学 实 习
城建与环境学院 资源与环境科学系
2010年9月16日指 导
目录
一、实习区的自然资源状况 二、水体污染与防治 三、城市生活污水 四、富营养化水体 五、工业污水 六、淮河水系 七、水处理工艺
环境学是一门与实际联系紧密、实践性很强的学科。
环境学教学教学实习是环境学教学中的重要环节。 一、实习区的自然资源状况
凤阳县地处安徽省东北部,淮河中游南岸,北邻蚌埠市,西与淮南市接壤,东距南京150公里,南到省会合肥市130公里。现辖26个乡镇、71.9万人,面积1949.5平方公里,耕地108万亩。凤阳古为淮夷之地,春秋时名为钟离子国,隋称濠州,历唐、宋、元三朝未变,明洪武七年(公元1374年)朱元璋为家乡赐名“凤阳”沿用至今。
1、气候条件 凤阳属北亚热带湿润季风气候,年均气温14.9摄氏度,最热的7月份平均气温27.9摄氏度,最冷的一月份平均气温0.9摄氏度;年降雨量904.4毫米,年蒸发量1609.7毫米;无霜期212天,初霜期为十月三日,终霜期为四月一日;大于10摄氏度以上积温为4516-4700之间,年日照时数2248.7小时,年辐射总量为121.6千卡/平方厘米。
2、土地资源 据1984年土壤普查资料:土地总面积292.43万亩。其中:耕地157.5万亩,宜林丘陵岗地58.4万亩其中林地27.4万亩、草地18.3万亩,水域24.03万亩,城乡居民点及工矿用地19.9万亩,未利用待进一步开发土地12.8万亩。
3、水资源 凤阳年均降水量在840-920毫米之间。年内分布:3-5月占21%;6-8月占52%;9-11月占17%;12月和1、2月占10%。
境内有淮河、濠河、小溪河、板桥河、窑河、天河等8条河流,总长325.3公里,年均过境水量264.78亿立方米,其中淮河262亿立方米。流域总面积1749平方公里。
全县有鹿塘、官沟、凤阳山、燃灯寺四座中型水库和花园湖、月明湖、方丘湖、老塘湖四面湖泊,总库容2.65亿立方米;小型水库134座和塘坝总库容6491立方米;建有固定机电排灌站155处,装机129台套、2.75万千瓦,基本形成了引、蓄、提、防、排相结合的水利格局。
较好的水资源和水利设施,不仅使农业生产旱涝保收面积占耕地65%以上,而且促进了水产业发展。凤阳每年各种水产品产量达3万吨以上,尤其是花园湖螃蟹个大味美,畅销北京、上海等大中城市和江浙以及港澳地区。
4、矿藏资源 凤阳矿产资源丰富,境内已探明的有石灰石、石英石、大理石、蛭石、石棉、白云石、金、银、铜、铁、锰、钼、锌等矿种达26种,其中石灰石、石英石远景储量分别为100亿吨和50亿吨,储量、品位均居华东地区之首。目前,全县从事“两石”开采、加工、经营的企业300多家,年产各种型号石英砂500万吨、水泥300万吨。
5、旅游资源 凤阳名胜古迹众多,旅游资源开发潜力巨大。明中都皇故城及明皇陵石刻为全国重点文物保护单位,明中都鼓楼、古钟离子城遗址、龙兴寺、禅窟寺摩崖石刻、陈德墓及石马金石刻为安徽省重点文物保护单位。还有庄子、惠子观鱼谈乐的庄惠濠梁观鱼台,苏东坡题名的禅窟寺、玉蟹泉以及韭山洞古战场遗址等一百多处。以韭山洞景区、禅窟寺景区和卧牛景区为中心的自然景观集青山、绿水、秀湖、奇洞、古寺于一体,是以观赏湖光山色、溶洞奇观、凭吊遗迹遗址,开展水上游乐、森林度假等内容为主的风景区。1988年被批准为安徽风景名胜区,1993年被林业部批准为韭山国家森林公园。另外,古驿站(濠梁驿、红心驿、王庄驿)、古道(楚汉相争古道、京京古道、
凤御道、凤王道)、古桥(广运桥、升仙桥、九虹桥)、名山(凤凰山、万岁山、日精山、月华山、独山)、凤阳八景(谯楼归市、九华屏障、龙兴晚钟、明陵风雨、蚌埠珠流、濠梁观鱼、浮桥烟锁、钓台春涨)等遗址均有旅游开发价值。
6、土壤资源 凤阳县地处北亚热带向南暖温带过渡地带,土壤形成具有明显的过渡特征,分布呈现出一定的规律性。据1985年凤阳县第二次土壤普查全县共有六个土类,13个亚类,43个土属计98个土种,从北部沿淮至南部丘陵山区依次分布黄潮土、黄棕壤、石灰(岩)土、紫色土;从西向东分布有砂姜黑土、黄棕壤。水稻土则遍及全县各处,与上述各类土壤交错分布。本县土壤类型较多,绝大多数耕地土体厚度大于80厘米,酸碱度适中,有利于多种作物的生长,但是全县有90%的耕地耕层浅薄,小于15厘米,土壤肥力中等至偏低,养分不协调,缺磷少钾,质地偏砂或偏粘,土壤较紧实,通透性较差,有的还有阻碍层次,对农业生产极为不利。 二、水体污染与防治
地球是生命的摇篮,人类的母亲,她把全部的爱无私地奉献给人类的子子孙孙。她的确很大,幅员辽阔,但不是无边无际;她的确很美,山青水秀,但不是青春永远;她的确很富,资源广博,但不是取之不尽,用之不竭。
如今,地球生态环境已被人类活动严重破坏。尤其是水的污染更为突出。
水是地球上万物的命脉所在,水滋润万物、哺育生命、创造文明。中国水资源的分布极其不均匀。中国的人均水资源占有量低于500立方米,远远低于国际公认的人均所需1000立方米的临界值。北方许多大中城市因缺水造成工厂停产或限产,损失的年产值达1200亿元,南方一些城市也陆续出现水荒。目前全国600多座城市中,有300多家缺水,其中严重缺水的有108个,缺水量约为1000万吨/天左右。几百万人生活用水紧张„„
面对“滴水贵如油”的水资源,而人类对它的浪费和污染却是令人痛心的:据统计,全世界污水排放量已达到4000亿立方米,使5.5万亿立方米水体受到污染,占全世界径流总量的14%以上。 1、水体污染 水是怎样被污染的呢?原因主要有两种:一是自然的,一是人为的。由于雨水对各种矿石的溶解作用,火山爆发和干旱地区的风蚀作用所产生的大量灰尘落入水体而引起的水污染,这属于自然污染。向水体排放大量未经处理的工业废水、生活污水和各种废弃物,造成水质恶化,这属于人为污染。而人们通常所说的水污染主要是指后一种,而且也是最主要的。
2、水体受污染的过程 一般来说,水自身有自净能力。水的自净能力包括稀释扩散、沉淀堆积、氧化还原以及水中微生物对有机物的分解等。大体可以分四段:第一为污染段,由于大量污染物混入,河流水质恶化,水中溶解氧极少,除了细菌以外,其它生物较少,特别是几乎不存在自氧性生物;第二是分解段,分解有机质的生物逐渐繁殖,生物分解活动激烈,大量消耗溶解氧,鱼类难以生存,出现藻类和需氧较低的原生生物等,而在生化需氧量逐渐降低后,水中溶解氧又逐渐增加;第三为恢复段,藻类、鱼类和其它大型生物重新又活泼起来,水质逐渐变清;第四为清水段,溶解氧接近饱和,水质清洁,自净过程到此完成。
3、水体受污染的原因 人类生产活动造成的水体污染中。工业引起的水体污染最严重。如工业废水,它含污染物多,成分复杂,不仅在水中不易净化,而且处理也比较困难。
工业废水,是工业污染引起水体污染的最重要的原因。它占工业排出的污染物的大部分。工业
废水所含的污染物因工厂种类不同而千差万别,即使是同类工厂,生产过程不同,其所含污染物的质和量也不一样。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外,固体废物和废气也会污染水体„„
