濟南市歷陽河生態補水技術研究

李 寅

（濟南市城鄉水務局，山東 濟南 250099）

選取舜耕路東側的廣場東溝及上游東山坡山水溝，引用外來水源建設歷陽湖、歷陽河生態河道景觀。串聯千佛山、趵突泉、大明湖三大景觀，將歷陽河舜耕路沿線打造成為類似于環城公園一樣的景觀河道，使山東財經大學（舜耕校區）、濟南電視臺、山東電視臺、泉城公園等公眾場所和周邊居民密集區均能享受到生態河道的優美環境，成為泉城新名片。把原來只有泄洪功能、且有生活污水污染的廣場東溝進行生態改造，引水補源是必不可少的。本文重點探討水源選取、補水工程等方面的內容。

1 水源的選取

本次生態河道建設的水源選取采取了創新型的做法，以市中心著名風景區——大明湖的棄水作為水源，巧妙利用了現有設施，建設三級泵站和輸水管道，將大明湖水逐級提升到生態河道中。歷陽河生態河道的建設方案分為歷陽湖滲漏水庫和歷陽河河道景觀兩部分。生態水庫注重蓄水滲漏，河道景觀突出綠色休閑，而選取大明湖水作為水源，特別適合本工程的客觀需求。大明湖湖水來源于趵突泉、珍珠泉、黑虎泉等自然泉水，水質純凈，水量穩定。同時社會上對于優質泉水“先觀后用”的呼聲很高，市政部門也根據群眾需求建設了泉水直飲水系統，收獲大量好評。利用大明湖水作為生態補源的景觀用水，主要優點：一是水質優良。大明湖湖水來自天然泉水，受污染少，用作景觀用水和地下水補源均可以達標。二是水量穩定。該方案采取在大明湖北水門出口取水6萬m3/d，計劃在用于生態用水和下滲補源以后，有4萬m3/d水回流至北水門，對大明湖本身并沒有影響。三是工程量小。大明湖距歷陽湖直線距離僅8.0 km，且市區內有部分設施可供改造使用，占地面積小。

2 滲漏水庫設計

2.1 水庫的選址

濟南市有著特殊的地質結構，自西向東具有多個滲漏區，單獨修建滲漏水庫將會面臨移民拆遷、征地以及造價較高的問題，因此，選址以現狀河道建設蓄水壩作為滲漏水庫，以增加補滿蓄水水量為主，兼做景觀水面，形成良好的河道生態系統。綜合考慮水源位置、滲漏性能，并結合現有設施情況，經廣泛巡查、實地勘測，發現旅游路西首東山溝處是滲漏水庫的理想建設地點。該處位于歷陽河上游太平莊滲漏區，地貌為荒地，幾乎不需拆遷。確定在該處建設歷陽湖滲漏水庫，作為生態河道的源頭是合理可行的。

2.2 水庫的設計規模

歷陽湖滲漏水庫主要的設計參數：設計湖底高程127.81 m，壩頂高程132.81 m，壩高 5.0 m，內邊坡坡度 1∶2，蓄水量約 2.0萬m3。

根據地勘報告，工程場地土質類別為I～II類，庫區范圍內無崩塌、滑坡、泥石流、地下采空區等不良地質現象，未發現影響庫區穩定性的其它不良地質構造。

2.3 水質凈化系統

經第三方監測，大明湖水質CODcr、總氮達不到《城市污水再生利用景觀環境用水水質》（GBT18919）的規定要求。為保證地下水不受污染，本工程生態補源的水質標準選為地表水Ⅲ類水質標準。

在歷陽湖西岸、金雞嶺別墅區東側建設歷陽湖水處理站，對大明湖棄水進行處理。工程設計處理規模10 000 m3/d，采用初沉+高效藻類系統+氣浮+紫外線消毒處理工藝，構筑物為平流式初沉池、高效藻類處理池、氣浮池及紫外線消除渠等構筑物組成。水處理流程如下：原水首先經引水泵房提升進入平流式初沉池處理，再一次流經高效藻類處理池、氣浮池，最終經紫外線消毒渠后出水至歷陽湖。

