田文書,黃 晶,張海濤
(1.濟寧市水利勘測設計院,山東 濟寧 272019;2.濟寧市水利機械公司,山東 濟寧 272019)
濟寧市素有“江北小蘇州”之稱,城區(qū)河道有老運河、越河、小府河、小洸河等,總長度27 km,自上世紀80年代以來,由于管理不善,河道存在水體不活、水質不優(yōu)、親水性差等問題,急需進行綜合治理。
解決濟寧老城區(qū)河道水體不活,水質不優(yōu)現(xiàn)象,使城區(qū)“死水變活”,是濟寧城區(qū)居民和社會各界多年的愿望和要求。濟寧市決定實施引水入城工程,濟寧市水利局規(guī)劃了大汶河、梁濟運河、泗河、洸府河4條引水線路,自流引水和提水2種引水方式。2008年先行實施引泗、引洸自流入城方案。工程在洸府河與南躍進溝交叉口新建洸府河樞紐工程,引洸府河、泗河水經洸府河穿堤涵洞進入南躍進溝,在南躍進溝與普陀溝交叉處建設南普樞紐,將水向南導入普陀溝,在普陀溝南端向西穿越科苑路,沿科苑路西側向南至新327 國道北側,再向西約200 m 后向南穿越新327 國道與原小府河相連,通過恢復疏挖小府河金宇路以北段將水引入市區(qū),工程全長7.2 km。工程自2008年1月19日開工,2008年4月22日實現(xiàn)引泗河、洸府河水自流進入城區(qū)。
工程的實施,使城區(qū)河道有了活的水源,城市的水環(huán)境得到很大提升。運行3年多來,截止2011年10月底,已累計引入2.32億m3水體進入城區(qū),加上政府對城市水環(huán)境改造的配套建設,如今水清岸綠景美,重現(xiàn)了“江北小蘇州”的景象。但運行期間也出現(xiàn)了河道水質較差,水量較少甚至斷流現(xiàn)象,引起部分人的質疑,有人認為設計時流量考慮的偏小,甚至有人認為是決策失誤,本文從技術角度進行分析。
濟寧市引水入城為一個系統(tǒng)工程,包括大汶河、梁濟運河、泗河、洸府河4條引水線路,自流、提水2種方式。已實施的引水入城工程,僅能通過自流方式相機引取洸府河的上游和泗河的部分來水,只是引水入城系統(tǒng)工程的一部分,引水入城水源保證率低。
從河流的水文氣象特點分析,河道的天然來水主要靠流域降雨補給,而濟寧市屬于暖溫帶季風型大陸性氣候區(qū),降雨不僅年際豐平枯變化明顯,不同年份豐枯比例高達2.7~5.0 之間,而且年內分布也不均,全市多年平均降雨量700.1 mm,70%的降雨集中在6~9月,此外,加上上游攔蓄、農業(yè)灌溉用水,造成可引水量減少,水量的減少使水體自凈能力降低,引起暫時水質不優(yōu)。因此出現(xiàn)工程引水流量不穩(wěn)定,水質不優(yōu),甚至出現(xiàn)斷流均屬于正?,F(xiàn)象。
2008年實施引水入城時,5 m3/s 的設計流量是按照可供水源、可引流量及城市景觀需水量3個方面,并結合引水線路上限制性建筑物情況,從經濟技術角度綜合分析確定的。
城區(qū)景觀用水可供水源包括城外地表水、地下水、城區(qū)污水處理廠中水等。由于在南水北調輸水期間,中水不允許排入輸水干線南四湖和梁濟運河,城區(qū)河道最終流入南陽湖,目前不宜采用中水;地下水不但成本高、而且過量開采引起的地面沉降和地下漏斗等地質災害已經相當嚴重,作為河道景觀用水水源不可行。城外地表水主要是河道、湖泊、塌陷地存蓄水體,是目前解決城區(qū)水活流清的可靠水源。
經對泗河書院水文站、洸府河黃莊水文站、大汶河臨汶水文站和戴村壩水文站30年逐日平均流量資料分析,泗河大于3 m3/s 的天數(shù),多年平均為167.5 d,占總天數(shù)的45.9%;大于5 m3/s 的天數(shù),多年平均為108.4 d,占總天數(shù)的29.7%;而斷流天數(shù)多年平均為23.4 d,占總天數(shù)的6.4%。洸府河日平均流量大于3 m3/s 的天數(shù)多年平均為60.7 d,占全年天數(shù)的16.6%。洸府河斷流情況則較為嚴重,多年平均斷流月數(shù)為6.07個月,占全年月數(shù)的50.7%,斷流天數(shù)多年平均為206.3 d,占全年的56.5%。據(jù)大汶河臨汶水文站和戴村壩水文站30年逐日平均流量資料分析計算了汶上琵琶山引水閘可引水量,引水流量大于3 m3/s的天數(shù)多年平均為207.5 d,占全年天數(shù)的56.9%;可見,引水入城確定的5 m3/s 的引水規(guī)模是合適的。