农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松,在土壤和地形还未稳定时降雨,大量泥沙流入水中,增加水中的悬浮物。还有一个重要原因是近年来农药、化肥的使用量日益增多,而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收,其余绝大部分残留在土壤和漂浮在大气中,通过降雨,经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。
城市污染源是因城市人口集中,城市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水,它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液,其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。世界上仅城市地区一年排出的工业和生活废水就多达500立方公里,而每一滴污水将污染数倍乃至数十倍的水体。 4、水体污染对人类的危害
污染的水对人体的影响有很多不利的因素:人体中70%—80%是水分,因此长期饮用不良的水质,而导致体质不佳抵抗力自然减弱,则百病发生乃必然,再者长期累积之污染物到达身体无法承受时,再高明的医生、再有效的药物恐怕也难奏效,所以“水是百药之王”的说法一点都不假。
常见的饮用水水质项目对人体健康的影响:
铅: 对肾脏、神经系统造成危害,对儿童具高毒性,致癌性已被证实; 镉: 对肾脏有急性之伤害;
砷: 对皮肤、神经系统等造成危害,致癌性已被证实;
汞: 对人体的伤害极大,伤害主要器官为肾脏、中枢神经系统; 硒: 高浓度会危害肌肉及神经系统;
亚硝酸盐: 造成心血管方面疾病,婴儿的影响最为明显(蓝婴症),具致癌性; 总三卤甲烷: 以氯仿对健康的影响最大,致癌性方面最常发生的是膀光癌;
三氯乙烯(有机物): 吸入过多会降低中枢神经、心脏功能,长期暴露对肝脏有害 ; 四氯化碳(有机物): 对人体健康有广泛影响,具致癌性,对肝脏、肾脏功影响极大。 水不仅是生命之源,对人类极其重要,而污染又是这样厉害。因此我们更应该预防和保护好水资源,合理并利用好水。 5、水体污染的防治措施
对于污水采取的措施主要有:
1)资金、行政、法律保障措施 资金支持是必不可少的条件。显然,资金支持是污染治理重要的条件之一,没有资金,一切治理措施就无法实施。
政府的支持是后盾 。城市水系污染治理涉及面很广,不但涉及到居民,还涉及到外地人员,涉及到部队系统,涉及到少数民族,也会涉及到权利持有者的利益。因此,单靠水利部门是无法解决问题的,即使再加上环保部门,力量依然是苍白无力的。需要市政府的强力支持,市政府也需要中央政府的支持。没有一个强大政府的支持,许多强制性措施就难以行得通。
污染治理需要法制。法律法规是人们共同遵守的准绳,应制定保护城市水环境的地方性法律,让水系管理部门有法可依,依法行政,这样一些事情做起来会容易一些。
2)工程保障措施 必须实施彻底截污、污/雨分流。根据实地调查结果,生活污水是水系最严重的污染源,将生活污水完全截留是治污的根本。另外,由于雨水管经常被用作排污管,所以实施污/雨分流也是重要措施。污水送入污水处理厂处理,雨水则可直接排入自然水体中,降低污水处理厂处理负荷,污水可以通过河道排放。
对老平房区进行搬迁改造。一般来说,城镇新建居民区都有完备的下水道系统,都实施了污/雨分流。但是,老平房区房屋破旧,多数没有下水道系统,而且污/雨不分,是造成河流污染的主要来源。不管从污染治理的角度还是从城市建设的角度,都需要对老平房区进行搬迁改造。
3)市政管理措施 加强城市卫生综合管理。加强城镇的综合卫生管理,使街面保持干净,减少因风吹、雨水等因素将脏物带入河流。对自由市场、餐馆、外来人口聚居区进行严格的卫生管理,对建设工地卫生实行严格监督,对产生污染的路边小生意、洗车点或进行环境改造、或取缔。
环卫部门应提高管理水平。鉴于环卫部门职工向河道倾倒所收集的垃圾、大粪的情况客观存在,环卫部门应提高管理水平,严格要求职工遵守规矩,教育职工明确自己的责任,对不守规矩、擅自污染环境的职工给与相应的处罚。
合理布置垃圾处理站点、公共厕所 。应健全垃圾处理站点网络(尤其是公共场所),让人们垃圾有处可弃,减少因无垃圾站(箱)而导致的垃圾随意丢弃。应在沿河设置一些公共厕所,让在外活动的人们感到方便,减少因为没有厕所而将河沿当厕所的现象。
拆除一切造成污染的违章建筑 。对一切形成污染的沿河餐馆、水上游乐厅等应取缔。 4)水资源调控措施 加强水源调配方面的研究。水资源不足是影响水质的重要因素,河水不流,水质就会恶化。应加强水源调配方面的研究,如何既节约水源又保护水环境是必须研究的课题。建设一批污水处理厂,应加强处理水的应用,处理厂与输水管道应同时规划、同时设计,将处理后的洁净水引入河道,这样既节约水资源又可保护水环境。
5)公众参与措施 让公众参与河道环境管理。河道管理部门应建立与沿线居民的沟通渠道,定期访问居民,公布举报电话,让居民有机会参与对污染源的监督,及时发现问题,进行处理。也可以实行“门前三包”等措施,目的是充分发挥群众保护水环境的巨大热情,对水环境实行有效的监督和保护。
搞好大众教育。大众加强保护水质的教育,沿河树立一些警示牌,呼吁人们注意保护水质。另外,新闻媒体继续对大众进行环境保护的教育。 三、城市生活污水
生活污水主要来自家庭、商业、学校、旅游、服务行业及其他城市公用设施,包括厕所冲洗水、厨房排水、洗涤排水、沐浴排水及其他排水。不同城市的生活污水的组成有一定差异。污染物质以悬浮态或溶解态的有机物、无机物为主,还含有多种致病菌、病毒和寄生虫卵等。
城市污水的水质与城市的规模、生活水平、工业企业的状况及污水处理水平、排放系统的形成及完善成、气候环境等因素有关。主要水质直指标为:水温一般在10℃-20℃,COD为200-500 mg/L,BOD为100-300 mg/L,pH=6.5-7.5,SS=100-250 mg/L,可生化性较好,各种营养物质齐全,对一些有毒有害工业废水必须进行预处理后才能排入城市下水道,以免对城市污水升吨度年个造成冲击。
城市污水处理程序包括预处理、一级处理、二级处理、深度处理及污泥处理,其中的核心部分为二级生化处理。预处理主要包括格栅和沉淀池;一级处理构筑物主要是初次沉淀池;二级处理构筑物主要是曝气池和二次沉淀池,二级处理是处理工艺的核心,通过微生物的新陈代谢作用将污水中的大部分有机物转换成CO2和H2O;污水的深度处理包括除磷及有机物得到进一步去除,常用混凝沉淀和过滤工艺,也有采用生物炭工艺,而最后往往进行消毒处理。污水处理是污水处理厂的重要组成部分,主要包括浓缩、硝化、脱水、和干化等。
在世界发达国家及中国发达地区,生活污水巳成为水环境主要的有机污染来源。起治理措施主要为合理规划和加强教育。生活污水很难从源头上治理。从规划入手实现居民入小区,引导人口的适度集中,又有利于生活污水的集中控制。应将加强“绿色生活”教育、提高公众环保意识。 四、富营养化水体
自然界物质的正常循环中,湖泊会由贫营养湖发展为富营养湖,进一步又 发展为沼泽地和干地,但这一历程需要很长的时间,在自然条件下需几万年甚至几十万年。但由于水体污染而造成的富营养化将大大促进这一过程。
