《滇池流域水环境承载能力与水资源可持续利用研究》以滇池流域现有的水资源条件为背景,以滇池河湖水质规划目标为约束,系统开展了滇池流域水资源配置与供排关系、主要入湖河流环境流量需求、入湖河流水质演变特征、牛栏江-滇池补水工程多通道入湖影响预测、滇池水环境容量核算及入湖污染物总量控制方案等研究,提出了满足入湖河流环境流量和滇池流域河湖污染物总量控制需求的多水源配置方案和多水源可持续利用方案。通过区域水资源优化配置与适应性调度运行管理,提出了滇池湖泊水质持续性改善对外流域补水的阶段性需求和多水源配置条件,对充分发挥牛栏江一滇池补水工程的综合效益、持续推进滇池流域水环境质量改善、实现流域水资源综合利用效益与经济社会发展水平的动态平衡提供了重要的科学支撑。
《滇池流域水环境承载能力与水资源可持续利用研究》可为流域水资源、水环境、水生态修复等学科的研究人员提供参考,也可为流域水环境综合治理、湖泊水环境保护、流域水资源高效利用等方面的管理人员提供参考与借鉴。
滇池古称滇南泽,是昆明人民世代繁衍生息的摇篮。滇池是我国云贵高原最大的淡水湖泊,地处长江、珠江和红河三大水系分水岭地带,流域面积2920km2。滇池是云南省居民最密集、人类活动最频繁、经济社会最发达的地区,承载着云南省和昆明市经济和社会发展的重任,是支撑昆明国民经济建设和社会事业发展的基础,在云南桥头堡战略和“一带一路”国家战略中具有重要的地位和作用。近30多年来,随着滇池流域经济社会的快速发展和城市化水平的快速提高,流域内污染负荷产生量快速增长,污染负荷在湖体内逐步累积,导致湖区水质恶化,水体富营养化严重,湖泊水生态功能严重受损的高原明珠不再闪亮。
滇池流域水环境已经经历了四个“五年计划”的集中治理,在以“六大工程”为主线的滇池流域水污染综合治理思路指引下,随着环湖截污与交通、外流域调水与节水、入湖河道综合整治、农业农村面源治理、湖滨水生态修复与建设、生态清淤工程等分步、有序地推进与逐步落实,流域点源污染负荷发展势头已得到有效控制,河湖生态环境用水已得到有效改善,湖泊水质污染持续恶化趋势已得到逐步控制,湖泊整体水质企稳向好,蓝藻水华发生面积、频率和强度有所减轻,滇池流域水循环体系已得到逐步改善。但伴随着滇池整体水质的逐步改善,局部湖湾(如外海北部湖湾)和旱季河流入湖口区水景观视觉效果差、水质净化厂大量尾水外排、牛栏江一滇池补水工程来水如何优化配置以最大限度地发挥其生态环境改善与社会效益以及流域内多种水资源如何合理利用等问题日益凸显出来。
按照云南省国民经济和社会发展“十三五”规划纲要及昆明市委、市政府提出的“以水定城,量水发展”总体思路,以滇池流域水污染综合治理、湖泊水生态环境修复与保护为出发点,以滇池流域现状水资源配置格局为基础,以流域河湖水环境功能区划及其水质保护目标为约束条件,多规合一,系统开展滇池流域水资源条件、水循环过程及水资源供一用一耗一排关系、湖周环湖入湖河流环境流量需求、入湖河流水质演变特征、牛栏江一滇池补水工程多通道入湖方案、湖泊水环境容量核算及入湖污染物总量控制方案等研究,提出了满足入湖河流环境流量需求的多水源配置水量与水质方案,并通过区域水资源优化配置与适应性调度运行管理,提出了滇池湖泊水质持续性改善对外流域补水的阶段性需求和多水源配置条件,从而实现滇池流域河湖水环境综合治理、水资源保护与可持续利用的有机统一,切实提高滇池水资源保护与水污染治理的科学化水平,稳步推进滇池流域河湖水环境质量的持续性改善,力争“十三五”期末滇池外海水质稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中的Ⅳ类水标准,关键性指标达到湖泊Ⅲ类水标准,确保圆满完成国家对滇池“十三五”水质达标考核目标要求。
