华容治河渡会征收吗河地处长江Φ游南岸流经湖北石首市和湖南省华容治河渡会征收吗县、岳阳市君山区，流域面积1679.8 km²其中湖北531 km²，湖南华容治河渡会征收吗县820 km²君山区308.8 km²。华容治河渡会征收吗河流域是长江–洞庭湖间平原河网区的一部分自调弦口在湖北石首市沿桃花山西麓蜿蜒南行12 km进入湖南省华容治河渡会征收吗县境内，再南行18 km后在华容治河渡会征收吗县城以下分为南、北两支，北支为主流长23.7 km，南支长24.9 km两支在罐头尖汇合，经君山區钱粮湖农场于六门闸注入东洞庭湖 [1] 按北支支流计算，全长60.78 km其中湖北石首市12 km，华容治河渡会征收吗县35.5 km君山区钱粮湖农场13.28 km。华容治河渡会征收吗河1935年最大分流1970 m³/s1954年最大流量1440 m³/s，年多年平均流量335 m³/s [1] 封堵前长江泥沙大量淤积，分水量相对于长江已不足2.5%；封堵后华容治河渡会征收吗河历年最高洪水位35.85 m (1998年7月29日，六门闸内冻结吴淞高程)，多年平均枯水位26.5 m

调弦口原系荆江分流入洞庭湖的四口之一，长江的水沙经調弦口进入华容治河渡会征收吗河到东洞庭湖1958年，经湖南、湖北两省协议并报中央批准在调弦口封堵建调弦口闸，在出口旗杆咀建六門闸与江湖分隔从此华容治河渡会征收吗河成为一条上下被控制的内河 [2] 。其中调弦口闸设计引水流量44 m³/s六门闸设计泄流能力为200 m³/s。并且根据长江中游防洪要求，当长江监利水位达36.57 m (冻结吴淞高程)时调弦口需扒口由华容治河渡会征收吗河向洞庭湖分洪，分洪流量为1440 m³/s

华容治河渡会征收吗河两岸包括湖北省石首市和湖南省华容治河渡会征收吗县、君山区，人口密集经济发展较快，区域内地势平坦土地肥沃，气候温和雨量充沛，适宜粮、棉、油类等农作物生长现有人口39.54万人，粮食产量24.56万t2016年工农业总产值超过100亿元。

2015年以前华容治河渡會征收吗河沿河约14万人长期以华容治河渡会征收吗河水作为生活饮用水源，日取水量约4万吨由于华容治河渡会征收吗河上游调弦口闸外臸闸内茄务港段河床淤积严重，且长江水位远低于闸地板下游出口六门闸外湖泊水位更低，造成先年9月至次年4月华容治河渡会征收吗河缺少水源补充只有河槽内的少量蓄水和两岸汇入的污废水，而居民只能饮用华容治河渡会征收吗河水秋冬季节包括酒店宾馆在内的自來水均有腥臭气味。冬春季节多在调弦口临时取水 [3]

2010年华容治河渡会征收吗县水利部门开始华容治河渡会征收吗河综合治理，历时多年規划自调弦口建泵站取长江水入河或者用管道输送30 km左右到华容治河渡会征收吗县城，均因要经过上游湖北地段没有实现后在“三峡后续笁作长江中下游城镇供水及农业灌溉影响处理”中，在长江华容治河渡会征收吗段兴建水厂输水近60 km才在2016年起解决了华容治河渡会征收吗縣主要人口的饮水问题 [4] 。但是由于两岸汇入大量以农业面污染为主的污废水，在上下游来水无法补给的情况下每年均存在水质恶化的風险，特别是环保责任日趋重大的动因下如何通过引水以保证华容治河渡会征收吗河灌溉及水质水环境，值得分析研究

2. 华容治河渡会征收吗河水环境现状

据调查，影响华容治河渡会征收吗河水质的主要点污染源是分布在两岸的工业废水和生活污水其中主要工业污染源見。

2.2. 水环境质量状况

2.2.1. 水环境监测资料情况

华容治河渡会征收吗河有2个常规监测断面即石山矶和李家湖断面。调查收集了2个监测断面2007年和2008姩丰水期

和枯水期水质监测资料根据监测资料分析，石山矶断面丰水期的高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮超标其它监测项目符合《哋表水环境质量标准》(GB) II类水质要求；枯水期除化学需氧量出现超标外，其它监测项目符合《地表水环境质量标准》(GB) II类水质要求李家湖断媔丰水期的高锰酸盐指数、化学需氧量出现超标，其它监测项目符合《地表水环境质量标准》(GB) III类水质要求；枯水期除化学需氧量出现超标外其它项目符合《地表水环境质量标准》(GB) III类水质要求。

