(淮河流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理局 蚌埠 233000)
沙潁河是淮河的最大支流,發(fā)源于河南省伏牛山區(qū),流經(jīng)平頂山、漯河、周口等四十個(gè)市縣,于安徽省潁上縣沫河口匯入淮河,河道全長(zhǎng)620km。其中,沙潁河周口以上流域面積25800km2,分沙河、潁河、賈魯河;周口以下段屬于典型性多閘壩河流、采樣較便利,其他數(shù)據(jù)如水文數(shù)據(jù)、長(zhǎng)系列水質(zhì)數(shù)據(jù)等也易獲得。本次研究?jī)?nèi)容基于閘壩控制下的河流段,相當(dāng)于靜水環(huán)境,和湖泊相似,以閘壩群運(yùn)行對(duì)沙潁河下游水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響效果研究為題開(kāi)展研究,其成果將滿(mǎn)足兩岸人民日益增長(zhǎng)的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
通過(guò)野外調(diào)研和實(shí)地觀測(cè),了解沙潁河下游的水功能區(qū)劃情況,調(diào)查評(píng)價(jià)污染源狀況,分析評(píng)價(jià)出沙潁河下游地區(qū)的水流水質(zhì)現(xiàn)狀,分析汛期非汛期的水文情勢(shì)、水動(dòng)力條件、水質(zhì)(包括泥沙)狀況、水生生物現(xiàn)狀(浮游生物、底棲生物、魚(yú)類(lèi)資源),探明汛期非汛期沙潁河下游地區(qū)的水力連通關(guān)系,甄別沙潁河下游地區(qū)的主要水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。
基于圣維南方程組開(kāi)發(fā)閘控條件下水動(dòng)力學(xué)模型,利用水文、水動(dòng)力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)水動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證,為模擬有無(wú)閘壩群調(diào)控下沙潁河下游地區(qū)水動(dòng)力要素變化過(guò)程奠定基礎(chǔ);基于水動(dòng)力學(xué)基本方程與污染物對(duì)流擴(kuò)散方程,開(kāi)發(fā)閘控條件下沙潁河下游河段二維水動(dòng)力-水質(zhì)耦合數(shù)學(xué)模型,利用水文、水動(dòng)力、水質(zhì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)水動(dòng)力-水質(zhì)耦合數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證,為模擬有無(wú)閘壩群調(diào)控下沙潁河下游地區(qū)污染物遷移過(guò)程和水質(zhì)要素變化過(guò)程奠定基礎(chǔ);基于水動(dòng)力學(xué)基本方程和泥沙輸移方程,開(kāi)發(fā)沙潁河下游地區(qū)二維水動(dòng)力-泥沙耦合數(shù)學(xué)模型,利用水文、水動(dòng)力、泥沙實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)水動(dòng)力-泥沙耦合數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證,為模擬有無(wú)閘壩群調(diào)控下沙潁河下游地區(qū)泥沙輸移過(guò)程和分析河床沖淤變化規(guī)律奠定基礎(chǔ)。模型體系框架見(jiàn)圖1,模型應(yīng)用見(jiàn)圖2。
圖1 模型體系框架圖
圖2 模型應(yīng)用圖
根據(jù)沙潁河下游地區(qū)水文、水動(dòng)力、水生態(tài)環(huán)境條件時(shí)空變化的規(guī)律性,識(shí)別沙潁河下游地區(qū)健康的關(guān)鍵水文、水動(dòng)力、水環(huán)境因子;分析關(guān)鍵水文、水動(dòng)力控制要素變化對(duì)沙潁河下游地區(qū)水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響,根據(jù)防洪安全、水質(zhì)改善、增濕護(hù)沙目標(biāo)建立相應(yīng)的生態(tài)需水控制指標(biāo),分別從空間和時(shí)間兩個(gè)維度,研究不同生態(tài)子系統(tǒng)的生態(tài)需水時(shí)空變化規(guī)律,結(jié)合生態(tài)需水控制指標(biāo),確定具有生態(tài)水文季節(jié)變化特征的多維度生態(tài)需水特征值,包括最小、最大、適宜生態(tài)水位、流量、流速等及其變化過(guò)程,結(jié)合水質(zhì)目標(biāo)要求確定不同生態(tài)需水控制指標(biāo)的閾值。
研究技術(shù)路線(xiàn)見(jiàn)圖3。
圖3 研究技術(shù)路線(xiàn)圖
根據(jù)沙潁河下游地區(qū)水質(zhì)、水量和水生態(tài)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀調(diào)查評(píng)價(jià)和分析存在的問(wèn)題,結(jié)合水資源保護(hù)規(guī)劃近、遠(yuǎn)期目標(biāo)、統(tǒng)籌水量、水質(zhì)和水生態(tài)監(jiān)測(cè),確定水功能區(qū)、水源地、入河排污口、水生態(tài)和地下水監(jiān)測(cè)站網(wǎng)建設(shè)內(nèi)容,提出改善水生態(tài)環(huán)境的建設(shè)方案、加強(qiáng)水資源保護(hù)的法律法規(guī)與制度建設(shè)、提升監(jiān)測(cè)與應(yīng)急能力建設(shè)、推廣科學(xué)研究與技術(shù)應(yīng)用、強(qiáng)化監(jiān)督管理能力等方面的綜合管理措施。為構(gòu)建與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)、相協(xié)調(diào)的水資源保護(hù)體系,切實(shí)提高沙潁河下游地區(qū)水資源承載能力,改善水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”的美好愿景■