天然水体中由于过量营养物质(主要是指氮、磷等)的排入,引起各种水生生物、植物异常繁殖和生长,这种现象称作水体富营养化。
水体富营养化是由于氮、磷等植物营养物的排入引起水体中藻类大量繁殖的现象。在湖泊、水库、河口和港湾等水流较缓的区域,最容易发生水体富营养化现象。在湖泊、水库等淡水区域水体富营养化主要表现为绿藻和蓝藻的大量生长,也称水华现象;在河口、海湾等区域的水体富营养化会导致红藻等藻类的大量繁殖,也称为赤潮现象。
氮、磷是藻类繁殖所需的各种成分中的限制性因素,因此水体中氮、磷含量的高低与水体富营养化程度有密切的关系。一般地说,无机氮和总磷分别超过300 mg/m3和20 mg/m3就认为水体处于富营养化状态。而对于引发水体富营养化而言,磷的作用远大于氮的作用,水体中磷的浓度不很高时就可以引起水体的富营养化。
这些过量营养物质主要来自于农田施肥、农业废弃物、城市生活污水和某些工业废水。污水中的氮分为有机氮和无机氮两类,前者是含氮化合物,如蛋白质、多肽、氨基酸和尿素等,后者则指氨氮、亚硝酸态氮,它们中大部分直接来自污水,但也有一部分是有机氮经微生物分解转化作用而形成的。城市生活污水中含有丰富的氮、磷,如人体排泄含有一定数量的氮,使用含磷洗涤剂,含有大量的磷等。另外如磷灰石、硝石、鸟粪层的开采、化肥的大量使用,也是氮、磷等营养物质进入水体的来源。
富营养化问题的关键,不是水中营养物的浓度,而是连续不断地流入水体中的营养盐的负荷量,因此不能完全根据水中营养盐浓度来判定水体富营养化程度。
如果氮、磷等植物营养物质大量而连续地进入湖泊、水库及海湾等缓流水体,将促进各种水生生物的活性,刺激它们异常繁殖(主要是藻类),这样就带来一系列严重后果:藻类在水体中占据的空间越来越大,使鱼类活动的空间越来越小;衰死藻类将沉积塘底;藻类种类逐渐减少,并由以硅藻和绿藻为主转为以蓝藻为主,而蓝藻有不少种有胶质膜,不适于作鱼饵料,而其中有一些种属是有毒的;藻类过度生长繁殖,将造成水中溶解氧的急剧变化,藻类的呼吸作用和死亡的藻类的分解
作用消耗大量的氧,有可能在一定时间内使水体处于严重缺氧状态,严重影响鱼类的生存。由于藻类的大量繁殖,一方面占据水体空间、阻塞水道,影响鱼类活动;另一方面,藻类的呼吸作用和死亡藻类的分解,使水体中溶解氧含量大大降低,直接影响鱼类的生存。沉于水底的死亡藻类在缺氧状态下分解(腐化)使水体变黑、变臭。
水体富营养化的防治是水环境保护中的重要问题,受到国内外的重视,水体富营养化主要防治的方法有:对废水作深度处理,控制N、P的排放;禁用含磷洗涤剂;打捞藻类;人工曝气;疏浚底泥;引水(不含营养物)稀释;使用化学药剂或引入病毒杀藻类等。 五、工业污水
1、工业废水的特点 工业废水是造成水体污染最重要的污染源。根据废水中所含污染物的性质,工业废水可分为有机废水、无机废水、重金属废水、放射性废水、热污染废水、酸碱废水以及混合废水等。一般来说,工业废水具有以下几个特点:
污染量大 工业行业用水量大,其中70%以上转变为工业废水排人环境,废水中污染物浓度一般也很高。
成分复杂 工业污染物成分复杂、形态多样,包括有机物、无机物、重金属、放射性物质等有毒有害污染物。污染物质的多样性极大地增加了工业废水处理的难度。
感官不佳 工业废水常带有令人不悦的颜色或异味。
水质水量多变 工业废水的水量和水质随生产工艺、生产方式、设备状况、管理水平和生产时段等的不同而有很大差异。 2、工业废水的再生利用
我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源仅为世界平均值的1/4。城市缺水问题尤为突出,全国669个城市中,400个城市常年供水不足,日缺水量达1600万立方米。由于缺水,每年影响工业产值2000多亿元。城市缺水,首先殃及的是工业,因为城市供水的80%是工业用水,水是工业生产的血液,工业生产一刻也离不开水,因此水的安全保障对工业生产来说十分重要。解决城市缺水的一条重要途径就是污水的再利用,包括工业废水的再利用和城市污水回用。这是解决城市缺水的战略性措施,也是工业节水的必然发展趋势。
长期以来,人们一直把城市下水道里的水称为“阴沟水”,“臭水”,难以相信它还能再用。实际上,人们生活中使用过的水,污染物质只占0.1%左右,比海水3.5%少得多,其余绝大部分是可再用的清水。城市污水就近可得,易于收集,易于再生处理,数量巨大,稳定可靠,不受旱涝影响。作为城市第二水源,要比海水、雨水来得实际,比长距离引水投资和运行成本要少得多。污水回用顶替出等量的自来水,对于缺水城市来说,供水量增加50%,足可以缓解一大批缺水城市的供水紧张状况。节约用水最有效的措施就是处理后污水的再生利用,这是解决水资源短缺花钱最少的办法。
工业使用城市再生水,在国外规模很大,历史很长,至今经久不衰。美国的伯利衡钢厂使用背河污水厂再生水每天68万吨,已有40年历史,沙漠赌城拉斯维加斯两个发电厂的冷却水都使用城市污水厂再生水。日本上世纪60年代经济复兴时期,就是寻找到城市污水这一新水源,解决了工业急速发展对水的需要。
日本各大城市当时铺设的工业用水道与城市给水管道一样遍布全市,一直使用至今。 我国的污
水再生利用工作已有20年历史,从“六五”到“十五”国家重大科技攻关都列入相关课题,开展了大量试验研究工作,以工业废水和城市污水为水源,回用于工业冷却、洗涤、锅炉、市政杂用、景观河道等用途,取得了一大批先进成果。污废水的再生利用,技术上已不存在障碍,当前应抓紧的主要是推广工作,工业部门、经济部门、环保部门、计划部门、城建部门应共同努力,在全国范围内,全面推广污水再生利用。
目前我国已经实施了多项污水再利用工程。全国还有许多再利用工程正在建设中,不久就可见到实效。许多工厂领导意识到了水的危机。一是水量上由于城市缺水要被限量用水或被停水,二是工业用水水价不断上提,有的工业水价已涨到每吨五六元,并且还要上调,已影响到产品成本费用。所以有一些工厂已主动将厂内达标排放的废水回收再用,或洽谈申请使用城市再生水。再生水不但有水量保证,并且水价低,费用一般每吨1元左右,经济上有帐可算。
对于工业节水来说,存在的主要问题其实是观念问题,一些企业领导对污废水的再利用不够重视,存在各种疑虑,甚至持消极态度,个别工矿企业,不顾全大局,坚持不使用再生水,这是今后必须解决的问题。
应当看到,污废水的再生利用是缓解城市水荒的有效途径,城市向工厂提供再生水,就是代替工业必需的自来水,工业方面可作为工业冷却、洗涤、锅炉、工艺、产品、油田等用水广泛使用,具有广阔的推广前景。我们国家污水再生利用相关法规标准、设计规范已基本建立起来,相关的技术经济政策陆续出台,为污水再利用健康发展提供了保证。工业部门中电力、石化、冶金、轻工等行业都是耗水大户,只要这些部门认真贯彻实施,不但工业本身得到稳定的第二水源,而且城市水的供需矛盾也可以得到缓解。目前城市污水处理厂日见增多,可利用的再生水量越来越大,一个城市污水资源化成效如何,关键在工业,这一点希望工业界给予特别重视。 六、淮河 1、淮河概述
