长湖水环境需水量与引清济湖研究

余明勇1，张海林2，余向京2

（1.湖北省水利水电科学研究院，武汉 430070；2.华中师范大学城市与环境科学学院，武汉 430079）

摘 要：以长湖为研究对象，在对长湖水环境现状和流域污染负荷进行充分调查分析的基础上，结合流域水系特征，采用水质模型分析计算了长湖水环境需水量；针对水环境需水量亏缺的状况，提出了引清济湖方案。最后，预测分析了引清调水的环境效果与制约性因素，为开展长湖流域水环境综合治理与长湖调水工程的实施提供重要的科学依据。结果表明：为达到长湖Ⅲ类水质控制目标，2010年现状污染负荷与2020年削减污染物负荷后两种情况下长湖的最小水环境需水量分别为40.63亿m3和3.26亿m3，水环境缺水量分别为33.12亿m3和1.26亿m3。为保证2020年长湖达到Ⅲ类水质目标，从外流域实施引水流量应达到21.30m3/s。控制污染源、减少入湖污染负荷是长湖水污染综合治理的基础和根本，而实施引清补水是水污染防治和水生态修复潜能均得以充分发挥作用下的有益补充，是改善水环境质量的辅助及应急措施。

关键词：环境需水量；水质模型；引清调水；长湖

资助项目：湖北省自然科学基金项目（2012FFB03101）资助。

为了迅速改善河湖水环境质量，增加水环境容量，提高水体自净能力，国内外普遍实施了引清调水工程。但是，在我国实施的引清调水工程中，多数是利用已有水利工程的调水能力来实施，而上海滴水湖[1]、武汉汉阳湖群[2]等则依据湖泊水文条件直接给出引调水规模，引调水量的确定缺乏科学化，没有根据入河湖污染物总量、水域水质状况、水体自净能力等综合分析水环境需水量的基础上确定引调水量，故而造成引调水量与水环境需水量不相适应。如果引水多，虽对环境有利，但经济成本很高；如果引水少，环境质量将得不到改善[3]。因此，合理地确定水环境需水量具有重要意义。目前根据水环境需水量来确定引清调水量的方法在长江中下游地区已有应用实例，如太湖[3，4]、南京玄武湖[5]、杭州西湖[6]、安徽巢湖[7]等。但太湖、巢湖等属平原区特大型湖泊，滴水湖、玄武湖、西湖、汉阳湖群等属城市型小型湖泊，对于浅丘区大型湖泊的引清调水在长江中下游地区还没有先例。

长湖地处丘陵地区，具有河湖水量充沛、出入湖河流众多、水系复杂、河流流动较快等特点，加之长湖的湖汊众多，使得长湖的水动力学条件极其复杂，其污染物的稀释自净和分布状况形成了与平原区湖泊、城市型小型湖泊不同的独特规律。因此长湖调水问题的研究成果，对于长江中下游浅丘区大型湖泊的引清济湖工程方案具有十分重要的借鉴和推广应用价值。

本文针对上述引清调水存在的问题，以湖北省长湖为研究对象，探讨浅丘区大型浅水湖泊的污染物稀释扩散和净化规律，采用水质模型分析计算长湖水环境需水量；针对水环境需水量亏缺的状况，提出引清济湖方案，为长湖引清调水工程的实施提供科学依据和技术支持。