3 河道補水工程

歷陽河補水工程由三個部分組成：三級泵房、輸水管道、生態河道。泵房和輸水將湖水提升至源頭歷陽湖，生態河道中含有谷坊、攔水壩等蓄水設施供補給水更好下滲。

3.1 取水地點的選擇

從保護大明湖的角度考慮，本工程采用從出水口取水的方式，引棄水作為生態補水的水源。大明湖出水有兩路，一路從北水門出向西經生產渠流入工商河，一路從西側進水口向北流入東濼河。兩處出水口對比情況如表1所示。

表1 取水點位置比較

對比可得出，選取西護城河出水，取水泵房在順河高架路附近更好。

3.2 輸水管線鋪設方案

鑒于本工程輸水路徑較長，為減少管線施工對交通的影響，本方案的主體思路為輸水管線沿河敷設，這樣既可解決管線位置問題又不影響交通。具體的敷設路線及比選情況如表2所示。

表2 三個供水方案的優劣對比

方案一：取水點→西圩子壕→南圩子壕→歷陽河→歷陽湖，輸水管線約12.0 km。

方案二：取水點→西圩子壕→南圩子壕→玉繡河→歷陽湖，輸水管線約10.0 km。

方案三：取水點→西圩子壕→南圩子壕→玉繡河→舜玉路→歷陽河→歷陽湖，輸水管線約13 km。

考慮到濟南市的交通情況，如果工程在河道附近道路上施工，務必會造成城中心擁堵、社會影響較大。因此優先考慮對道路影響最小的建設方案。方案一需要穿黎明壩，對現有水利設施有較大影響。故本次方案選取方案三。方案三施工時可結合舜玉路改造工程實施，施工時間可以最大化利用，同時該線路一次能滿足歷陽河、玉繡河兩條河的生態補水需求。

3.3 供水量計算

蓄水量包括滲漏水庫蓄水量、廣場東溝景觀用水量。

歷陽湖水庫設計蓄水量2.0萬m3，景觀用水量按河道長9 200.0 m，寬20.0 m，水深1.0 m計，需水量為18.4萬m3，合計總蓄水量為20.4萬m3。為了保證廣場東溝的生態水系達到“河暢、水清、景美”的目標，本工程中按照旱季每5天循環一次的蓄水量考慮，需用水量為5.08萬m3。

河道及景觀皆由石頭護砌，根據規范要求，側滲量最大為3 L/m2·d，河底鋪設防滲膜其滲水量微小，這里按照0.5 L/m2·d進行計算。（GB 50141-2008給水排水構筑物工程施工及驗收規范 GB 50141-2008）河道側滲及底部滲漏水量計算結果見表3。

表3 滲漏水量計算

本工程主要的蒸發量來源于廣場東溝河道及滲漏水庫，相關蒸發量計算見表4。

表4 蒸發水量計算

因此，本工程取水50 800 m3，蒸發下滲水量合計10 871 m3，每日循環回大明湖水量約40 000 m3。

3.4 水質監測

取樣地點采用歷陽河上游山財舜耕校區內或者經十路路口處，水樣采用《地表水環境質量標準（GB3838-2002）》規定的監測方法進行化驗。

表5 2017年歷陽湖、歷陽河水質化驗結果

從表中可以可出，用于歷陽河生態補源的大明湖水保持了優秀的水質，污水處理廠出水在流經湖體、河流后幾乎沒有污染物增加。完全達到再生水回用的標準。

4 生態效應和社會效應評估

從歷陽湖中水站運行情況來看，歷陽湖中生態補水水質優良，水質穩定維持在地表水Ⅲ類水質標準，運行模式采用PPP，委托給社會單位運行。運行以來歷陽湖湖水常年保持清澈，歷陽河河水充盈，湖周邊植被茂盛，成為鳥類繁衍生息的家園。市民閑暇時光來到湖畔散步、釣魚，周邊居民對此普遍好評。生態補源水也在趵突泉泉群保持常年噴涌中起到了明顯作用。