物。

目前全年出现的浮游动物5门4纲52科172种，其中原生动物门4纲35科76种，轮虫动物门11科67种，节肢动物门1纲6科29种，以原生动物和轮虫的种类占绝对优势，不仅种类较多，而且数量也较大。

原生动物中板壳虫、小口虫、固定吸管虫和某些轮虫的大量出现，说明该河段水域有机含

量丰富，根据污水生物系统划分，已属于中污染带。

1986～1992年的调查，河段内软体动物2纲8科20属41种及3亚种，其中22种为我国特有种；1998～2002年的调查，计有8科16属30种及3亚种，在种类及数量上都有明显减少。

近20年来工程段沿岸大量未经处理的废污水排入湘江，加之枯水季节每年长达5个月之久，适宜软体动物栖息的浅水区水环境恶化，甚至河床干涸，导致软体动物大量死亡。

第3章工程对湘江水文情势的影响

坝址控制流域面积为90500km2，占整个湘江流域面积的95.6%，上游约20.2km有长沙水位站，上游约63.2km有湘潭水文站，下游约52.9km有湘江东支湘阴水位站，其中湘潭水文站为湘江入洞庭湖的控制站。

工程位于湘江干流尾闾，水位流量受到流域上游水库运行（主要是东江水库）、衡阳大源渡枢纽和株州航电枢纽调节、下游洞庭湖顶托、长江三峡和葛洲坝枢纽的影响，水文情势较为复杂。

[4]

坝址1990～2002年多年平均水位为26.80m，多年平均流量为2654m3/s，1952～2002年51a系列中年平均流量最大3630m3/s，年径流量最大1148×108m3，最小平均流量1040m3/s，最小年径流量328×108m3。

湘江来水61.3%集中在3～7月，湘潭站5～6月出现年最大洪水的机率达61.2%。

坝址洪峰水位1%频率时，洪峰水位为36.60m；坝址98%保证率的日平均流量为400m3/s。

由于坝址水位受下游顶托影响，水位及流量关系较为复杂。

工程建成后，坝址上下游水文条件发生了改变，如坝址水位流量关系，库区的水位流量、流速关系，库区水位与水面面积等发生了变化。

河流水文情势的改变是水环境质量变化、地质灾害、区域局部小气候变化、生态环境影响等一系列变化的主要原因。

水文情势的改变与电站调度运行方式有关。

该电站运行方式为：

当入库日平均流量小于电站引用流量2583m3/s时，全部来水用于发电；当入库流量大于最大发电流量而小于正常蓄水位时，开闸泄除多余水量，以保障水库水位不超过正常水位；当水头小于发电最小水头要求时，发电机组停止发电，开闸泄洪。

建坝后，汛期悬移质泥沙一般可随泄洪排出，本工程是湘江梯级开发的最下一个梯级，泥沙将被上游梯级节节拦截，预计泥沙淤积的影响不大。

库区水温结构属混合型。

汛期因大坝修建而水温状态变化不大，枯水期库区水温特征较天然状态变化大一些。

洪水期，本工程泄水闸全开，呈河道状态，坝前壅高较小，库区20年一遇回水位仅比同频率天然水位高0.1～0.16m。

[5]

枯水季节，水库蓄水至正常蓄水位运行，长沙河段较多年平均水位提高了4～6m，湘潭河段较多年平均水位提高了2～4m，株洲河段较多年平均水位提高了1～2m。

影响到多个水文站的水位流量关系。

经枢纽调节后下游枯水流量可增加约15%，下游河段水文情势从天然径流变成调节径流，有利于维持坝下水位和水量的稳定，有利于下游通航、供水等。

第4章工程对水生态环境的影响

4.1水环境容量减少，纳污能力减弱

工程坝址上游至易家湾断面43km范围内共有4个水功能区，分别执行不同类别的水质标准。

由于建坝后流速减小，不利于污染物的扩散输移，CODcr的容量由建库前的30400t/a减少到建库后的22300t/a，减少了8100t/a。

[6]

