上虞城北新區(qū)引水效果分析

王 麗

(紹興市上虞區(qū)城區(qū)水利工程管理所，浙江 紹興 312000)

·水利工程·

上虞城北新區(qū)引水效果分析

王 麗

(紹興市上虞區(qū)城區(qū)水利工程管理所，浙江 紹興 312000)

分析了紹興市上虞城北新區(qū)的點(diǎn)源污染和面源污染，并結(jié)合該地區(qū)的現(xiàn)狀引水情況，建立了水環(huán)境模型，對(duì)主要河道進(jìn)行了概化，提出了河道水質(zhì)保護(hù)的工程措施和生物措施，改善了河道的水質(zhì)，解決了內(nèi)河水質(zhì)污染問(wèn)題。

引水工程，水質(zhì)，河道，污染源

0 引言

近年來(lái)在城鎮(zhèn)污水中，有機(jī)污染物量大、面廣，有氧水環(huán)境中可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害化狀態(tài)。根據(jù)目前我國(guó)現(xiàn)有國(guó)情分析，應(yīng)該對(duì)水環(huán)境容量充分利用，將清水從江中引入上城鎮(zhèn)，改善水環(huán)境，達(dá)到節(jié)省治污費(fèi)用，以促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的作用。

1 現(xiàn)狀污染源分析

城北新區(qū)內(nèi)河水體普遍受點(diǎn)源污染和面源污染，點(diǎn)源污染主要來(lái)自于城北新區(qū)內(nèi)未完全納管的老舊社區(qū)和城中村生活污水的排放及第三產(chǎn)業(yè)污水排放，面源污染主要來(lái)自于地面徑流。城北新區(qū)內(nèi)河污染的一個(gè)重要原因是內(nèi)源污染，河水滯流并淤積，且包含大量的有機(jī)物、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)重金屬等污染物質(zhì)的底泥沉積造成了內(nèi)源污染，污染源的排放量和入河量見(jiàn)圖1。

2 現(xiàn)狀引水情況

2.1 上浦閘引水

當(dāng)前虞北平原的灌溉、部分工業(yè)用水來(lái)源為長(zhǎng)詔水庫(kù)及其上浦閘引水工程。長(zhǎng)詔水庫(kù)位于新昌江，集水面積276 km2，正常庫(kù)容1.36億m3。

2.2 趙家船閘引水

趙家船閘位于上虞城北新區(qū)最南端的西橫河與曹娥江交匯口，船閘能提供最大30 m3/s現(xiàn)狀在趙家船閘處的引水流量為5 m3/s。

3 水環(huán)境計(jì)算方法

3.1 數(shù)學(xué)模型

水環(huán)境計(jì)算模型包括水動(dòng)力和水質(zhì)2個(gè)模塊。本次采用丹麥MIKE11水力計(jì)算軟件，建立上虞城北新區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)的水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型。水動(dòng)力模型基于圣維南偏微分方程組[1]：

(1)

(2)

3.2 模型參數(shù)

參照《上虞虞北平原河道整治規(guī)劃》確定參數(shù)，綜合糙率取0.025～0.030，初始水位采用虞北平原枯水期水位2.4m。

水質(zhì)模擬的指標(biāo)是高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)，參考《曹娥江流域綜合規(guī)劃修編(2010—2030年)》以及根據(jù)實(shí)際水質(zhì)監(jiān)測(cè)值進(jìn)行模型率定，河道縱向擴(kuò)散系數(shù)取D=2.0m2/s～5.0m2/s，水質(zhì)衰減系數(shù)KCOD=0.004/d，K氨氮=0.002 5/d，K總磷=0.001/d。

3.3 河道概化

水質(zhì)模型概化河網(wǎng)[3]涉及到上虞城北新區(qū)內(nèi)的主要河道，包括西橫河、濱江河、百崧河、百瀝河、豐產(chǎn)河、豐產(chǎn)支河、賴柴江、賈家前河、黃泥壩河、頭甲橫河。整個(gè)城北新區(qū)模型包括61個(gè)計(jì)算斷面，10條河道，7個(gè)邊界，14個(gè)河汊，6個(gè)閘汊，7個(gè)概湖。

