" 渤海—黄海开凿人工运河"模型

大李子

" 渤海—黄海开凿人工运河"模型

这是我写的一篇论文大家给题点意见啊！！

" 渤海—黄海开凿人工运河"模型

背景：
    2004年4月，山东省海洋渔业厅副厅长王诗成就向有关方面提出：从莱州湾至胶州湾开通一条宽200米、深l0米的人工海河，可双向并行四艘船只，投资约1000亿元。方案一：两湾直线开通，形成长110多公里的人工海河。方案二：利用发源于青岛的胶莱河，将其拓宽拓深，形成一个曲线距离约130公里的人工海河。
    2006年6月初，中国修建“世界环保第一河”这一惊世构想又有新进展。支持这一项目并为此和另外8名院士联名上书国务院的中国工程院院士丁德文告诉记者：国家发改委已同意把胶莱运河可行性方案论证的项目纳入渤海环境治理规划中，并从规划资金中拨款500万进行方案论证。这标志着该项目又进入了一个关键阶段。

胶莱河简介：胶莱河纵贯胶莱平原，东依大泽山山脉（主峰海拔737米）、艾牙山山脉（艾山海拔814米、牙山海拔805米），西傍沂山山脉（主峰沂山海拔1032米）、鲁山山脉（主峰鲁山海拔1108米），胶莱平原实为处于东、西两大山脉之间的山涧断陷盆地。开凿胶莱运河，为了减少工程量，唯一途径就是充分利用胶莱河现成的河道。胶莱河以平度南部的白沙河汇入胶莱河处附近为分水岭，海拔高程为11.7米，南北分流。南流者冠之南胶莱河，北流者冠之北胶莱河，以南、北分别流入胶州湾、莱州湾首字命名。南、北胶莱河全长149公里，河宽150～400米，河深3.5～6米。胶莱平原地势低平，海拔在50米以下。坡降一般为0.25‰至0.1‰，部分支流源于两侧低山丘陵。境内有流域面积100平方公里以上的河流32条，分为大沽河、北胶莱河、沿海诸河三大水系，多为源短流急、暴涨暴落，年内径流变化剧烈。胶莱平原土层深厚，农耕发达，是山东省重要的农产区。胶莱运河沿途必须穿越胶州市、平度市与潍坊市、昌邑市、莱州市。

   
模型准备：
  方案中，方案二借助了原胶莱河河床，从一定程度上减少了工程量及耕地的占用，降低了费用。我们可以把海拔因素理想化，把地形看成中间平台，两边是斜坡。我们不妨假设采用方案二，即宽200米、深l0米、长130千米的人工海河。现在治理渤海水污染的每年投入费用为A（X），要开凿运河要投入的总资金为B（X)，维护运河每年需投入的费用为C（X）

模型假设：
    1、土石方量为H。为了便于计算，我们将运河看成中间为高30米长50千米的平台，两边分别为长30千米、50千米的斜坡。开采的对象就变成上面长50千米，下面上130千米的锲型。如图一。
    2、一年可节省航运费用为I。青岛等地到天津航程可以缩短350公里。每天经过装载万吨级、航速为15节的航船20搜。
    3、运河开凿所占耕地的补偿D，假设胶来河两岸土地都是耕地。按照山东省耕地占用标准，每亩耕地一次性补偿1.2万元，以后不再补偿。
    4  在工程上开凿运河费用为E，据工程技术统计开凿运河土石每方量费用为35元，
    5、修桥费用F，造大型跨河大桥15座，每座费用约5000万元。
    6、水流冲刷、雨水侵蚀以及船行波的拍击，对运河岸坡都将产生破坏作用。为保护两岸土地，需修建护岸坡。修建高5米，宽3.5米的护岸坡，其形式主要有混凝土和钢筋混凝土护坡，沥青和沥青混凝土护坡。建造护岸坡费用为G。
    7、耕地产值按每年的5%的速率增长，当年每亩土地产值1500元。所占用土地第n年产值为J。
模型分析及求解：
    根据以上的假设和对问题的进一步分析，可以得到以上模型中的具体数值或者表达式。
    1、土石方量
          H=[1/2*（30+50）*30*200+50*30*200+130*10*200]*1000=8亿立方米
    2、参照海运财务报表，海运每吨每公里运费0.10元。1节(kn)=1海里/时=(1852/3600)m/s=1852m
       则一年可节省的航运费用
          I=10000*20*0.1*350*365=25亿元
    3、因为开凿路径沿着胶莱河古道，即在原来的基础上加宽。剧山东水利地图数据，胶来河平均宽20米，
       河道要占用的土地为
         （200-20）*130*1000*0.0015亩=35100亩
       修建护河坡占用的土地为
          3.5*130*1000*0.0015亩==682.5亩
       所以，土地补偿费用为  
          D=（35100+682.5）*1.2万=4.3亿元
    4、在工程上开凿运河所需费用为
         E=8亿*35=280亿元
    5、修桥费用
         F=15*0.5亿=7.5亿元
    6、护岸坡费用
       有关资料，修建护岸坡主要形式有混凝土和钢筋混凝土护坡，沥青和沥青混凝土护坡。加上人力物力每平方米造价为300元。则护岸坡所需费用为：
         G=5*3.5*130*1000*300元=6.8亿元
   综上要开凿运河要投入的总资金为
          B（X)=D+E+F+G=4.3+280+7.5+6.8=294亿元
    7、所占用土地第n年的产值
          J=1500*（35100+682.5）*（5%*5%*…n-1个…*5%）
   可行性分析：
         假设修建运河前国家每年投入3元亿元用于治理渤海水污染，修建运河后每年投入治理污水的费用为一亿元，每年投入1亿元用于维护河岸。
         下面我们用10年的效益来估计开凿的合理性与否。
         10年间
                 航运的收入           25*10=250亿元
                 投入维护河岸的费用   1*10= 10亿元
                 可节约治理污水的费用 （3-1）*10=20亿元
                 减少的耕地收入费用    J=[J(1)-J(10)*5%]/1-5%=55.4亿元
          因此总的效益为：
                          250+20-10-55.4-294=-89.4亿元
                         即表示10年间仍亏损89.4亿元
据资料渤海每年接纳的陆源污水量达40亿吨，建造一个日处理污水4万吨的中大型污水处理厂费用是3000万元
      一年处理掉40亿吨污水需日处理污水4万吨的水处理厂座数为 ：
                         40/0.0004*365=274座
      而建274座污水处理厂所需费用为：
                         274*0.3亿元=82.2亿元
      通过以上数据可以得出：通过开凿渤海—黄海人工运河来解决水污染问题是不合适的！
          1.开凿一条人工运河，投资千亿元，工程浩大，首先应当经过科学的论证，其环保、经济等综合效益是否值得投资千亿元，需要多少年以后才有可能有收益......
         
          2.从地理位置上看：虽然渤海是半封闭海湾，这是渤海湾地理环境天然早就，湾内水体与黄海相通，可以按自然规律交换。
          3.渤海湾和位于黄海的胶州湾也由于半封闭的湾体形状以及陆源排污严重，同样存在生态退化、生物减少等种种问题。本博认为：当地政府当务之急就是加大陆地、海上地环境保护力度，严厉查处那些违反环境法律地单位和个人；而不应当舍本逐末，避重就轻，不去积极处理自己职责范围内的事情。
          4.如此大动干戈地大造运河，人为地将两个海域紧密地拉扯在一起，很可能会对渤海、黄海和运河两岸的动植物的生态环境造成不可逆转的破坏！

                        
                                                         2007年6月26日与西南大学

大李子

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