淮河流域地处中国东部,介于长江和黄河两流域之间,位于东经112度—121度,北纬31度—36度,流域面积27万km2。流域西起桐柏山、伏牛山,东临黄海,南以大别山、江淮丘陵、通扬运河及如泰运河南堤与长江分界,北以黄河南堤和沂蒙山与黄河流域毗邻。流域地跨河南、安徽、江苏、山东及湖北5省,由于历史上黄河曾夺淮入海,现状淮河分为淮河水系及沂沭泅水系,废黄河以南为淮河水系,以北为沂沭泗水系。整个淮河流域多年平均径流量为621亿m3,其中淮河水系453亿m3,沂沭泅水系168亿m3。淮河干流发源于河南省桐柏山,全长1000km,总落差196m,平均比降0.2‟。
淮河发源于河南省南部的桐柏山,干流全长1000km。流域西部、西南部及东北部为山区、丘陵区,其余为广阔的平原。山丘区面积约占总面积的1/3,平原面积约占总面积的2/3。流域西部的伏牛山、桐柏山区,一般高程200— 500m,沙颖河上游石人山高达2153m,为全流域的最高峰;南部大别山区高程在300一1774m;东北部沂蒙山区高程在200一1155m。丘陵区主要分布在山区的延伸部分,西部高程一般为100—200m,南部高程为50—100m,东北部高程一般在100m左右。淮河干流以北为广大冲、洪积平原,地面自西北向东南倾斜,高程一般15—50m;淮河下游苏北平原高程为2—10m;南四湖湖西为黄泛平原,高程为30—50m。 流域内除山区、丘陵和平原外,还有为数众多、
星罗棋布的湖泊、洼地。 淮河发源于河南省桐柏县的桐柏山,大体自西向东流,经过河南省南部、安徽省北部、江苏省北部,至江苏省江都县三江营注入长江,河道全长1000公里。流域西以河南省西部的伏牛山脉与黄河的支流伊洛河流域及长江的支流汉水流域分界;北以从河南省郑州至兰考的黄河南堤和从兰考到废黄河口的废黄河南堤与沂沭泗流域分界;南以桐柏山脉、大别山脉及通扬运河、东串场河与长江中下游北岸的汉水、皖河、巢湖、滁河等水系分界;东濒黄海。
流域总面积18.7万平方公里,其中安徽省6.69万平方公里,占35.8%。由于里运河以东、废黄河以南、通扬运河及东串场河以北的苏北平原,共计有22440平方公里面积,水流向东直接入海,淮河干流实际汇水面积为164560平方公里。淮河安徽段,处于淮河中游,上自豫、皖交界的洪河口起,下至皖、苏交界的洪山头止,河道长度43.公里。淮河以北是黄淮冲积平原,平坦辽阔,土层深厚,地面高程45米至13.5米,自西北向东南倾斜,呈1/5000~1/10000比降。北部萧、濉、宿、灵、泗诸县境,分布有低山残丘,高程一般在50~100米,萧县官山最高峰408米,淮北市相山峰顶342米,宿县乾山312米,泗县屏山119米。沿淮两岸,分布着湾地、洼地和湖泊,是淮河滞洪、行洪地带。淮南主要是山丘区,西部大别山以白马尖和天堂寨最高,高程分别为1774米和1729米;大别山以东,地势显著降低,岗丘连绵,向东北延伸直抵洪泽湖以南,成为长江、淮河两大水系的分水岭,高程一般在50~100米左右,也有300米以上的丘陵,如张八岭的北将军山为399米,沿淮寿县以下有浅山分布。淮河干流比降平缓,平均为0.02‟,沿途流经峡山、荆山、浮山三处峡口,形势险要。正阳关汇纳上游干支河全部山区来水,总控制面积91620平方公里,素有\"七十二道归正阳\"之称,大别山区、桐柏山区、伏牛山区、嵩山山区等,都是淮河的主要洪水源地。干流平槽泄量:洪河口至正阳关不足1000立方米每秒,正阳关至涡河口为2500立方米每秒,涡河口以下至洪山头为3000立方米每秒。
两岸支流众多。左岸有洪河、谷河、润河、颍河、西淝河、芡河、涡河、漴潼河、濉河等,还有大型人工河道新汴河和茨淮新河,一般都源远流长,具平原河道特征;右岸有史灌河、沣河、汲河、淠河、东淝河、窑河、小溪河、池河、白塔河等,均源于江淮分水岭北侧,流程较短,具山区河道特征。沿淮多湖泊,分布在支流汇入口附近,湖面大但水不深,左岸有八里湖、焦岗湖、四方湖、香涧湖、沱湖、天井湖等;右岸有城西湖、城东湖、瓦埠湖、高塘湖、花园湖、女山湖、七里湖、高邮湖、沂湖、洋湖等。
皖境淮域,历史上水利发展较早,如寿县的芍陂(今安丰塘),始建于2500多年前的春秋时代,灌田万顷;横贯宿、灵、泗三县的通济渠,建于1300多年前的隋朝,上溯汴梁,下接运河,沟通江淮,是当时的漕运孔道,12世纪起,经历了600余年的黄河夺淮,终至湮废。及至1949年前,淮北地区已是水系紊乱,河沟淤阻,陂塘沟洫,大都夷平;淮河干流被淤浅,下受洪泽湖顶托,浮山以下入湖河底呈倒比降,宣泄不畅。域内洪涝灾害频仍,甚或旱蝗并发,赤地千里,\"大雨大灾,小雨小灾,不雨旱灾\"是其真实写照。1949年以后,整治了淮河干、支河道,开挖了排水沟渠,初步建立了排水系统。虽然治理标准尚低,洪涝灾害尚很严重,但取得的治水成绩是很大的,除害兴利有了长足的发展,促进了工、农业蓬勃发展,淮北地区已形成了煤、电能源基地和粮、棉基地,昔日贫穷落后的面貌,而今发生了显著的变化。 2、水系组成
1)淮河水系 淮河干流自西向东,经河南省南部、安徽省中部,在江苏省中部注入洪泽湖,经洪泽湖调蓄后,主流经入江水道至扬州三江营注入长江。河源至洪河口为上游,长360km,落差174m,流域面积3万多km2;洪河口至洪泽湖出口中渡为中游,长490km,落差16m,流域面积13万多km2;中渡至三江营为下游,长150km,落差6m,流域面积3万km2。
淮河支流众多,流域面积大于1万km2的一级支流有4条,大于2000km2的一级支流有16条,大于1000km2的一级支流有21条。右岸较大支流有史灌河、淠河、东淝河、池河等;左岸较大支流有洪汝河、沙颍河、西淝河、涡河、浍河、 渫潼河、新汴河等。见淮河主要支流特征表。
在淮河流域水系中有许多湖泊,其水面总面积约7000km2,总蓄水能力280亿m3,其中兴利蓄水量60亿m3,较大的湖泊有缄西湖、城东湖、瓦埠湖、洪泽湖、高邮湖、宝应湖等。见淮河流域主要湖泊特征值表。
洪泽湖是淮河流域中最大的湖泊,它承转淮河上中游约16万km2的来水,在12.5m水位时,水面面积2069km2、蓄水量3l亿m3,是我国四大淡水湖之一。现在是一个集调节淮河洪水,供给农田灌溉、航运、工业和生活用水于一体,并结合发电、水产养殖等综合利用的湖泊。设计洪水位16.0m,校核洪水位17.0m,校核洪水位时相应容量为135亿m3。
入江入海水道:①入江水道该水道自三河闸起经金沟改道至高邮湖、邵伯湖,再由运盐河、金湾、太平、凤凰、新河汇入芒稻河、廖家沟达夹江,至三江营入长江,全长158km,设计行洪流量12000m3/s。②里运河,该河是由历史上的邗沟演变而来,经近40多年的多次整治,已成为一条综合利用的河道。它既可分泄淮河洪水,又是京杭大运河的一部分和南水北调东线的干渠。从杨庄起至江都止,里运河全长159km。两岸均筑有大堤,其西堤即入江水道的东堤,有防御淮河洪水,保障里下河地区安全的任务。③苏北灌溉总渠是利用洪泽湖水源,发展废黄河以南苏北地区灌溉的输水干渠,也是淮河洪水入海的一条入工开挖河道,西从洪泽湖口高良涧闸起,东至扁担港入海止,全长168km。设计行洪能力800m3/s,实际动用时,超过了这一标准。1954年大水,总渠分泄了淮河洪水1020m3/s入海。
2)沂沭泗水系