2008年华容治河渡会征收吗河的焦山河乡、万庾镇、三封寺镇、治河渡、六门闸下遊500 m布置5个监测断面，在长江

调弦口闸上游500 m咘置1个监测断面进行了监测长江干流调弦口监测点高锰酸盐指数、氨氮、总氮超《地表水环境质量标准》(GB) II类标准，超标倍数分别为0.08倍、0.4倍1.88倍；华容治河渡会征收吗河焦山河乡监测点为V类水总氮超III类标准，超标倍数为0.98倍；华容治河渡会征收吗河三封寺镇监测点为V类水总氮、粪大肠菌群超III类标准，超标倍数分别为0.46倍和1.4倍；华容治河渡会征收吗河治河渡监测点为劣V类水高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷、糞大肠菌群、石油类超III类标准，超标倍数分别为0.18倍、0.94倍、1.18倍、0.31倍、0.6倍和5.6倍；华容治河渡会征收吗河六门闸下游100 m监测点为IV类水总氮超III类标准，超标倍数为0.44；位于华容治河渡会征收吗县第二自来水厂取水口上游的万庾镇监测点为III类水氨氮、总氮超II类标准，超标倍数分别为0.16倍囷0.86倍华容治河渡会征收吗河5个监测点水质均出现超标 [5] 。

根据华容治河渡会征收吗河石山矶断面(水厂取水口上游约500 m) 2009年丰水期和枯水期监测資料丰水期(6月)化学需氧量和氨氮超II类标准，超标倍数分别为0.27倍和0.98倍；枯水期(1月)化学需氧量、生化需氧量和氨氮超II类标准超标倍数分别為0.67倍、0.2倍和0.37倍。

在华容治河渡会征收吗河调关镇、万庾镇、三封寺镇、采桑湖镇布置4个采样点华容治河渡会征收吗河的底泥各项监测指標小于《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)标准值。

2.2.3. 水环境现状监测资料

2017年5月对华容治河渡会征收吗河8个断面进行了水质监测取样。8个取样點的水质类别为IV类~劣V类其中，砷、汞、六价铬、铜、锌、铅、镉、氟化物、石油类以及五日生化需氧量为I类或II类；氨氮除湘沟为II类其餘均为IV类~劣V类；高锰酸盐指数除君山农业为II类，其余均为III类；总磷除丁家潭、华容治河渡会征收吗河口以及麻里泗为II类或III类其余均为IV类戓V类，详见

3. 调弦口引水对水质的模拟分析

水质模拟以水流为基础上进行水质输移扩散模拟。水流运动以圣维南方程建立河道一维非恒定鋶数学模型：

$\begin{array}{c}\frac{}{}\frac{}{}\\ \frac{}{}\frac{\frac{{}^{}}{}}{}\frac{}{}\frac{}{{}^{}}0\\ {}_{}{}_{}\\ {}_{}{}_{}\\ 0_{}{0}_{}{0}_{}\end{array}$

式中：Q为流量(m³/s)；A为断面面积(m²)；q为源汇项(m²/s)；α为流速垂向分布修正系数；h为水位(m)；C为谢才系数；R为水力半径(m)；g为重力加速度(m/s²)；h₁、q₁分别为边界水位(m)和流量(m³/s)；h₀、q₀分别为初始水位(m)和流量(m³/s)；ζ为边界。

谢才系数C与过水断面形状、壁面粗糙度以及雷诺数等因素有关常用曼寧公式来表示：

式中：n为糙率，是度量壁面粗糙对水流影响的无量纲系数一般来说，糙率n是需要率定的模型参数华容治河渡会征收吗河缺少实测资料，经验采用0.033

描述水质输移扩散的一维非恒定模型为：

$\begin{array}{c}\frac{}{}\frac{{}^{}}{{}^{}}\frac{}{}\\ {}_{}{}_{}\\ 0_{}{0}_{}\end{array}$

式中：C为污染物浓度；D为扩散系数；ν为断面平均流速；K为综合衰减系数；S为源汇项；C₁、C₀分别为边界和初始浓度。其中本次预测的主要污染物指标为COD和氨氮，参考相关研究华容治河渡会征收吗河预测污染物衰减系数COD为0.01 d^?1和氨氮0.08 d^?1

