桥港周边水利工程调水优化分析范文

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【摘要】本文针对无锡市桐桥港现有调水方案存在的问题，提出新的调水优化方案，并展开分析。结果表明:冷渎港东风泵站与大寨河范古桥泵站、塔影河塔影泵站错时调水，并提高调水流量，可以加快桐桥港河水流动，缩短调水时长，减小调水对桐桥港河水水质的影响，达到改善桐桥港及其周边相关水体水质的目标。

【关键词】水利工程;调水优化;水质改善

1背景介绍

无锡地处江南平原水网地区，为提高区域防洪保安能力，在城市低洼地区建立圩区，控制区域内河道水位，为区域防洪排涝发挥了重要作用。圩区的建立有利于区域防洪排涝，但也阻碍了区域内河道水体自由流通，再加上面源污染、居民区截污不到位等因素，导致区域内水环境问题比较突出，部分河段水体黑臭现象时有发生，严重影响周边居民生活质量。为了解决圩区内水环境问题，在确保防洪排涝的情况下，充分发挥现有水利工程作用，结合河道水环境改善要求，实施水利工程调水，可以有效增加圩区内河道水体流通，提高水体自净能力和水环境容量。通过多年调水的实施，发现现有调水方案不完善，对下游水体存在一定影响等问题，为了更好地发挥水利工程调水作用，需对现有水利工程调水方案进行优化，解决由于水利工程调水引起的水环境问题，起到优化区域水资源配置的作用，从而更好地服务于当前生态河湖建设要求。桐桥港属无锡市市级河道，呈南北走向，北起九里河，南止于冷渎港，全长4.5km，地处梁溪区、锡山区和新吴区的交界处。其地理位置特殊，西岸是无锡市两个大的圩区(广唐联圩、塔兴联圩)，广唐联圩范古桥泵站、塔兴联圩塔影泵站的排水全部排入该河道中部。由于广唐联圩、塔兴联圩片区内河道水质常年为Ⅴ类～劣Ⅴ类，部分河段水体时有黑臭现象，范古桥泵站、塔影泵站定期排水，带动了相应圩区内河道水体流动，改善了圩区水环境质量，但排水水质较差，进入桐桥港后给桐桥港水环境质量带来了较大影响。桐桥港南端冷渎港上游建有东风泵站，定期排出冷渎港上游两岸支流水质较差河水，其排水后，抬高了桐桥港河南部河段水位，造成其南段水体不流通，水环境状况较差。

2存在的主要问题

a.桐桥港西岸圩内河道大寨河、塔影河、冷渎港等水体水质普遍较差，氮、磷含量较高，如不实施每日定时调水，河段黑臭水体将影响周边民居生活质量。b.桐桥港是广唐联圩、塔兴联圩排水的主要通道，塔影河、大寨河河水只能排入桐桥港。同时，广唐联圩、塔兴联圩区域周边尚无适合的调水水源，无法通过引水改善这两个圩区内河段和桐桥港河道水质。c.受桐桥港河道条件和南端冷渎港调水影响，桐桥港水体本身缺乏流动性，水环境容量较低，水质较差，急需优化调度周边水利工程调度方案，降低调水带来的负面影响。

3水利工程调水优化分析

为缓解桐桥港及其周边圩区水利工程排水带来的水环境问题，充分利用范古桥泵站、塔影泵站等现有水利工程，开展调水优化方案研究［1］，通过不同调度方案的运行试验，寻求现有水利工程调度对改善区域水环境的优化方案，同时降低两个泵站排水对桐桥港水质的影响，改善桐桥港水环境状况。

3.1水利工程调水方案

在水利工程调水优化期间，为确保各泵站负责区域的排水任务和防洪安保任务不受影响，需对各泵站排水情况进行确认。调查发现，东风泵站周一到周六每天排水6h，塔影泵站、范古桥泵站每天至少排水2h。因此，本次调水方案结合圩区水环境现状，对塔影泵站、范古桥泵站、东风泵站这三个泵站进行调水试验，以确定各泵站单独运行情况下各河段水质、水量变化情况，并分析各泵站组合运行对相关河段水质水量的影响［2］。在试验过程中，需要分三周完成试验，以周日、周三试验结果为背景值。第一周，需施行调度方案1和2，在东风泵站排水条件下分别监测塔影泵站、范古桥泵站排水的水量、水质变化。第二周施行方案3和4，在东风泵站不排水条件下，对塔影泵站、范古桥泵站排水的水量、水质变化情况进行监测。第三周实施方案5和6，对塔影泵站、范古桥泵站2站和塔影泵站、范古桥泵站、东风泵站3站一起排水的水量、水质变化情况进行监测。