沂沭泗水系位于淮河流域东北部,由沂河、沭河、泗河组成,均发源于沂蒙山区,流经鲁、苏两省,总面积近8万km2。
沂河。沂河经山东省的沂源、沂水、沂南、临沂、郯城和江苏省的邳县、新沂等县市后入骆马湖,全长574km。骆马湖以上流域面积11600km2。主要支流有东汶河、蒙河、 河、涑河、柳青河、白马河等。现在的沂河干流的安全行洪能力:临沂站为12000m3/s,李庄站为7000m3/s,华沂站为6000m3/s。
沭河。沭河经山东省的沂水、莒县、莒南、临沂、临沭、郯城和江苏省的新沂、沭阳等县、市后汇入新沂河。沭河距沂河约20km,两河平行南下。沭河南流至临沭县大官庄时分为两支,南支为老沭河(亦称总沭河),东支新沭河。沭河较大的支流有袁公河、鹤河、浔河、高榆河、柳青河和汤河等。沭河总流域面积5970km2(其中大官庄以上4519km2),干流长300km。
泗河。泗河是南四湖湖东地区最大的一条山洪道,发源于山东省新泰市的太平顶山西侧,流经新泰、泅水、曲阜、兖州、邹县、济宁和微山等县市,于济宁市郊入南阳湖,河长159km,流域面
积2366km2。河口的行洪能力约3600m3/s。
南四湖位于济宁以南、徐州以北,由南阳、昭阳、独山、微山等4个湖泊组成,故称南四湖。湖区南北长125km,东西宽6~25km,湖面面积1266km2,最大防洪库容54亿m3。1958年在南四湖湖腰建成二级坝枢纽工程,将南四湖分为上下两级。上级湖面积602km2,下级湖666km2。上级湖洪水位36.5m时,相应容量23.10亿m3;下级湖36.0m时,容量30.78亿m3。汇入南四湖的河道有53条。南四湖的水从韩庄运河、伊家河、不牢河、老运河等河进入中运河。
骆马湖位于江苏省宿迁、新沂两市的沂河与中运河交汇处,集水面积5.12万km2。入湖水系有沂河、南四湖、韩庄运河及中运河等。设计洪水位25.0m时,相应蓄水量15.85亿m3;校核洪水位26.0m时,相应蓄水量19亿m3。
入海水道:①新沂河是一条入工开挖的入海河道。自老沂河华沂开始,过骆马湖,切开嶂山岭,向东会合老沭河,至灌河口入海。其中嶂山以下至入海口长146km,最大行洪流量7000m3/s。②新沭河是一条入工开挖的入海河道。从山东省大官庄经大兴镇、石梁河水库、欢墩、沙河、小东关至临洪河口入海。河道全长80km。目前排洪能力为4000m3/s。沂、沭河之间有分沂入沭通道,分沂河洪水入沭河。③分淮入沂水道是一条入工开挖河道,南起二河闸,经淮阴闸、沭阳闸至新沂河,全长97.6km,可相机将淮河洪水分入新沂河,设计流量3000m3/s,校核流量4000m3/s。 3、流域自然特征
1)地貌及历史变迁 淮河流域位于东经111°55†~120°45†,北纬31°~36°。东临黄海,西、南及东北部分 别为伏牛山、桐柏山、大别山和沂蒙山等环绕,山海之间为广阔的平原。山丘区面积约占流域面积的3/3,平原面积约占2/3。淮河流域东西长约700km,南北平均宽约400km,西北部高,东南部低.诲拔在600~1000m之间,豫西石入山最高为2153m。淮河流域上游两岸山丘起伏,水系发育,支流众多;中游地势平缓。多湖泊洼地;下游地势低洼,大小湖泊星罗棋布,水网交错,渠道纵横。
历史上的淮河是—条从云梯关独流入海的河流,河道宽阔,水流通畅。沂、沭、泗河都是淮河的下游支流。受黄河侵淮夺淮的影响,现在的流域面积比当时要大。原来在开封西北入黄河的济水改流入泅水,使部分济水流域成为淮河流域;黄河夺淮后,下游三角洲向东延伸了约50km;淮河故道淤塞后,迫使淮河从现在的入江水道入长江,使部分长扛流域面积变成淮河流域的面积。 由于黄河“善淤、善决、善徙”,不仅多次从北岸决口,淤积诲河平原,河道向东北迁徙,而且也多次从南岸决口,淤积淮河平原,河道向东南迁徙,夺淮河入黄海。南宋建炎二年(1128年),为防御金兵南下,东京守将杜充在河南省汲县和滑县之间入为决堤,造成黄河改道,大部分黄水从泗水分流入淮;至1194年黄河完成了又一次大迁徙,黄水全部夺淮入黄海,直至1855年,黄河在河南兰考县境内向北决口,经山东利津入渤海。在1194~1855年的黄河夺淮期间,黄河也多次从南岸决口黄水从淮河北岸支流涡河、颍河入淮河干流,直到明清才形成较稳定的河道。1938年抗日战争时期,国民党当局为阻止日军西进,在郑州附近的花园口炸开黄河南堤,黄河主流自颍河入淮,直到1947年花园口堵复上,黄河又泛滥达9年之久,淮河北岸支流又一次普遍遭到破坏。 受黄河长期侵淮夺淮的影响,地形和水系发生了很大变化,古济河、钜野泽和梁山泊已消失;河床普遍淤高.且留下了废黄河河床;形成新的湖泊如洪泽湖、南四湖和骆马湖。因此,中华入民
共和国成立前,淮河水系紊乱,排水不畅或水无出路,造成了“小雨小灾、大雨大灾,无雨旱灾”的局面。中游的水下不来,下游的水又流不出,是一条难治之河。
2)气候,水文 淮河流域地处我国南北气候过渡带,属暖温带半湿润季风气候区.其特点是:冬春干旱少雨,夏秋闷热多雨,冷暖和早涝转变急剧。年平均气温在11~16℃,由北向南,由沿海向内陆递增,最高月平均气温25℃左右,出现在7月份;最低月平均气温在O℃,出现在1月份;极端最高气温可达40℃以上,极端最低气温可达-20℃。
淮河流域多年平均降雨量911mm,总的趋势是南部大、北部小、山区大、平原小、沿海大、内陆小。淮南大别山区淠河上游年降雨量最大,可达1500mm以上、而西北部与黄河相邻地区则不到680mm。东北部沂蒙山区虽处于本流域最北处,由于地形及邻海缘故,年降雨量可达850~900mm。流域内5月15日~9月30日为汛期,平均降雨量达578mm,占全部年降雨量的63%。降雨量年际变化大,1954、1956年分别为1185mm和1181mm,1966、1978年仅578mm和600mm。
淮河流域多年平均年径流深约231mm,其中淮河水系为238mm,沂沭泗水系为215mm。径流的年内分配也很不均匀,主要集中在汛期。淮河干流各控制站汛期实测来水量占全年的60%左右,沂沭泅水系各支流汛期水量所占比重更大,约为全年的70%~80%。
淮河流域暴雨洪水集中在汛期6~9月,6月主要发生淮南山区;7月全流域均可发生;8月则较多地出现在西部伏牛山区、东北部沂蒙山区,同时受台风影响东部沿海地区常出现台风暴雨。9月份流域内暴雨减少。一般6月中旬至7月上旬淮河南部进入梅雨季节,梅雨期一般为15-20d,长的可达一个半月。据历史文献统计,公元前252年一公元1948年的2200年中,淮河流域每百年平均发生水灾27次。1194年黄河夺淮初期的12、13世纪每百年平均水灾“次,“、18世纪每百年水灾74次,16世纪至新中国初期的450年中,每百年平均发生水灾94次,水灾日趋频繁。从1400~1900年的500年中,流域内发生较大旱灾280次。洪涝旱灾的频次已超过三年两淹,两年一旱,灾害年占整个统计年的90%以上,不少年洪涝旱灾并存,往往一年内涝了又早,有时则先早后涝。年际之间连涝连旱等情况也经常出现。
淮河洪水按影响范围可分全流域性洪水和区域性洪水。全流域性洪水是由于梅雨期长、大范围连续暴雨所造成。区域性洪水由局部河段或支流暴雨所造成。历史上1593、1612、1632、1730、1848、1850、1898、1921、1931年曾发生过大洪水。