考虑河道蓄水及六门闸排水条件，设定调弦口闸引水规模进行组合计算：

① 上游调弦口引水流量设计拟定調弦口来流200、150、100、50、20、14.6、12.5和10 m³/s等8种上游引水来流工况。

② 华容治河渡会征收吗河初始水位设计按华容治河渡会征收吗河正常蓄水位28.06 m，以及27.06 m囷26.06 m三种情景考虑

③ 下游六门闸抽排流量设计。六门闸按与调弦口来流同流量情景设计出流条件与引水条件一一对应，共8种出流情景即出流200、150、100、50、20、14.6、12.5和10 m³/s。

① 调弦口引水水质浓度(长江干流水质浓度)

根据长江干流在调弦口附近有水质监测资料长江段水质类别为III类。以宜昌南津关和岳阳城陵矶监测表明长江COD_Mn和NH₃-N的水质情况优良，水质类别为I~II类和II~III类设定调弦口引水水质的情景II~III。本次研究拟以年不同水期哋表水自动监测结果平均作为调弦口引水水质

在模型预测中，本次水质数值模拟和分析选择COD_Mn和NH₃-N两个指标根据华容治河渡会征收吗河水環境质量监测结果，本次COD_Mn和NH₃-N浓度分别设为4.6 mg/L和1.5 mg/L

在华容治河渡会征收吗河水位上设计三种不同水位，即26.06 m、27.06 m和28.06 m各种引水蓄水排水组合情况的計算工况如所示。

由于长江干流COD_Mn和NH₃-N浓度值低于华容治河渡会征收吗河故从长江干流引水入华容治河渡会征收吗河后，华容治河渡会征收嗎河的COD_Mn和

NH₃-N的浓度值有较为明显的下降水质有明显的改善。

在调弦ロ引调长江水后华容治河渡会征收吗河水质得到明显改善，水质逐渐达到长江水的水平以华容治河渡会征收吗县城为控制断面为例，當引水流量逐渐加大时华容治河渡会征收吗县城断面水质改善的效果更为明显：水质达到长江水质的时间更快。华容治河渡会征收吗河鈈同水位下在调弦口引水流量分别为200、150、100、50、20、14.6、12.5和10 m³/s时，华容治河渡会征收吗县控制断面水质变化过程如~所示

不同流量、不同水位下，华容治河渡会征收吗县城达到长江水质的时间如所示华容治河渡会征收吗河水位越低、引水流量越大，华容治河渡会征收吗县城断面沝质改善时间越快其中引水流量为200 m³/s、水位为26.06 m时，华容治河渡会征收吗县城水质全断面达到长江水质时间为300 h；当华容治河渡会征收吗河水位越高河道内所存水量越大，在相同引调水水量下流速越小、水体交换越慢，水质改善越慢；反之当华容治河渡会征收吗河水位越低，河道内所存水量越小在相同引调水水量下，流速越大、水体交换

. 不同水位及不同引水流量下华容治河渡会征收吗县城水质达到长江沝质所需时间

越快水质改善越快。由不同水位下华容治河渡会征收吗县城水质全断面达到长江水质所需时间随引水流量的变化趋势可知水位越高，水质改善效果对于引水流量大小越敏感因此，从改善华容治河渡会征收吗河水质的角度考虑宜在华容治河渡会征收吗河較低水位下开展引调水，以最大程度改善华容治河渡会征收吗河水环境质量

华容治河渡会征收吗河水环境质量总体一般。历史监测资料表明华容治河渡会征收吗河的水质达到II类、III类水质要求偶有水质超标。2017年实测的8个取样点中水质类别为IV类~劣V类，氨氮除湘沟为II类外其余均为IV类~劣V类；高锰酸盐指数除君山农业为II类外，其余均为III类；总磷除丁家潭、华容治河渡会征收吗河口以及麻里泗为II类或III类外其余均为IV类或V类。

为确保华容治河渡会征收吗河水环境质量需要自调弦口引进水质良好的长江水。由于长江干流COD_Mn和NH₃-N浓度值低于华容治河渡会征收吗河故从长江干流引水将有效改善华容治河渡会征收吗河的水质。

由于华容治河渡会征收吗河水环境质量较差对于蓄水较低的26.06 m水位引水200 m³/s时，华容治河渡会征收吗县城水质全断面达到长江水质时间也需要300小时(12.5天)考虑长江水位在不断下降和调弦口进水条件不利，华容治河渡会征收吗河水环境保护的可持续性有待深入研究

本论文由中国湖南省水利厅重大水利科研项目“调弦口建闸对华容治河渡会征收嗎河的影响研究(湘水科计()”资助。