4.2重金属污染加剧，不排除局部出现富营养化的可能

历经20多年的综合整治，湘江重金属污染得到了一些控制，但仍处于较高的污染水平。

根据有关部门的统计，长株潭两岸遭受严重的金属污染面积达500多km2，重金属污染范围很广，潜在影响很大。

工程建设后，由于泥沙的富集作用，可使重金属沉积水库，长期存在形成潜在的二次污染源。

上游湘江干流衡阳大源渡枢纽工程建设后对河流水质影响分析来看，湘江干流水中重金属污染呈上升趋势，衡阳沿程底泥中重金属含量水平与1994年相比，总体上呈增加趋势。

因此，该工程建设后，区域内重金属污染将会加重。

[7]

水库中的营养源不仅来源于上游以及区间的工业污染、城市生活污染，还来源于农业面源如化肥的施用。

本工程将淹没耕地169.4hm2，3～5a内被淹没的植物死亡后将会释放氮、磷，增加库水中的营养源。

经预测，工程建成后总氮浓度将会由原来的0.5mg/L增加到0.626mg/L，总磷由原来的0.1mg/L增加到0.123mg/L。

本工程水库属混合型水库，水体交换频繁，属日调节径流式电站，主体特征仍属河流，按照河流标准判别，总体来看不会出现富营养化。

但是水体总磷本底浓度较高，加上水库蓄水初期被淹没植物残体氮、磷的释放，在蓄水后3～5a内，水库死水区、库汊的水体，不排除出现富营养化的可能。

[8]

4.3水质优劣直接关系到水生生物的生存和发展

如果今后各级政府加大力度治理污染的投入和力度，沿岸污水经处理后达标排放，就会彻底改善滨水区域环境，库区水质良好，自然对水生动物的生存和发展十分有利。

随着水环境的改善，预计5a之后大多数水生动物的种类和数量将会逐渐增多，特别是与人类经济关系密切的大型种类如淡水贝类、虾类和鱼类尤为明显。

若污染治理投入和力度不到位，库区水质得不到根本上的改善，或者进一步恶化，将会对大多数水生生物的生存与发展十分不利。

建库后水流减缓，有利于沉水、挺水及浮水植物的生长。

预计若干年后，这些水生植物会逐渐出现，并得以发展，将会对水体自净和相关水生动物的发展起到一定的作用。

但蓄水后，沿岸边坡平缓地带和河中大小洲滩、岛等合适湿地植物生长的地方将会被水淹没，库区湿地植物的种类及生物量均会有所减少，其对水体自净能力随之下降，可能对库区水质带来一些负面影响。

[9]

4.4区域内疾病发病率可能上升

工程建设后，水位上升，潮湿面积最大，水流速度减缓，河水受到多方面影响水质可能变差，为一些传染性疾病的发生与流行提供了条件，影响附近人民群众的身体健康。

第5章对策措施与建议

（1）做好湘江流域及库区的水污染防治规划，加大综合整治力度和投入，实现管理目标。

逐步实施《湘江生态经济带开发建设总体规划》，实现规划水质目标，以水环境容量为基础，以最大限度削减污染负荷为手段，筛选重点治理项目，计算污染物削减量，测算投资需求，明确投资渠道及完成时限，确保时限各阶段的治污目标。

[10]

枢纽工程是湘江的最后一个梯级，加大全流域的污染综合整治力度，重点开展湘江中下游及污染严重的支流两侧20km范围内的以工业污染整治、污染集中控制、生活垃圾及工业固废的处理、生态示范区建设等主要内容的综合整治工作，下大力气，抓好衡阳水口山、株洲清水塘、湘潭竹埠港与吴家港、长沙三叉矶等重点区域的环境综合整治，保证水污染防治项目的实施进度并尽快投入运行，确保综合整治目标实现。