3)水资源 淮河流域年平均地表水资源为621亿m3,浅层地下水资源为374亿m3,扣除两者相互补给的重复部分,水资源总量为854亿m3,入均占有量为450m3。目前,淮河流域各项水源工程的年供水能力约450亿m3,在保证率为50%的平水年份缺水11亿m3,保证率为75%的中等干旱年份缺水41亿m3,保证率为95%的特枯年份缺水116亿m3,预测到2000年保证率为95%时供需缺水量为179亿m3。淮河流域地表水地区分布总的趋势是南部大、北部小,同纬度地区山区大、平原小,平原地区则是沿海大、内陆小。
淮河流域全流域水能蕴藏量151万kW,可开发的装机约90万kW,目前已开发近30万kW。主要分布在上游各支流,由于集水面积有限,径流小,电站装机容量大部在1万kW以下。 4、河流治理与开发
1) 淮河治理简史 淮河水利历史悠久,早在公元前600年以前,在支流淠河和东淝河之
间洼地周围,圈堤蓄水,即著名的古代水利工程芍陂。经历代维修扩建,堤周长在一百里至三百里之间变化。公元前486午,挖通了邗沟,开通了淮河和长江之间的航运。公元前482年,又开通了鸿沟,由淮河支流泗水,经古济水到达黄河。公元605年,又修建了通济渠,从黄河引水在泗州入淮水。这些古运河对南北交通起了重要作用。
黄河侵淮夺淮后,淮河水患频繁。清代潘季驯主持治水,在洪泽湖周边筑堤,蓄纳淮河来水,企图“蓄清刷黄”(用淮河水刷深黄河入海河段)维持漕运,但未达到预期效果。后来,杨一魁主持治水时,把淮河洪水分入运河,并由芒稻河入长江,是为导淮入江的开始。20世纪初,也进行了各种导淮方案的研究,其中包括把淮河水全部导入长江和部分入江、部分入海以及全部入海的方案。
1949年后,淮河的治理开发进入了一个崭新的时期,成立了流域管理机构,进行了流域规划,并全面地对河流进行了治理开发。
2)流域规划 1949年中华入民共和国成立后不久就作出了《关于治理淮河的决定》,发出了“一定要把淮河修好”的号召,提出了“蓄泄兼筹”的治淮方针。1951年治淮委员会提出了以防洪为主的《关于治淮方略的初步报告》。1952年又提出了《关于进一步解决流域内涝问题的初步意见》。1954年提出了沂沭泗洪水处理意见。1957年提出了《淮河流域规划提要》和《沂沭泗流域规划报告(初稿)》。
1977午上半年提出了一份治淮情况报告及其附件《治淮战略性骨干工程说明》。《说明》中把大型骨干工程归纳为“蓄山水”,“给出路”、“引外水”三大部分。“蓄山水”是继续在山区修建拦洪水库;“给出路”是进一步扩大淮沂沭泗干支流的排洪出路;“引外水”是从长江和其支流汉江引水补充水源。
80年代和90年代初又进行了大量的规划工作,于1992年提出了《淮河流域综合规划纲要》。1991年淮河大洪水带来的洪涝灾害十分严重,使之进一步认清了淮河防洪的严峻局面。同年9月国务院召开了治理淮河、太湖会议,会议明确了第八个五年计划期间治淮的18项骨干工程。这18项工程也是规划的防洪体系的骨干工程。在此基础上,近年又提出治理开发的“九五”和2010年目标。
3)流域治理开发的重点骨干工程或措施 淮河治理开发的目标是以防洪为主,兼顾除涝、发电、灌溉、航运、水产、水土保持等方面的综合利用。淮河流域规划中逐步提出和明确了治理开发的骨干工程。以下将按9个方面简述一些重点骨干工程,这些工程有的已全部建成使用;有的已部分完工,发挥了部分效益,尚需续建、扩建;有的尚待兴建。
大型水库 淮河水系和沂沭泅水系干支流上除“淮河流域已建大型水库指标表”所列32座水库外,已建库容在1亿m3以上的大型水库还有狮河的花山、泗河的贺庄、青河口的小塔山、蔷薇河的安峰山水库。
此外,正在复建的有水毁工程石漫滩水库。该水库位于洪河支流滚河上,总库容1.26亿m3。计划兴建的大型水库有:淮河干流上的出山店水库,总库容36亿m3(或选择上游44km的红石潭水库,总库容16亿m3);淠河支流漫水河上的白莲崖水库,总库容5亿m3;沙河上的下汤水库,总库容11.7亿m3;澧河支流甘江上的燕山水库,初期库容15亿m3;沙河支流北汝河上的前坪水库,总库容6.9亿m3。
开辟入江入海水道 解除淮河流域洪涝灾害的重要工程之一是开辟入江入海水道,现已形成
一个入江入海的工程体系。
淮河水系方面:洪水通过洪泽湖枢纽控制,大部分经入江水道分入长江,一部分经苏北灌溉总干渠入海,一部分经淮沭河分淮入沂。这3条水道的排洪能力分别为12000、800和3000m3/s。此外里运河还可分泄少量淮河洪水入扛,废黄河可分泄部分淮河洪水入海。
目前洪泽湖地区及其下游地区的防洪标准不到百年一遇。为使防洪标准提高到300年一遇,规划沿灌溉总干渠北侧开挖新的入海水道,水道全长163.5km,设计排泄流量8000m3/s。现已按行洪流量2270m3//s开工兴建。
沂沭泅水系方面:经过多次整修,现已有新沭河和新沂河两条水道和l条分沂入沭的水道。目前新沭河和新沂河的捧洪能力分别为4000和7000m3/s。分沂入沭的安全泄量为3000m3/s,现仍泄入老沭河。现在这个地区仍只能防御十年一遇左右的洪水。为了提高到防御50~100年一遇洪水,计划实施“沂沐泗洪水东调南下工程”。
新建和加固堤防 流域内新建和经过整修加固的重要堤防有:淮北大堤,全长238.4km 蚌埠市围堤,全长10.4kmt入江水道大堤,左堤199.7km,右堤221.7km,总长421.4km;洪泽湖大堤,全长67.25km;里运河大堤,左堤157.5km,右堤156,9km,全长314.4km 小洪河两岸堤防总长405km,汝河两岸堤防总长369.9km;大洪河两岸堤防166.5km,沙颍河干堤,河南段全长525.5km,安徽段全长363.93km;涡河西堤长113.37km,东堤长173km;苏北总干渠两岸堤长313.2km;分淮入沂水道两岸堤长41km;沂河干流堤防全长316.25km;新沂河堤防全长279.3km,沭河和新沭河堤防长度分别为394.2km和132.8km,总长527km,泗河堤防全长138km,东鱼河干流堤防全长158.13km;诛赵新河干流堤防长278.9km;韩庄运河两岸堤长79km;中运河两岸堤长296km,邳苍分洪道两岸堤长148.6km。
新辟排洪排涝河道和分洪道 新开的河道和分洪道主要有以下几条:茨淮新河全长134.2km,计划分泄颍河洪水2000m3/s,使正阳关至怀运的淮河中游的排洪能力由10000m3/s提高到12000m3/s;怀洪新河全长127km,上口分洪流量2000m3/s,结合接纳12000hm2面积的排捞流量,下游设计排洪流量4700m3/s,新汴河全长127.1km,排涝流量900m3/s,捧洪流量1460m3/s;洪河分洪道和蒙河分洪道全长80km,分洪流量750~950m3/s;邳苍分洪道全长77km,它既可分泄沂河洪水、又可排泄两岸涝水。进水闸(江风口闸)设7孔12m×6.5m弧形闸门控制,设计过闸流量2000m3/s,东鱼河全长172km,沿途共入了万福河、洙水河、大沙河等上游0.592万km2的高地洪涝水。其南支、北支分别长52和96km,共承担0.273万km 2地区的排水;洙赵新河全长140km,共拦截西北部高地o.42万km2的洪涝水。
