周 博 ,張 冬 ,閆繼棟
(1.濟寧市梁濟運河工程養護服務中心,山東 濟寧 272000;2.濟寧市洙趙新河管理處,山東 濟寧 272000)
山東省南水北調水污染防治采用的是理、用、保三個環節相結合的綜合措施,目標是保障南水北調水質達到調水要求的水質標準。截污導流工程屬于這一治污措施的保護環節,是南水北調水污染防治的一個重要工程。濟寧市截污導流工程建設中,為更好地增加工程效益,增加了蓄水區生態濕地工程和工業供水工程,有效地提高了工程的社會效益、生態效益和經濟效益。
濟寧市截污導流工程是南水北調東線一期工程的重要組成部分,是貫徹“先節水后調水,先治污后通水,先環保后用水”原則的重要措施,是保障南水北調東線調水水質的控制性樞紐工程。濟寧市截污導流工程的主要任務是在南水北調調水期間,對濟寧市污水處理廠12萬m3/d及濟寧市高新區污水處理廠7萬m3/d,計19萬m3/d達標排放的中水進行聯合調度、合理利用,保障在調水期中水不進入輸水干線水體。首先最大限度地利用北湖老運河濕地和任城洸府河濕地接納中水,其余中水通過工程措施輸送到兗礦集團3號井煤礦塌陷區調蓄,同時利用截污導流工程為工程沿線農田灌溉提供水源條件進行灌溉回用。在非調水期間,通過提排泵站排入南四湖,騰空庫容接納下一調水周期的中水。
該工程在濟寧市污水處理廠南鄰建設加壓泵站,將污水處理廠達標排放中水通過輸水管道經北湖中路、南外環路、穿老運河、洸府河輸送至蓼溝河節制閘上游;高新區污水處理廠達標排放中水通過現有河道自流到蓼溝河閘上游,通過蓼溝河節制閘抬高蓄水位,經小新河及新開挖渠道連通幸福河自流到蓄水區進行調蓄和生態處理回用。工程建成后,每年調水期間可通過農田灌溉回用和蓄水區攔蓄中水1144萬m3,可向北湖老運河濕地供水1095萬m3,向任城洸府河濕地供水2377m3。工程建設內容包括:新建加壓泵站1座,鋪設輸水管道5.92km,蓼溝河節制閘、小新河節制閘、幸福河支溝節制閘各1座,開挖輸水明渠2.3km,新建交通橋2座、生產橋5座、機耕橋4座、生產橋涵1座,出入蓄水區涵洞1座,穿鐵路涵洞及控制閘建設工程,蓄水區開挖工程。工程于2008年12月31日開工,2010年底主體工程基本建設完成,具備截、蓄、導、用功能。2012年順利通過省南水北調局組織的竣工驗收。
為拓展工程功能,增加工程綜合效益,濟寧市開拓思路、深入研究,結合工程建設實際先后增加了人工濕地凈化工程和工業供水工程,極大地增加了截污導流工程的生態環境效益和經濟效益。
為解決截污導流蓄水區蓄存中水對當地水環境的不利影響,同時為了全面推進南四湖大生態帶建設,改善當地生態環境質量,利用南四湖生態湖泊試點資金、濟寧財政資金和利用截污導流工程結余資金,在蓄水區建設了人工濕地項目,對蓄存的中水進行深度生態處理,使水質達到地表水III類水標準,保障南水北調水質安全,發揮涵蓄水源、調節水量的作用,改善當地水環境,提高居民生活水平,促進當地經濟社會良性發展。
截污導流蓄水區人工濕地水質凈化工程采用表面流濕地+近自然濕地+生態穩定塘組合工藝,對截污導流工程蓄存的中水進行深化處理。濕地占地面積約256.80hm2,近自然濕地區占地面積143.64hm2,生態穩定塘占地面積184.63hm2,濕地預留建設區1.4hm2。濕地系統由三部分組成。一是表面流濕地區。本區域位于蓄水區南部,為保證濕地凈化效果,減少短流和死區現象,內部設置導流圍堰進行合理布水,并調節運行水位,將表面流人工濕地劃分為5區12級,優化水生植物布局,提高濕地凈化能力。二是近自然濕地區。充分利用蓄水區東北部水深較淺區域建設近自然濕地區,種植挺水、浮葉和沉水植物,盡量使本區域更趨向于自然濕地。三是生態穩定塘。充分利用蓄水區西北側深水區域建設生態穩定塘,本區主要依靠沉水植物自然修復。
人工濕地于2013年10月開始分兩期實施,2016年6月底項目基本完工。主要建設內容為濕地水生植物種植和圍堰道路生態綠化;表面流濕地區導流圍堰和導流墻填筑、通水涵管埋設等布水系統建設;近自然濕地區、生態穩定塘巡查道路鋪設;水質在線監測系統建設;綜合管理單位基礎設施建設等。自工程建設以來,蓄水區水質得到極大改善,自動化監測系統監測到的水質數據符合設計要求,中水農業灌溉和工業回用得到保障。蓄水區初步呈現出水活流清、地綠路通、草木競秀、百鳥爭鳴的秀美景像,原來的中水水庫已變成現在的凈水潭,當地環境大為改觀。
工業中水回用方面,遵循市場經濟機制,引入企業資金。與兗礦集團濟三電力有限公司、鄒城工業園管委會、里彥發電有限公司、濟寧東郊熱電有限責任公司、駿達機械制造有限公司等多家單位簽訂了供水意向書,協議供水量達到了 1635萬 m3/a。
目前兗礦集團濟三電力有限公司供(退)水工程已建設完成,該工程是利用人工濕地末端出水作為供水水源,通過在蓄水區新建提水加壓泵站,采用直埋式管道輸送的方式,向濟三電廠提供可靠的工業生產用水,年供水量350萬m3,工程總投資2529萬元。2015年5月工程開工建設,12月完工,2016年3月正式運行。
截污導流工程成為連接濟寧市、高新區兩個污水處理廠與老運河、洸府河兩個人工濕地工程的樞紐,發揮了“截、蓄、導、用”功能,有效地防止中水進入南水北調干線,保障了南水北調水質安全。而且對減少城市水污染,優化城市水環境,為廣大人民群眾提供生態宜居的生活空間起到了積極作用,環境效益、社會效益、經濟效益良好;人工濕地水質凈化工程能夠有效的改善蓄水區水質。濕地主要污染物降解效果較明顯,其中,COD:濕地進水50mg/L、出水20mg/L、去除率達60%;氨氮:濕地進水5mg/L、出水0.8mg/L、去除率達84%。蓄水區中水凈化處理后水質達到地表水Ⅲ類標準。改善了城市水環境,增加了廣大市民休閑娛樂的好去處,為向周邊企業供水提供了水質保障,中水得到高效利用,減少了地下水開采,環境效益和生態效益顯著。工業供水工程不但為用水企業提供了新的供水水源,提高了用水企業的生產經營用水保障,而且為供水企業帶來了較好的直接經濟效益。同時,也增加了截污導流工程消納中水能力。
目前,工程已經正常運行,但是依然需要進一步完善措施,進一步提高工程效益。首先,由于蓄水區水產養殖的存在,不僅食草魚類影響了人工濕地水生植物正常生長,而且養殖投餌也會增加污染物,進而會影響濕地的凈化功能,需進一步加強管理措施,禁止投餌養殖和食草魚類養殖。其次,工業供水工程規模還需進一步擴大,以進一步提高中水消納能力,進而為城市的社會經濟發展提供更高的水環境容量。