4 規(guī)劃河道水質(zhì)變化情況

4.1 現(xiàn)狀河道水質(zhì)情況

根據(jù)對(duì)曹娥江、西橫河等河道水體的DO，CODMn，NH3-N，TP指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果，曹娥江現(xiàn)狀水質(zhì)良好，為Ⅱ類水，西橫河受趙家船閘引水影響，水質(zhì)較好，為Ⅲ類水，能滿足水環(huán)境功能區(qū)劃要求，但是位于城北新城內(nèi)的濱江河、百瀝河、豐產(chǎn)河、賴柴江、賈家前河等內(nèi)河現(xiàn)狀水質(zhì)較差，為Ⅴ類～劣Ⅴ類水，主要污染指標(biāo)為CODMn，NH3-N，TP。

城北新城河網(wǎng)水體較差的最主要原因是由于現(xiàn)狀河道大都不連通，河網(wǎng)內(nèi)流速小。

4.2 規(guī)劃河道水質(zhì)變化

根據(jù)《上虞市城北新區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》，規(guī)劃將城北新區(qū)范圍內(nèi)的百瀝河、濱江河、百崧河、西橫河和豐產(chǎn)河等河道，相互連通，交織成網(wǎng)。規(guī)劃濱江河最南端與西橫河相溝通，然后沿城北新區(qū)規(guī)劃河道穿越新城區(qū)后，再向西北穿越杭甬高速，經(jīng)共建村、下洋村、后郭瀆村、譚頭村等匯入瀝北河。

規(guī)劃河道建成后，城北新區(qū)內(nèi)的河道大都彼此相連，交織成網(wǎng)狀，有利于內(nèi)河水體的流動(dòng)和交換，CODMn都能達(dá)到目標(biāo)Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。但是，現(xiàn)狀上浦閘總干渠和趙家船閘的引水流量大部分仍然經(jīng)西橫河流出，進(jìn)入城北新區(qū)內(nèi)河的流量十分有限，新區(qū)內(nèi)重污染的河道仍然流速緩慢，不能從根本上改善水質(zhì)，NH3-N和TP依然嚴(yán)重超標(biāo)，內(nèi)河水質(zhì)仍然多為Ⅴ類，豐產(chǎn)支河由于沒(méi)有發(fā)生充分的水體交換，水質(zhì)仍然為劣Ⅴ類。

對(duì)現(xiàn)狀和水系連通CODMn，NH3-N，TP數(shù)值變化進(jìn)行對(duì)比，以濱江河、豐產(chǎn)河為例，見(jiàn)圖2,圖3。

4.3 河道調(diào)度規(guī)劃

1)濱江河開(kāi)挖，內(nèi)河水系連通后，趙家船閘處以5m3/s流量引水3d，之后趙家船閘處以1m3/s～2m3/s流量常年引水，以滿足新區(qū)內(nèi)河生態(tài)流量，增加內(nèi)河流速，活水凈水。洪水期間趙家船閘關(guān)閘擋水，不再引曹娥江水。

2)規(guī)劃新開(kāi)河道100m，將豐產(chǎn)支河與新開(kāi)的濱江河相連通。

3)主要在西橫河與百崧河交界處以西新建一座人字節(jié)制閘，截住趙家船閘引水量，增加濱江河和百瀝河流量，提高城北新區(qū)內(nèi)河流速，進(jìn)一步改善內(nèi)河的水環(huán)境。洪澇期間打開(kāi)該西橫河節(jié)制閘，宣泄洪澇水。

4)考慮到虞甬運(yùn)河為世界文化遺產(chǎn)，在其河道上建設(shè)水利工程，政策處理較為困難，實(shí)施難度較大，則在豐產(chǎn)河與濱江河交匯處、賴柴江與百崧河交匯處分別新建節(jié)制閘，新開(kāi)河道200m將賈家前河與黃泥壩河溝通，在黃泥壩河與百崧河交界處設(shè)一閘泵，泵站流量設(shè)置為3m3/s，抽水入百崧河，提高內(nèi)河流速，進(jìn)一步改善內(nèi)河的水環(huán)境。