3.2工程调水水质监测结果

为对工程调水后的水质进行监测，需在塔影河、冷渎港、桐桥港等位置完成10个水质、水量同步监测断面设置，根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)标准开展水质评价。监测时间安排:每周一、二、四、五9:00—12:00进行第一次监测，14:00—17:00进行第二次监测，周三8:00—13:00对泵站停运条件下的水质、水量进行监测，并以周日监测水量、水质为参照值。在监测过程中，需在泵站开机1h后监测。桐桥港三个主要河段的水质监测指标变化情况统计结果见表2。调水期间，桐桥港主要水质指标:pH为7.37～8.63，平均为7.90;溶解氧最低为0.5mg/L，比Ⅴ类要差，最高达到12.7mg/L，为Ⅰ类，平均值为5.1mg/L，属于Ⅲ类;高锰酸盐指数为4.3mg/L(Ⅲ类)～11.5mg/L(Ⅴ类)，平均值7mg/L，为Ⅳ类;氨氮最低1.54mg/L，属于Ⅴ类，最高达12.8mg/L，平均为5.49mg/L，未达到Ⅴ类;总磷为0.214mg/L(Ⅳ类)～1.32mg/L(劣Ⅴ类)，平均值0.567mg/L，比Ⅴ类差;总氮最低4.48mg/L，最高13.7mg/L，平均7.24mg/L。在调水期间，总体水质评价为Ⅲ类～劣Ⅴ类。

3.3工程调水方案优化方法

在对水利工程的调水方案进行优化时，要遵循区域防洪保安优先的原则，满足区域总体水环境保护需求。三泵站定时错时调水，确保各河段水体不黑臭，科学设置调水流量和调水时长，避免污染物集中进入桐桥港，减少桐桥港与冷渎港调水水流相互干扰。a.为改善广唐联圩、塔兴联圩圩内水质情况，塔影泵站、范古桥泵站实施每日错时调水，改善水环境。错时调水也使河道河水流动时间得到延长，增加水动力［3］。通过试验可以看出，综合考核上游河道限制，塔影泵站可6:00—10:00开机，范古桥泵站可11:00—14:00开机，分别以4m3/s的调水量运行，有利于桐桥港水体流动，加快河道河水流速。b.在塔影泵站、范古桥泵站错时调水的过程中，还应寻求方法避免调水导致下游水位抬高，从而导致河道水体流动受到阻碍。因此，塔影泵站、范古桥泵站不与东风泵站同时调水，防止东风泵站调水影响桐桥港内河水南排，东风泵站可15:00—18:00开机，建议流量为2～3台泵以4～6m3/s的调水量运行3h，缩短调水时长，确保河水滞流时间缩短，避免河段出现水体黑臭的问题。c.桐桥港水质较差，但其又是大寨河、塔影河的排水通道，排水对桐桥港水环境带来更大的压力，因此，错时调水，科学调控，势在必行。针对区域内主要河段水体流动不畅的情况，可以利用南边运东大包围利民桥水利枢纽调水，从而使区域周边水体南流，可以使桐桥港内河水长时间流动，同时也能防止东风泵站排水给桐桥港内河水南排带来影响，达到改善区域调水条件的目的。

4建议

在区域水环境质量较差的状况没有较大转变的现状情况下，积极利用现有水利工程实施调水，加快水体流动，更换区域水体，消除水体黑臭，是较为快速有效的方法。a.水利工程调水增加了水体动力，避免污染物积聚造成水体恶化。但要实现区域水环境持续有效改善，需要大幅消减区域入河污染物量，结合“河长制”管理，开展“一河一策”研究，加强大寨河、塔影河上游河段及相关河浜的综合管控。b.水污染，表象在水里，根子在岸上，源头在产业结构、经济增长方式之中。从本次试验也可看出，泵站运行后，上游来水水质明显相对较差，主要污染物来源还是区域内面源污染。目前，对桐桥港地区的区域面源污染情况、进入相关河道污染物情况还不完全掌握，缺乏科学决策依据，需开展相关课题研究，为区域水环境综合治理提供技术依据。c.桐桥港相关河道调水应结合运东大包围调水方案。冷渎港东风泵站、塔影河塔影泵站、大寨河范古桥泵站运行结合利民桥水利枢纽调水同步进行，提高区域河道水体流动速度。

参考文献

［1］杜小洲，白涛，马旭，等．引汉济渭工程调水区水库群调水模式研究［J］．水利水电技术，2017，48(8):2-7，136．

［2］朱乾德，张晓红，潘海蓉，等．重大调水工程建设与管理发展史———以江苏省为例［J］．江苏水利，2016(10):7-13．

［3］毕重薪，李卿 ．新时期跨流域调水工程的和谐建设与管理［J］．黑龙江水利，2016，2(9):42-44.60.

作者：姚华；郑建中 单位：江苏省水文水资源勘测局无锡分局