目前长株潭三市城市污水处理率仅为30%，距国家要求的60%有很大差距，而且脱磷除氮效率很低。

近年来，湘江中下游有机污染负荷不断增高，氨氮、大肠菌群超标严重，COD、BOD、总磷等浓度逐年上升。

因此尽快妥善解决城镇生活污水处理问题是改善湘江水质的关键因素。

（2）切实加强农村面源污染治理，减少污染来源。

长株潭每年氮肥施用量为1.66×105t，平均每公顷施用293kg，农药平均每公顷施用21.45kg。

农药施用高于我国南方城市平均水平的6.12倍，应尽快将农药施用量在现有水平基础上减少50%，化肥施用量在高产瓜菜田等重点区域减少40%。

加强小城镇环境规划工作，促进乡镇工业合理布局，推进农村环境综合整治，因地制宜地建设污水和垃圾处理设施，实行污染集中处理达标，防治将污水和垃圾直接倾入水域。

[11]

（3）强化环境监督管理与水环境监测，确保用水安全。

加强对重点排污企业污水处理与排放，如安装在线监测监督设备，利用互联网实施实时监控。

特别要注重控制重金属和氨氮的排放量，一旦发现超标现象，立即处理。

实施库区水质自动监测网络建设。

随时掌握库区水质变化特点，起到监控及预警、预报作用，为水环境水资源保护监督管理和决策提供科学依据和有效服务，以保障库区水质稳定及水源安全。

（4）实施湘江流域水资源的统一调度，使工程发挥出最大效益。

湘江流域干支流水库、航电枢纽工程的相继建成运行，其效能的充分发挥与上下游工程调度相关联，凸现出了湘江流域的防洪、航运、水环境综合整治工作中水资源统一科学调度的重要性。

因此，加强水文监测，深入城市生态水文调度的研究，制定有利于库坝生态环境的运行方案，最大限度的发挥工程的整体效益。

参考文献

[1]祁继英,阮晓红.大坝对河流生态系统的环境影响分析[J].河海大学学报（自然科学

版）,2005,23

（1）:

37-40.

[2]湖南省交通规划勘察设计院.湘江长沙综合枢纽工程预可行性研究报告[R].2004.3.

[3]胡二邦.环境风险评价实用技术和方法[J].北京:

中国环境科学出版社,1999:

1-179.

[4]黄真理,李锦绣,廖文根,等.2002中国环境水力学[C].北京:

中国水利水电出版

社,2002.252-257.

[5]曹永强,倪广恒,胡和平.水利水电工程建设对生态环境的影响分析[J].人民黄河,

2005,27

（1）:

56-58.

[6]耿福明,吴义锋,曲卓杰.水源地水污染物健康风险的未确知评价.水电能源科学,2006,

24（5）:

5-7.

[7]窦以松,齐莹,胡孟,等.我国工程项目建设标准现状述评.水利技术监督,2006,14

（2）:

5-8.

[8]韩社民,盖高强.浅析水利工程的风险分析[J].中国科技财富,2011（6）:

75.

[9]ErnestJ.Henley.可靠性工程与风险分析[J].原子能出版社,1988,1-414.

[10]刘双跃.安全评价[J].冶金工业出版社,2010,

（1）:

251-254.

[11]胡二邦.环境风险评价实用技术和方法[J].北京:

中国环境科学出版社,1999:

1-179.

中国石油大学（华东）现代远程教育

指导教师：

吴磊职称：

助教工作单位：

中国石油大学（华东）对函授（网络）13秋级专升本层次环境工程专业学员张延刚所完成毕业设计（论文）的

评语

本论文在充分调研文献的基础上，本文就长沙综合枢纽工程对湘江水文水生态环境影响做了初步分析与探讨，并提出了相应的主要对策，对发挥工程的综合效益、促进人与自然和谐相处具有一定的意义。

将对环境的影响进行了概述：

（1）水环境容量减少，纳污能力减弱。

（2）重金属污染加剧，不排除局部出现富营养化的可能。

（3）水质优劣直接关系到水生生物的生存和发展。

（4）区域内疾病发病率可能上升。

最后提出建议：

（1）做好湘江流域及库区的水污染防治规划，加大综合整治力度和投入，实现管理目标。

（2）切实加强农村面源污染治理，减少污染来源。

（3）强化环境监督管理与水环境监测，确保用水安全。

（4）实施湘江流域水资源的统一调度，使工程发挥出最大效益。

论文撰写较规范，文献引用和讨论较充分，结论合理，达到了本科论文的要求。

指导教师签名：

吴磊

2015年7月7日

注：

此页由指导教师填写