本书是集体智慧的结晶。作者的科研团队以极为严谨的科学态度参加了编写工作,为本书作出了贡献,全书由马巍统稿和定稿。本书各章编写分工如下:
前言:马巍、陈欣;第1章:马巍、姚云辉、淦家伟;第2章:施国武、淦家伟、姚云辉、苏建广;第3章:蔡昕、陈欣、蒋汝成、戍国标、吴金海;第4章:陈欣、戍国标、苏建广、赵利;第5章:周丰、苏建广、赵利、施国武;第6章:李国强、李倩、黄智华、吴金海、杨洋;第7章:马巍、黄智华、李国强、齐德轩、宋婷婷;第8章:蒋汝成、苏建广、马巍、黄智华;第9章:李倩、杨洋、吴金海、黄智华、李国强;第10章:黄智华、马巍、蒋汝成、吴金海。
本书研究工作得到了水利部水利水电规划设计研究总院、昆明市人民政府、昆明市水务局、昆明市生态环境局、滇池流域管理局、昆明市环境监测中心、云南省水文水资源局昆明分局、滇池投资管理公司、云南省水利水电勘测设计研究院、昆明市水生态管理中心、云南省环境科学研究院、昆明市环境科学研究院等单位领导与专家的鼎力支持和帮助,在此表示深深的谢意!
这些年笔者一直从事流域和大中型湖库水资源保护、水环境治理与水生态修复等相关的研究工作,本书是近期有关滇池流域的研究成果。我们期望通过这些研究成果,促进相关技术在我国流域水资源保护、水环境治理与科学化管理中大力推广应用和普及。由于笔者水平有限,成书仓促,书中的缺点和错误在所难免,竭诚欢迎读者批评指正和学术争鸣。相关建议可发电子邮件至ma-wei@iwhr.com编者收。
前言
第1章 概述
1.1 研究背景
1.2 研究目标与主要内容
1.3 国内外研究进展
1.3.1 总量控制管理
1.3.2 水环境承载力的研究方法
1.3.3 滇池流域水环境承载力概念及研究进展
1.4 技术路线与研究方法
第2章 滇池流域水环境问题识别
2.1 滇池流域概况
2.1.1 自然环境
2.1.2 社会经济
2.2 滇池流域水污染治理思路与成效
2.2.1 滇池流域水污染综合治理思路
2.2.2 滇池水污染治理总体规划与措施落实
2.2.3 滇池水污染综合治理成效
2.3 滇池流域水污染治理中存在的主要问题
2.3.1 滇池流域水环境问题分析
2.3.2 当前存在的主要水环境问题
第3章 滇池流域水资源条件与水平衡分析
3.1 滇池流域水资源条件
3.1.1 滇池流域水资源基本特征
3.1.2 外流域水源工程水资源概况
3.2 滇池流域水资源供需平衡分析
3.2.1 滇池流域水资源需求预测
3.2.2 滇池流域水资源供给能力分析
3.2.3 滇池流域水资源配置及供需分析
3.3 滇池流域供排水关系与水平衡分析
3.3.1 昆明市主城区供水格局现状及趋势研究
3.3.2 昆明市主城区排水格局现状及趋势研究
3.3.3 流域水循环过程与水平衡分析
3.4 小结
第4章 滇池流域入湖河流环境流量研究
4.1 滇池流域入湖河道功能定位
4.1.1 滇池入湖河流概述
4.1.2 滇池入湖河流功能定位
4.1.3 重点研究河流的自然环境特点
4.2 河流环境流量概念及其计算方法
4.2.1 生态环境需水量的概念与内涵
4.2.2 生态环境需水量的计算方法
4.2.3 生态环境需水量计算方法比较
4.3 滇池入湖河道生态环境需水量计算
4.3.1 计算方法选取
4.3.2 河流基本生态需水量计算
4.3.3 景观需水量计算
4.3.4 水面蒸发补水量计算
4.3.5 河道生态环境需水总量
4.4 小结
第5章 滇池流域入湖河流水质演变规律研究
5.1 滇池流域入湖河流水质现状及其变化特征
5.1.1 滇池流域入湖污染负荷调查与分析
5.1.2 滇池流域入湖河流水质现状评价
