牛栏江—滇池补水工程:改善滇池水环境引水调控技术及应用
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前言

滇池古称滇南泽,地处长江、红河、珠江三大水系分水岭地带,集水面积2920km2,涉及昆明市五华、盘龙、西山、官渡、呈贡五区和晋宁、嵩明两县,是云南省人口最集中、经济最发达的地区,是昆明市人民繁衍生息的摇篮,是昆明市的母亲湖,是维系昆明城市生态系统的根基,关乎昆明市的生存发展。

根据《云南省水资源综合规划》有关成果,滇池流域年径流深188.7mm,水资源总量5.55亿m3,人均水资源量低于200m3,仅为全省平均水平的1/25,与国内京津唐地区的人均水资源量相当,属水资源严重匮乏地区。日益短缺的水资源问题,致使滇池流域河湖生态环境用水被严重挤占,湖周无清洁水来源,大量的城市生活和生产废污水早已成为滇池水资源的主要来源之一,从而直接导致近些年来滇池流域水环境问题日益突出,滇池湖泊水环境质量很差,蓝藻水华常年大面积暴发。

20世纪60年代,滇池水质总体为Ⅱ类;70年代为Ⅲ类,70年代后期水质逐渐变差;至80年代中后期,滇池草海水质下降到Ⅴ类,外海为Ⅳ类;90年代草海水质为劣Ⅴ类,外海为Ⅴ类。进入21世纪,滇池草海、外海水质均长期维持在劣Ⅴ类水平。滇池水质恶化,不仅严重破坏了湖泊生态系统平衡,影响了昆明市旅游业发展;而且还对以滇池为水源的昆明市城市供水系统造成了巨大压力,并不得不从近百公里外的掌鸠河、清水海等地调水解决昆明市主城区供水问题,以保证昆明市城市供水安全。滇池流域资源性缺水和水质性缺水并存,“水少、水脏、水景观差”问题是长期困扰滇池治理的难题。

自“八五”以来,滇池湖泊治理一直受到国家和云南省地方政府的长期关注和高度重视。2007年6月30日,在国务院“三湖”治理工作座谈会上,温家宝总理指出:“三湖(太湖、滇池、巢湖)治理,滇池是难点。”胡锦涛总书记于2009年7月25—28日在云南省调研时,专门视察了滇池治理工作,对滇池治理工作给予了充分肯定,并提出“按照建设生态文明的要求,深入实施七彩云南保护行动,突出抓好滇池等水污染综合治理”。按照胡锦涛总书记和温家宝总理的重要指示,云南省委、省政府提出要进一步加强环境保护和生态建设,继续加快滇池治理步伐,以“六大工程体系”为主线,以节能减排、生态工程等水污染综合治理为重点,大力推进滇池流域水环境综合治理,着力在滇池水环境保护上取得新进展。

滇池湖泊水环境模拟结果表明,在牛栏江-滇池补水工程未落实、“六大工程体系”的其他工程全部顺利实施并达到预期治理效果的情景下,到2020年滇池外海丰水年CODMn、TP、TN 3项指标年均水质浓度分别为1.96mg/L、0.112mg/L、1.67mg/L,平水年3项指标浓度分别为1.90mg/L、0.105mg/L、1.65mg/L,枯水年3项指标浓度分别为1.84mg/L、0.106mg/L、1.66mg/L,CODMn满足Ⅰ类水质标准,TP、TN属Ⅴ类水质,水质浓度值均接近2020年外海Ⅳ类水质目标要求。由此说明,在滇池流域水资源比较匮乏的情况下,仅通过流域水污染综合治理而不实施外流域补水工程,很难达到预期的治理目标要求。在“六大工程体系”全部落实并达到预期治理效果的条件下,至2020年,各典型水文年下滇池外海水质(包括CODMn、TP、TN 3项指标)均基本满足规划水质目标要求。从补水后滇池外海水质达标程度看,枯水年型滇池水质达标情况最好,平水年次之,丰水年相对略差。

规划水平年滇池湖泊水质改善以滇池流域五大水污染综合治理工程体系全面落实并稳定发挥其预期的治污效益为基本前提,外流域补水工程则是改善湖泊水资源平衡、保障湖泊水质基本满足其规划水质目标要求的重要补充。对滇池水环境综合治理而言,“六大工程体系”缺一不可,只有全面落实六大工程措施并充分发挥各项工程的治污、控污、截污效益并增加流域内河湖生态环境用水量、改善湖泊水动力条件、增强湖泊稀释自净能力以及改善滇池入出湖污染物严重失衡的局面,才有可能使2020年滇池外海水质基本实现规划水质保护目标要求。