蓄(滞)洪区 利用平原区的洼地,在四周筑堤,在大洪水时,临时分蓄一部分洪水。已建的蓄(滞)区见“淮河水系蓄(滞)洪区简况”表。
行洪区 行洪区是扩大淮干中游泄洪能力的一种工程措施,它是淮河洪水河槽的一部分.位于岗地或淮河大堤与中泓之间,利用沿河的湖泊洼地修建的,筑有行洪堤,保护区内农业生产,一般情况下不行洪,在淮河洪水达到规定高程时,在行洪区卜口开口或漫堤行洪,经行洪区下口又流入淮河。最多时行洪区达到21处,现有17处。
控制枢纽 临淮岗枢纽位于淮河中游正阳关上游的临淮岗,其目的是控制正阳关以上淮河洪
水,减少正阳关以下淮北大堤防洪负担,并取代1954年大水冲坏的润河集枢纽。该枢纽控制流域面积4.35万km2,占正阳关以上流域面积的1/2。按百年一遇洪水设计,千年一遇洪水校核。坝上设计水位28.4m~28.6m,相应库容93亿m3,较天然滞洪状况可增加洪量33亿m3;校核水位29.6m时,相应库容120亿m3。
蚌埠枢纽:位于蚌埠市西的淮河上,由节制闸、分洪道、船闸、电站等组成。作用是抬高淮河枯季水位,以利灌溉、供水和通航。设有28扇宽10m、高7.5m的闸门,泄洪能力10140m3/s。运用水位为16.0~18.0m。分洪道设计流量2860m3/s。
韩庄枢纽:位于南四湖南端的山东省微山县韩庄镇,是南四湖主要出口韩庄运河的控制工程,由韩庄闸、伊家河闸、老运河土坝等组成。韩庄闸装有17扇12m* 7.2m闸门和14扇12m*9m闸门,微山湖水位33.5m时,泄流能力为2050m3/s。伊家店闸设有3扇7m*5m闸门,泄量250m3/s。
洪泽湖控制枢纽:主要建筑物包括洪泽湖大堤、三个出口处建筑物(入江水道的三河闸、苏北灌溉总渠的高良涧闸、淮沭河口的二河闸),两个灌溉引水涵洞(洪金洞、周桥洞)。它兼有防洪、灌溉、航运、水产和发电等综合效益。其中三河闸共有63孔宽10m、高6.2m的泄洪闸,设计泄量]2000m3/s;二河闸共有35孔宽10m、高8m的泄水闸,设计泄量3000m3/s,该闸还可反向引沂济淮,设计流量300m3/5;高良涧闸设8孔宽9.2m、高4.0m的泄水闸,设计流量800m3/s; 两个灌溉引水橘洞,总设计流量6Sm3/s。
南四湖二级坝枢纽:位于山东微山县昭阳湖腰最窄处,包括拦湖大坝、溢洪堰、1号、2号、3号、4号节制闸和船闸,全长7360m。拦湖大坝坝顶高程39m,长4113m,坝高一般为6.5m;溢流滚水坝,堰顶高程35.1m,长300m;l号闸设39扇6m×4m平板门,设计泄量4500m3/s;2号闸设55扇5.25m×3m钢丝水泥平面升直门,设计泄量3300m3/s;3号闸设84孔6.4m×4.3m钢丝水泥壳面直升门,设计泄量4620m3/s;4号闸设134孔6.3m×4.5m钢丝水泥壳面直升门,设计泄量4490m3/s(待湖腰扩大工程完成后才能运用)。
河道整治 河道整治主要包括河床疏浚,结合堤防建设对河道截弯取直、局部调整和拓宽堤距,近年还包括河道清碍,以扩大河道本身泄洪和排涝能力。先后进行整治的主要支流有洪汝河、沙颍河、王引河、黑茨河、西淝河、濉河、沱河、渫潼河等。
污水处理措施 近10多年来,在流域内工农生产不断发展、入口增加、城镇数量加多、规模扩大的过程中没有很好处理经济发展与环境保护的关系,大量生产和生活污水不经处理直接向河中排放,各种废物向河边倾卸,尤其是不适当地发展了一批小造纸、小制革、小化工等排污量大而社会效益差的工业企业,使淮河水受到极其严重污染。到1994年全流域城镇和企业每天排放的工业废水、生活污水约700万t,化学耗氧量超标几十到几百倍,集中性恶性污染事故频繁出现,约2/3的河段已失去使用价值,一些地区因水质恶劣,已造成饮水困难。
淮河受到严重污染的问题引起了政府的重视和关注,采取了以下果断有力的措施:
制定阶段性水质达标目标,严格限期实施。1994年5月、1995年9月和1997年7月在国务院主持下,先后召开3次淮河流域环保执法检查现场会,确定的目标是:第一阶段坚决关停一批污染严重、效益差、没有治理价值的污染企业;第二阶段在1997年底全流域工业污染源全部达标排放;第三阶段到2000年全流域污染物质化学耗氧量削减到36.8万t,实现水体变清。现在第一、二阶
段的达标目标已经实现。1994~1996年关停或取缔了污染企业4425家;据1998年1月1日淮河流域水环境监测中心发布的“水质公报”称:淮河干流中游段8个监测断面符合国家地面水环境质量正类水标准的有2个,符合N类水标准的有6个,未发现V类或超V类水断面,主要入河排污口的化学耗氧量排放量大部分已削减60%以上。为达到第三阶段目标,计划投入约200亿资金,完成259家重点污染源治理任务,建成80座城市污水集中处理厂。
依法治污。除了坚决执行《水法》外,国务院还于1995年8月颁布了《淮河流域水污染防治暂行条例》,为彻底治理老的污染源,防止产生新的污染源,正确处理工农业生产发展与环境保护的关系,走可持续发展道路提供了保证。
40多年来,治淮工程共完成土石方工程量370亿m3,混凝土及钢筋混凝土1189多万m3;修建大中小型水库5300多座,总库容250亿m3,其中库容1亿m3以上的大型水库36座,总库容187亿m3;修筑于支流堤防1.5万km开辟厂新沂河、新沭河、苏北灌溉总干渠等入海水道和扩大了入江水道;开挖了茨淮新河、新汴河、东鱼河等排洪排涝新河道;开辟了12处蓄(滞)洪区和21处行洪区,修建了5个大型控制枢纽和各类节制闸4000多座;修建了江都(抽水流量460m3/s,)等大中小型电力排灌站近5万处,总装机容量近300万kW,建成机电井近7o万眼;对干支流河道全面地进行了整治;已修建水土保持林1万km2,水平梯田8000km2,小流域治理有很大进展。这些工程在防洪排涝等方面取得了巨大的综合效益。
防洪排涝 仅36座大型水库有防洪库容110多亿m5,有效地拦截干支流上游山区洪水。例如1982年淮河的5次洪峰,宿鸭湖、薄山、梅山、鲇鱼山、南湾,石山口等水库削峰率达80%~100%。现在淮河水系排洪入江入海的能力从8000m3/s扩大到13000~16000m3/s,沂沭泅水系的入海排洪能力由1949年前的不到1000m3/s扩大到11000m3/s。淮河干流上游淮滨段的排洪能力,由3000m3/s扩大6000m3/s,中游正阳关以下至蚌埠段的排洪能力由5000m3/s扩大到10000m3/s,蚌埠以下至洪泽湖的排洪能力由7000m3/s扩大到13000m3/s;淮北大堤基本能力防御1954年型40年一遇洪水,沂沭泗干流及淮河主要支流能防御10~20年一遇洪水,洪泽大堤和里运河大堤的防洪标准可达50年一遇,但排涝标准一般仍不到2年一遇。
发电。水电装机已达30万kW。响洪甸水电站抽水蓄能机组装机8万kW。今后建较大水电站的可能性不大,主要是发展小水电。
灌溉。流域内有效灌溉面积779.5万hm2,实灌面积655.1万hm。其中淠史杭灌区设计灌溉面积68.4万hm2。
航运。全流域通航里程从50年代的1.2万km增加到了2万km,包括京杭运河苏北段的扩建、改建。
水土保持。全流域原有水土流失面积5.9万km2,已初步治理近3.0万km2。