5.1.3 滇池流域入湖河流水质时空分布特征
5.1.4 滇池流域入湖河流水质年际变化特征
5.2 滇池流域入湖河流水质变化预测
5.2.1 滇池流域水文与非点源污染负荷模拟技术
5.2.2 规划水平年滇池流域入湖水量过程模拟预测
5.2.3 规划水平年滇池流域入湖水质过程模拟预测
5.3 滇池流域入湖河流水质沿程变化特征研究
5.3.1 滇池流域入湖河流水文水质野外监测
5.3.2 入湖河流水文水质模拟技术
5.3.3 主要入湖河流水质空间分布规律
5.3.4 主要入湖河流水质沿程变化特征
5.4 小结
第6章 牛栏江-滇池补水多通道入湖影响研究
6.1 滇池水动力条件与水质变化模拟
6.1.1 滇池水动力条件模拟
6.1.2 滇池湖泊水质时空变化特征模拟
6.2 滇池水动力特性分析
6.2.1 滇池湖泊水流特点
6.2.2 滇池湖泊水动力特性分析
6.3 牛栏江滇池补水多通道入湖可能性分析
6.3.1 牛栏江-滇池补水工程概况
6.3.2 牛栏江滇池补水多通道入湖的工程可行性
6.3.3 牛栏江-滇池补水多通道入湖河流的环境水量需求
6.3.4 牛栏江-滇池补水多通道入湖方案
6.4 牛栏江滇池补水多通道入湖影响研究
6.4.1 牛栏江滇池补水多通道入湖方案设计
6.4.2 多通道补水对入湖河道水动力与水质影响
6.4.3 多通道补水对滇池水动力与水质影响预测
6.5 小结
第7章 滇池流域水环境承载力与提升方案研究
7.1 滇池流域河湖水(环境)功能区划
7.1.1 滇池水功能区划
7.1.2 滇池流域入湖河流水功能区划
7.1.3 滇池及入湖河流水质保护目标
7.2 滇池水环境容量核算与承载力提升方案
7.2.1 滇池水环境容量计算技术思路
7.2.2 滇池水环境容量计算方案
7.2.3 滇池水环境容量核算
7.2.4 滇池水环境承载力提升方案
7.3 滇池入湖污染物限制排污总量控制方案
7.3.1 滇池入湖污染物来源及其组成
7.3.2 满足总量控制要求的入湖河流水质管理目标需求
7.3.3 滇池入湖污染物浓度削减方案
7.4 小结
第8章 基于河流水质目标需求的滇池流域水资源可持续利用方案
8.1 昆明主城区主要入湖河流多水源配置的水质需求
8.1.1 典型入湖河流水质沿程变化过程
8.1.2 基于入湖水质目标约束的水源水质配置需求
8.2 基于水质目标需求的入湖河流多水源配置方案
8.2.1 昆明主城区主要入湖河流的水量配置需求
8.2.2 满足入湖河流环境流量需求的多水源配置方案
8.2.3 满足入湖河流环境流量和水源水质需求的多水源配置方案
8.2.4 滇池水质持续改善对外流域补水的需求分析
8.3 滇池流域水资源可持续利用方案研究
8.3.1 污水处理厂尾水水质提标的可能性分析
8.3.2 尾水资源可利用程度与尾水水质提标的相关关系
8.3.3 滇池水质持续改善对尾水水质提标的限值需求
8.3.4 滇池流域昆明主城区尾水资源可持续利用方案
8.4 小结
第9章 滇池流域面源污染防控方法与对策建议
9.1 滇池流域面源污染防治现状及问题识别
9.1.1 滇池流域水污染防治现状
9.1.2 滇池流域面源污染问题识别
9.2 基于滇池水环境容量总量控制约束的面源污染防控需求
9.2.1 滇池流域水环境承载力现状
9.2.2 基于滇池水环境容量总量控制约束的面源污染防控措施
9.3 滇池流域城市及农田面源污染防控对策与建议
9.3.1 农业面源污染治理对策
9.3.2 初期雨水收集与处理对策
9.3.3 海绵城市建设方案
9.4 小结
第10章 结论与建议
10.1 主要研究结论
10.2 下一步研究建议
参考文献