發布時間：2019-04-02所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:隨著經濟社會發展，平原城市區河湖的承載力已嚴重不足，依靠自身水資源條件已不能從根本上解決其面臨的內澇頻發、水環境惡化等各種水問題。相較而言，農村區水資源質、量均要優于城市區。從城鄉水系優勢互補，統籌水資源調配角度出發，研究跨流域城鄉聯
摘要:隨著經濟社會發展，平原城市區河湖的承載力已嚴重不足，依靠自身水資源條件已不能從根本上解決其面臨的內澇頻發、水環境惡化等各種水問題。相較而言，農村區水資源質、量均要優于城市區。從城鄉水系優勢互補，統籌水資源調配角度出發，研究跨流域城鄉聯動水資源調控技術，并結合武漢市湯遜湖與梁子湖水系治理，分別構建城市內澇模型、河湖蓄泄演算模型和二維水動力水質模型，模擬分析了跨流域城鄉聯動水資源調控技術對湯遜湖與梁子湖流域的治理，對防洪排澇和水環境改善均有顯著的效果。
關鍵詞:跨流域;水資源調控;防洪排澇;水環境改善
近年來，我國城鎮化進程越來越快，截止2017年我國的城鎮化率已達60%，預計到2030年我國城鎮化率將達到70%。隨著大規模的開發建設，平原區城市面臨內澇頻發、水環境惡化等越來越多的水問題。本世紀初期相關研究與工程治理多從單一問題出發，通過加大城區外排泵站建設、開展截污控污、生態修復等單項措施研究解決城市河湖水問題[1-3]。
2010年以后河湖治理研究開始從解決單一問題逐步向河湖系統治理轉變，采用綜合措施開展河湖治理[4]。但隨著經濟社會發展，城市區河湖的承載力已嚴重不足，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題，相較而言，農村區水資源質、量均要優于城市區。本文從城鄉水系優勢互補，統籌水資源調配角度出發，研究論述跨流域城鄉聯動水資源調控技術，并將其應用于工程實例，為平原區城鄉河湖治理提供參考與支撐。
1跨流域城鄉聯動水資源調控技術
城鄉聯動水資源調控技術是以實現水資源可持續利用、人水和諧為目標，以提高水資源統籌調配能力、改善水生態環境狀況和提升水旱災害防御能力為重點，通過工程措施跨流域連通城市區和農村區的河湖水系，采取聯合調度等非工程措施，跨流域對水資源進行合理調控和分配的技術。城鄉聯動水資源調控技術的基礎為水系連通[5-7]，技術體系包括水系連通通道建設、可控建筑物構建、湖泊庫塘等蓄水調控空間設施管控、水質水量聯合模擬調度[8]等幾個方面，是工程措施與非工程的完美結合，兩者相輔相成缺一不可。
2跨流域城鄉聯動水資源調控技術功能分析
城鄉聯動水資源調控技術的功能體現在可有效利用水資源，跨流域綜合解決城鄉防洪排澇、供水、水環境、水生態等多方面問題�？缌饔蛩Y源調控過程中，城市區與農村區可取長補短，取得最大的綜合效益。
2.1防洪排澇
平原區城市與農村的防洪排澇系統各自特點鮮明。城市區防洪排水標準高，通常為20～50年。城市排水系統匯流速度快，調蓄能力低，洪水歷時短，通常利用大規模外排泵站應對短歷時強降雨。農村區防洪排水標準較低且排水速度慢，通常為5～10年一遇3d暴雨5d排完，排水系統匯流速度慢，洪水歷時長，外排能力較小，通常利用河湖調蓄應對暴雨洪水。城鄉聯動水資源調控技術可充分利用城市區及農村區排水系統特點，充分發揮各自優勢。遭遇超標準降雨時，城市區可向農村區分流，充分利用農村區河湖調蓄能力;短歷時暴雨后，農村區調蓄的自身產水量及城市分洪水量通過連通調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
平原區城市通常以外江為主要供水水源，供水結構單一，水污染突發事件可導致部分城市備用水源地不能發揮作用，增加了城市供水風險;農村區通常水系發達，水資源量、質齊優，但用水方式粗獷，節水意識不強。城鄉聯動水資源調控技術可通過水系連通工程，將農村區優質水資源輸送到城市區，提高城市區供水保證率，降低供水風險。同時可通過節水措施強化農村區節水，降低連通調水對農村區原供水戶的影響。
2.3水環境改善
隨著經濟社會的快速發展，城市廢污水排放量日益增大，加上水體流動性差，導致平原區城市河湖水體污染不斷加劇，水生態環境狀況嚴重惡化;農村區較大河湖水體由于周邊人類活動較小，入湖污染物較少，尚有納污能力富余，河湖水環境較好。
城鄉聯動水資源調控技術可實現農村區水環境質量較好河湖與城市區水系間的連通。在保證防洪排水安全的前提下，農村區排水可優先利用城市區排水通道，將農村區優質水資源輸送到城市區，提高雨洪資源利用率，增強平原區河湖水體流動性，增加城市區河湖水環境容量。
2.4水生態修復
平原區河湖遭遇特枯年份均存在生態水位破壞風險。通過城鄉聯動水資源調控技術可形成流域間水資源互補，提高生態環境需水保證率，降低水生態破壞風險。同時通過構建區域水網、城市水網，建設自然-人工相結合的水生態廊道，增加水域水生生物多樣性，促進水生態系統健康，美化人居環境，形成城市向農村輻射廊道，實現人水和諧。
3實例研究
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例，闡述城鄉聯動水資源調控技術功能與作用。湯遜湖位于武漢市長江南岸，為長江中下游典型的平原水網地區，是國內最大的城中湖，橫跨江夏、洪山和東湖高新科技開發區3個行政區，水面面積為52.19km2，調蓄容積為3285萬m3，流域匯水面積為248.80km2，現有泵站外排能力總計292m3/s，是武漢市的備用水源地。
湯遜湖流域隨著大規模的開發建設逐步發展成為城市建成區，區域內澇、水環境問題逐步凸顯。一方面由于圍湖造田、建設征地等歷史原因導致湖泊水面、調蓄容積逐步縮小，加上外排能力限制，造成洪澇災害頻現，特別是2016年內澇災害導致中心城區受淹數日，生產生活癱瘓;另一方面由于人口產業集聚，入湖污染負荷逐步增加，導致湖泊水生態環境逐漸惡化，富營養化日趨嚴重，湖泊生態健康受到嚴重威脅。2011～2013年湯遜湖整體水質為IV類，2014年以后湯遜湖整體水質已降至V類，至今仍呈現惡化趨勢，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，構建城市內澇模型和河湖蓄泄演算模型。擬定跨流域城鄉聯動水資源調控與不調控兩種方案，分析遭遇100年一遇超標準洪水時，湯遜湖與梁子湖的水位變化過程，說明跨流域城鄉聯動水資源調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m3，水位消落達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對梁子湖的防洪產生影響。如不采取跨流域調控，遭遇同等標準降雨湯遜湖水位將在最高控制水位基礎上漲0.7m，沿湖建成區將一片澤國，經濟損失約2500萬元。
4結語
跨流域城鄉聯動水資源調控技術通過適當的水系溝通、引排、調度等措施，可統籌城鄉防洪排澇、水環境、水生態等多方面需求，是河湖系統治理理念的體現與提升。該技術應用于平原區將有效緩解重要城市區因水資源承載力、水環境承載力不足給城市發展帶來的瓶頸問題，同時可提高城市區外排泵站的利用率，增加農村區排水通道，破解農村區排水標準偏低的問題。
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