但是,淮河流域与水有关的问题仍十分严重。一是防洪排涝标准不高,洪涝灾害仍很频繁,尤其是分(蓄)洪区运用机会多,区内群众生活困难,黄河侵淮夺淮恶果仍未全部消除,治理难度大;二是目前流域内各项水源工程的年供水能力约450亿m3,一般年份缺水11亿m3。旱灾时有发生,使粮食产量徘徊不前。水污染严重,使本已短缺的水资源,更是雪上加霜。
因此,必须加大对淮河流域的治理开发力度,为此规定近期(“九五”计划末)和远期(2010年)
的目标:“九五”期末基本完成1991年国务院治淮会议确定的18项骨干工程建设任务,并结合巩固现有工程设施,完善防洪除涝体系,提高防洪标准,使淮河干流中下游防洪标准提高到百年—遇;沂沭泗河中下游防洪标准达到20~50年一遇;平原支流河道防洪标准达到20年一遇。完成水利郎确认的第二批大型病险水库除险加固,行蓄洪区安全建设基本完成,提高大中城市防洪标准,进一步建立起较为完整的防洪除涝体系;2010年前继续巩固提高淮河流域整体防洪标准,使淮北大堤、洪泽湖大堤防洪标准达到百年一遇以上,沂沭泗河达到50年一遇防洪标准,沙颖河达到50年一遇防洪标准,其他支流防洪标准达到20年一遇,除涝标准达到3~5年一遇。淮南、蚌埠等重要城镇防洪分别达到50~100年一遇以上标准。 5、流域社会经济
淮河流域包括湖北、河南、安徽、山东、江苏5省35个地(市), 189个县(市),1997年总人口为16043万人,平均人口密度为 594人/km2,是全国平均人口密度122人/km2的4.8倍,居各大江大河流域人口密度之首。
流域耕地面积18326万亩,主要作物有小麦、水稻、玉米、薯类、 大豆、棉花和油菜,1997年粮食产量为8496万t,占全国粮食总产量 的17.3%。农业产值为2844亿元,人均农业产值为1812元,高于全国同期人均值1345元。淮河流域在我国农业生产中已占有举足轻重的地位。
淮河流域工业以煤炭、电力工业及农副产品为原料的食品、轻纺 工业为主。目前已建成淮南、淮北、平顶山、徐州、兖州、枣庄等国家大型煤炭生产基地,1997年产煤量占全国产煤量的l/8,是中国黄河以南最大的煤田。流域内现有火电装机容量近2000万kW。近十多年来,煤化工、建材、电力、机械制造等轻重工业也有了较大发展,郑州、 徐州、连云港、淮南、蚌埠、济宁等一批大中型工业城市已经崛起。
淮河流域1995年工业总产值7634亿元,国民生产总值5421亿元,人均国民生产总值仅3398元,远低于全国平均值4810元,属经济欠发达地区。
淮河流域交通发达。京沪、京九、京广三条南北铁路大动脉从本 流域东、中、西部通过;著名的欧亚大陆桥--陇海铁路横贯流域北部;还有晋煤南运的主要铁路干线新(乡)石(臼)铁路,蚌(埠)合(肥)铁路,以及新(沂)长(兴)铁路,宁(南京)西(安)铁路等。内河航运有年货运量居全国 第二的南北向的京杭大运河,有东西向的淮河干流,平原各支流及下游水网区内河航运也很发达。流域内公路四通八达,近几年高等级公 路建设发展迅速。连云港、日照石臼等大型海运码头,不仅可直达全国沿海港口,还能通往韩国、日本、新加坡等地。 6、流域物产资源
淮河流域有1.8亿亩耕地,沿海还有近1000万亩滩涂可资开垦。流域年平均水资源量为854亿m3,其中地表水资源量为621亿 m3,浅层地下水资源为374亿m3,干旱之年还可北引黄河,南引长江 补源。境内日照时间长,光热资源充足,气候温和,发展农业条件优 越,是国家重要的商品粮棉油基地。
淮河流域矿产资源丰富,以煤炭资源最多,初步探明的煤炭储量 有700多亿t,主要集中在安徽的淮南、淮北和豫西、鲁西南、苏西北等矿区,且煤种全、煤质好、埋藏浅、分布集中,易于大规模开采。目前煤炭产量约占全国的l/8,一批新的大型矿井正在兴建。流域内火力 发电比较发
达,大型坑口电站正在兴建。这些煤电产区,不仅为本流 域的工农业生产和城乡人民生活提供大量的能源,而且是长江三角 洲和华中等经济区的重要能源基地。苏北沿海素为我国重要盐产区, 流域内苏北、淮南、豫西等又先后发现多处大型盐矿,可供大量开采。
流域内河渠纵横,库塘众多,湖泊洼地星罗棋布,水域广阔,鱼类 资源丰富,有2000多万亩水面,100多种鱼类,是中国重要的淡水渔区。
淮河流域有9万km2的山丘区,资源丰富,雨量充沛,宜农宜牧,宜林宜果,还蕴藏有一定的水力资源,是发展多种经营的好地方。砂石竹木等建筑材料储量大、品种多,也是重要经济优势之一。
淮河流域在中国国民经济发展中是个举足轻重、大有发展前途的地区。把这一大片国土进一步综合开发治理好,将其资源优势与经济潜力充分发挥出来,对中国社会、经济的发展必将作出更多更大的贡献。 七、污水处理工艺
随着工业的不断发展,城市污水的净化和处理成了人们日益关注的问题,而所谓的污水处理就是人们利用各种设备和工艺技术把污水中含有的污染物质从水中分离去除,使有害物质转化为无害的物质、有用的物质,使水得到净化。污水的处理有不同的工艺,不过在大的方面都是大同小异的。
污水处理的工艺流程大体分为:格栅处理、泵房提升、沉砂处理、一次沉淀池、曝气池处理、二次沉淀池处理、泥浆制备、昭气利用。 它的工艺流程图如下所示:
1、污水提升泵站
泵站的作用是将上游来水提升至后续单元所要求的高度,使其实现重力自流。泵站一般由水泵、集水池和泵房组成。
集水池调节来水量和抽升量之间的不平衡,避免水泵的频繁启动。
2、初次沉淀池
初沉池的作用:去除50-60%的悬浮固体SS,使污水BOD5降低25-35%,去除漂浮物质,均和水质。
初沉池的结构形式: 平流沉淀池 辐流沉淀池 竖流沉淀池 3、生物化学处理
生物化学处理利用微生物处理污水中的有机污染物的一种工艺。 人工处理方法:活性污泥法、生物膜法
天然生态处理方法:生物稳定塘,土地处理,湿地处理
4、曝气池是由微生物组成的活性污泥与污水中的有机污染物质充分混合接触,并进而将其吸收分解的场所,它是活性污泥工艺的核心。
曝气系统的作用是向曝气池供给微生物增长及分解有机污染物所需的氧气,并起混合搅拌作用,使活性污泥和有机污染物质充分接触。
•鼓风曝气包括空气净化系统、鼓风机、管路系统和空气扩散器。
•机械曝气是利用装在曝气池内的叶轮转动,使水与空气中的氧气充分接触。 5、二次沉淀池的作用是使活性污泥与处理完的污水分离,并使污泥得到一定程度的浓缩。 二次沉淀池可分为平流沉淀池、竖流沉淀池和辐流沉淀池。
二次沉淀池一般直接用吸泥机将污泥连续排除。平流沉淀池采用行车式吸泥机,辐流沉淀池采用回转式吸泥机。
排泥方式有静压排泥、气提排泥、虹吸排泥或直接泵吸。
6、回流污泥系统把二次沉淀池中沉淀下来的绝大部分活性污泥在回流到曝气池,以保证曝气池有足够的微生物浓度。
回流污泥系统包括回流污泥泵和回流污泥管道或渠道。 回流污泥泵一般有离心泵、潜水泵,螺旋泵等。
回流污泥渠道一般设置回流量的计量及调节装置,以准确控制及调节污泥回流量。 7、剩余污泥排放系统
随着有机污染物质被分解,曝气池每天都净增一部分活性污泥,称之为剩余活性污泥,应通过剩余污泥排放系统排除。
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