5 河道水質(zhì)保護(hù)

為增加引水沖污效果，使城北新區(qū)內(nèi)河水質(zhì)都能達(dá)到Ⅲ類水要求，徹底解決內(nèi)河水質(zhì)污染問(wèn)題，做到標(biāo)本兼治。采取工程措施和生物措施并重，共同實(shí)施，來(lái)恢復(fù)河道水生生態(tài)，美化城區(qū)河道環(huán)境。在工程措施的同時(shí)配套實(shí)施曝氣、投加菌種、種植水生植物、生物操縱等生物措施。

1)工程措施。

a.截污治污。改造城中村及老舊小區(qū)污水收集處理設(shè)施，關(guān)閉沿河排污口，污水達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行排放。

b.疏浚底泥。對(duì)河道進(jìn)行底泥疏浚，確定合理的清除淤泥量，一般不宜將污泥全部清除，以免破壞現(xiàn)有的生物鏈系統(tǒng)。

c.水系連通。沿河道進(jìn)行開(kāi)挖并與相鄰河道進(jìn)行連通。

d.修建閘泵。為提高城北新區(qū)內(nèi)河水位差，加快河道流速，充分發(fā)揮趙家船閘引水效果，在河道交匯處新建節(jié)制閘，并在附近新建閘泵。

2)生物措施。

在工程措施治理的同時(shí)配套實(shí)施曝氣、投加菌種、種植水生植物、生物操縱等生物措施。

6 結(jié)語(yǔ)

1)濱江河未通水時(shí)，濱江河、百瀝河等城北新區(qū)內(nèi)河現(xiàn)狀水質(zhì)較差，為Ⅴ類～劣Ⅴ類水，主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)。

2)濱江河建成后，通過(guò)趙家船閘引水5m3/s的流量，豐產(chǎn)支河由于是斷頭河，流速緩慢，仍然為劣Ⅴ類水體；賈家前河現(xiàn)狀流速緩慢，且距離引水水源較遠(yuǎn)，引水之后水質(zhì)改善效果不大，只能改善到Ⅴ類水體；濱江河、豐產(chǎn)河和頭甲橫河可改善到Ⅳ類水體；百瀝河、百崧河、賴柴江和黃泥壩河可改善到Ⅲ類～Ⅳ類水體。

3)在引水沖污工程的同時(shí)，應(yīng)做好城中村和老舊小區(qū)截污納管，城北新區(qū)內(nèi)河底泥疏浚，頭甲橫河往北延伸，百瀝河穿四環(huán)路處攔水壩拆除，百瀝河、賈家前河、黃泥壩河等縮窄河段拓寬工作，使污染源從源頭上得到控制，以增強(qiáng)引水沖污效果。

4)在不同河段工程措施治理的同時(shí)進(jìn)行配套的生物治理，以達(dá)到改善水質(zhì)、遏制水體富營(yíng)養(yǎng)化和改善水域環(huán)境。

[1] 王 濤,楊開(kāi)林.調(diào)水工程明渠水力控制線性化數(shù)學(xué)模型[J].南水北調(diào)與水利科技,2005,3(3):52-55.

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[5] 趙 豐.水培植物凈化城市黑臭河水的效果、機(jī)理分析及示范工程[D].上海：華東師范大學(xué),2013.

Analysis of the north of the city of Shangyu new district water diversion effect

Wang Li

(ShaoxingCityShangyuDistrictWaterConservancyProjectManagementOffice,Shaoxing312000，China)

This paper analyzed the point source pollution and non-point source pollution in Shaoxing Shangyu new district, and combining with the water diversion status in the region, established the water environment model, generalized the main rivers, put forward the engineering measures and biological measures of river water quality protection, improved the river water quality, solved the river water pollution problem.

water diversion engineering, water quality, river, pollution source

1009-6825(2017)03-0217-02

2016-11-18

王 麗(1982- )，女，工程師

TV671

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