牛栏江-滇池补水工程是滇池流域“六大工程体系”中“外流域引水及节水”的重要组成部分。工程主要由德泽水库枢纽、干河提水泵站、坝后电站及干河泵站至昆明(盘龙江)的输水管线工程组成。德泽水库为混凝土面板堆石坝,最大坝高142m;坝后电站位于大坝坝脚下游左岸,装机容量20MW。干河泵站站址位于德泽水库库尾左岸支流——干河的右岸,取水口距德泽水库坝址17.3km,泵站单机设计流量7.67m3/s,装机容量为4×22.5MW。输水线路布置于牛栏江左岸,总体走向为SW,线路起点为德泽干河泵站出水池出口,末端为松华坝下游昆明分水闸,输水线路设计流量为23m3/s。输水线路落点在松华坝水库下游约3km处的盘龙江左岸,牛栏江来水将沿盘龙江河道进入滇池,连通牛栏江和滇池两大流域。工程建成通水后将每年向滇池补给生态修复用水约5.66亿m3,将极大改善滇池流域水资源严重短缺的状况,并大幅度提高滇池的水环境容量。在盘龙江入湖方案基础上,规划对盘龙江两岸实施彻底截污和污水处理厂尾水外排等工作,将盘龙江打造成牛栏江来水的“入湖清水通道”;对滇池外海的唯一天然出湖通道海口河及其控制性工程海口闸进行整治和改造,使滇池水能够顺利地向下游排泄;建立德泽水库和滇池的联合调度运行机制,充分发挥牛栏江-滇池补水工程在缓解滇池流域水资源短缺、改善滇池水环境质量中的支撑性作用,提高滇池的防洪能力并降低其防洪风险;在现有水量水质监测体系基础上,进一步完善滇池流域的水量水质监测网络,为滇池水环境质量评价及“六大工程体系”的水污染防治效果评估提供基础数据,为今后进一步修订并完善德泽水库与滇池的联合运行调度方案提供技术支撑。牛栏江-滇池补水工程已于2013年底正式通水,现正在加紧实施入湖实施方案规划的各项截污、污水外排、联合调度、水量水质监测站网等工作。

国内外的实践经验均表明:滇池湖泊水污染治理是一个庞大的系统工程,汇集了环保、水利、滇管、国土、农业、城建等多个部门,涉及水文、水资源、水环境、水生态、水文化、水景观和水管理等多个学科领域,在经历了30多年的持续治理和投入后,伴随着牛栏江-滇池补水工程的落实,滇池湖泊水污染治理迎来了最关键的时刻,湖泊水质变化亦将出现历史性拐点,并随着“六大工程体系”各项措施的逐步有序推进,实现滇池治理的目标指日可待,云南省委、省政府提出的“滇池清、昆明兴”宏伟蓝图亦将顺利实现。

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。本书各章编写分工如下。前言:浦承松,马巍,梅伟,王建春;第1章:马巍,浦承松,顾世祥,谢波;第2章:浦承松,马巍,黄伟;第3章:浦承松,谢波,梅伟、周云、罗佳翠、张玉蓉、苏建广、陈欣、孙艳、杨树德;第4章:马巍,周丰,徐天宝;第5章:周丰,马巍,张仲伟,汤云婷;第6章,马巍,浦承松,罗佳翠,张玉蓉;第7章:马巍,浦承松,陈欣,骆辉煌,杨萧,黄玉美;第8章:马巍,梅伟,浦承松,周云。全书由马巍统稿,马巍、浦承松、谢波校稿。

云南省水利厅副厅长、牛栏江-滇池补水工程建设指挥部常务副指挥长刘加喜对本项研究工作给予了大量的关心和支持,并在百忙之中为本书作序,水利部水利水电规划总院廖文根副总工、云南省水利厅张天明总工、高嵩总规划师、李伯根处长、蔡云华处长对本项研究工作进行了大量指导,参与此项研究工作的还有李锦秀、禹雪中、李翀、李科国、彭文启、邓雯、刘晓波、马莉青、蒋艳、冯顺新、殷淑华、冯晓东、谢志国、杜学才、周锐等,在编写过程中,得到了云南省水利厅、云南省牛栏江-滇池补水工程领导小组办公室的大力支持,在此一并致谢。

由于时间有限,本书难免有疏漏之处,请读者不吝指正。

作 者

2014年3月