老城區(qū)老運河、越河、小府河、小洸河等河道長度27 km,水體約122.5萬m3。按照3~7 d 置換一次,需2.1~4.7 m3/s 引水規(guī)模。引水入城確定的5 m3/s 的引水規(guī)模是合適的。
引水入城線路需穿越濟北礦區(qū)鐵路,該鐵路為限制性建筑物。設計時從減少對鐵路運行的影響和節(jié)約投資角度,首先考慮利用現(xiàn)有鐵路普陀溝涵洞,經演算該涵洞的最大引水能力為5 m3/s,滿足引水及城區(qū)景觀需水要求。
綜上,確定設計引水流量為5 m3/s 是合適的。
濟寧市引水入城為一系統(tǒng)工程,目前存在的問題主要是由于引水入城工程不完善,工程引水保證率不高和水質問題,為此,提出以下建議。
一是對龍灣店引泗總干渠4.7 km 及小泥河6.7 km進行清淤及加固,確保設計流量下不漫渠、不淹沒農田;二是對引水線路上洸府河干流25.2 km 進行清淤,清除河底淤泥及附著物,保證引水水質;三是對沿線侯店閘、甄橋閘、高吳橋閘、屯頭閘等控制性建筑物進行維修完善,更換機電設備及啟閉設備等。
據(jù)大汶河臨汶水文站和戴村壩水文站30年逐日平均流量資料分析計算了汶上琵琶山引水閘可引水量,引水流量大于3 m3/s 的天數(shù)多年平均為207.5 d,占全年天數(shù)的56.9%;實施引汶入濟工程,可提高自流引水的保證率。
濟寧市降雨年內分布不均,僅靠天然來水自流入城不能滿足引水入城保證率,必須依靠提水工程提高引水入城保證率?,F(xiàn)有老運河濟安臺揚水站僅滿足南部城區(qū)水活流清要求,不能使整個城區(qū)水體活起來,需建設新的提水工程,提出以下三個方案。
1)老運河下游提水方案。湖水經老運河擋洪閘至順河門,在老運河順河門建設提水站,提水至小府河及老運河,小府河河水逆流而上,在小府河與連絡溝交匯處,通過連絡溝進入小洸河,再由小洸河排水入老運河,與提入老運河的水流匯流經老運河對口閘排入梁濟運河。此方案僅能使城區(qū)河道里的水進行小循環(huán),范圍較小,優(yōu)點是不消耗南水北調的水。
2)洸府河下游提水方案。在洸府河10+800、14+200 和20+000 橡膠壩下游分別建設提水泵站,將南四湖湖水經三級提水至南躍進溝,經現(xiàn)引水入城線路進入城區(qū)。此方案能使洸府河下游15 km 和西城區(qū)河流水體活起來,影響范圍較大,且水能從南陽湖進來,再回歸南陽湖,不影響南水北調的輸水流量。整個循環(huán)為洸府河水逆流而上,普沱溝、小府河、小洸河、老運河的水順流而下。缺點是投資及運行費較高。
3)南躍進溝建站方案。在南躍進溝7+600(國道105 扈營橋西側)和15+200(南普樞紐西側)分別建設提水泵站,開挖南躍進溝3+000~7+620 段子槽,將梁濟運河水經兩級提至南普樞紐內,經現(xiàn)引水入城線路進入城區(qū)。此方案在投資及運行費方面較洸府河下游提水方案省,在運行效果方面較老運河提水方案好。但從南水北調輸水干渠上引水,可能影響南水北調設計流量,應與南水北調主管部門做好溝通協(xié)調。在與南水北調主管部門做好溝通協(xié)調的基礎上,采用南躍進溝建站方案是較優(yōu)的。
雨污混流體制不解決,不能從根本上解決城區(qū)水質不優(yōu)問題,應加快老城區(qū)雨污分流工程建設進度,提高水體質量。同時,加大河道生態(tài)修復和管理力度,拆除沿河建筑并進行生態(tài)修復,增加親水性和河道自凈能力,加大沿河污水排放查處力度,確保河道水質優(yōu)良。