斯克綱，嚴(yán)永興，來移年

(1.紹興市柯橋區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，浙江 紹興 312030；2.紹興市柯橋區(qū)平水江水庫(kù)管理處,浙江 紹興 312030；3.紹興市柯橋區(qū)水利水電局，浙江 紹興 312030)

0 引 言

紹興市柯橋區(qū)建成區(qū)原為柯橋鎮(zhèn)，因中國(guó)輕紡城而聞名全國(guó)，2000年原紹興縣政府遷址柯橋，給柯橋城市發(fā)展帶來了契機(jī)，短短十余年間，柯橋建成區(qū)面積由遷址前的8 km2增加到48 km2，人口由不到10萬人擴(kuò)增至48萬人.城市人口的擴(kuò)增帶來生活污水的大幅增加，雖然城市周邊污水管網(wǎng)已基本達(dá)到全覆蓋，但污水的偷漏排以及雨污不分流仍然會(huì)污染水體，河底污泥累積引發(fā)二次污染，嚴(yán)重影響城市周邊人口的生產(chǎn)生活.

柯橋主城區(qū)屬于典型的平原河網(wǎng)地區(qū)，河道密布，水面率達(dá)19%，總面積26.7 km2南為浙東古運(yùn)河，北為新開鑿的杭甬運(yùn)河，東為瓜渚湖直江，西為大坂湖直江.東西兩側(cè)，分別有瓜渚湖和大小坂湖.主城區(qū)中部橫向又有三江大河和馬山閘西江新開河，均為河寬50 m的大江大河.整個(gè)主城區(qū)，既有南部丘陵區(qū)徑流補(bǔ)充，又可通過新三江閘和濱海閘向東面和北面排水.但由于平原河網(wǎng)水位差很小，調(diào)蓄能力弱，整個(gè)蕭紹平原河網(wǎng)年外排水量與河網(wǎng)蓄水容量之比僅2.5～4.0之間，且河網(wǎng)排澇水時(shí)，水流基本通過主排河道進(jìn)行，城區(qū)中小河道僅僅表現(xiàn)為水位的升降，淤泥的沉積和偷漏排污水的污染物導(dǎo)致主城區(qū)中小河道水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，遇降水量偏少和溫差較大時(shí)節(jié)，局部水體因缺氧導(dǎo)致水中動(dòng)植物死亡，出現(xiàn)發(fā)黑發(fā)臭，給周邊居民的生活帶來較大影響.如2012年10月和12月，城區(qū)管墅直江段河道就先后兩次發(fā)黑發(fā)臭，有鑒于此，當(dāng)時(shí)的紹興縣政府下決心實(shí)施主城區(qū)水質(zhì)提升工程.

在以往河網(wǎng)水環(huán)境治理研究的基礎(chǔ)上[1-6]，提出了“分隔水系、引水換水、先排后引、截污清淤”的治理模式1)，并對(duì)該活水模式進(jìn)行實(shí)踐、分析總結(jié)和初步評(píng)價(jià).實(shí)踐表明，通過水系分隔引水換水等方案的實(shí)施在水質(zhì)改善等方面的綜合效果明顯.

1 水質(zhì)提升方案的選擇和評(píng)價(jià)

1.1 提升水質(zhì)方案選擇原則

一是因地制宜原則；二是標(biāo)本兼治原則；三是節(jié)水節(jié)能原則；四是環(huán)境影響最小原則.

1.2 方案的選擇

1.2.1 方案一：調(diào)入鑒湖水稀釋主城區(qū)河道

如何解決柯橋主城區(qū)河道水質(zhì)差的問題，最初設(shè)計(jì)部門提出在合適的地段建幾座泵站翻水活水，調(diào)入主城區(qū)南部鑒湖水稀釋主城區(qū)河道，促使水體流動(dòng)，同時(shí)結(jié)合加大污水納管和打擊偷漏排污水力度的方案.

1.2.2 方案二：調(diào)入新杭甬運(yùn)河水通過管墅直江引入主城區(qū)

采取骨干河道暢通，中小河道封閉的原則，選擇在新杭甬運(yùn)河與管墅直江交叉口設(shè)置進(jìn)水口，自進(jìn)水口至浙東古運(yùn)河間形成一條清水輸水通道，分別在錢陶公路、三江大河、馬山閘西江設(shè)置倒虹管穿越公路和橫向主排骨干河道，保證沿管墅直江引入水體與城區(qū)骨干河道不摻混.

1) 紹興市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院.柯橋主城區(qū)活水工程(1～2期)初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].紹興市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院,2012.

1.2.3 方案選擇

方案一存在的主要問題是，因?yàn)榭聵蛑鞒菂^(qū)的次干河規(guī)劃寬度為25 m，即使翻水泵站規(guī)模為10 m3/s，河中水體流速也僅為0.1 m/s，水體流動(dòng)處于層流狀態(tài).同時(shí)，主城區(qū)河道密布，泵站水流出幾百米后，河道遇到十字河，水體更加分散.[1]的研究也表明，當(dāng)翻水泵站停開后，河網(wǎng)水質(zhì)將很快趨于惡化，鑒于該方案水質(zhì)提升效果不確定，故未被采納.方案二相對(duì)前者，由于來自富春江水質(zhì)更好；引水成本更低；根據(jù)現(xiàn)有河道特征更易實(shí)施.故選擇方案二.

1.2.4 治水方案

經(jīng)反復(fù)論證，形成“分隔水系、引水換水、先排后引、截污清淤”的治水方案.

調(diào)入杭甬運(yùn)河水通過管墅直江引入主城區(qū).其余河段利用管墅直江輸水并在入口設(shè)置進(jìn)水泵站，泵站設(shè)計(jì)規(guī)模為2×4.5 m3/s，同時(shí)在各縱橫向主排河道間的中小河道，通過河口建節(jié)制閘形成可封閉的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域面積在3.0～7.5 km2之間，各區(qū)域除節(jié)制閘外，在進(jìn)水口對(duì)面河道較寬處設(shè)一排水泵站(閘站結(jié)合)，泵站設(shè)計(jì)規(guī)模為1～2 m3/s.

1.2.5 運(yùn)行方式

先啟動(dòng)區(qū)塊排水泵站，降低區(qū)塊內(nèi)河道水位0.6～1.0 m.同時(shí)啟動(dòng)進(jìn)水泵站抬升管墅直江輸水河道水位，可根據(jù)情況將水位抬升至高于河網(wǎng)水位0.3～0.5 m，再打開區(qū)塊與輸水河道連接的節(jié)制閘將區(qū)塊河道水位抬升至齊平.利用水位差，實(shí)現(xiàn)換水活水的工程目的.利用封閉區(qū)河道水位下降，檢查各河道排污口偷排漏排污水情況，并強(qiáng)令其接入周邊排污管網(wǎng)，進(jìn)一步降低水位可很方便地實(shí)施清淤作業(yè)，以徹底去除污水污泥兩大影響河網(wǎng)水質(zhì)的主因.

1.3 方案評(píng)價(jià)

1.3.1 符合因地制宜的原則

整個(gè)工程布置充分利用了管墅直江天然河道作為清水輸水廊道并采用倒虹管實(shí)現(xiàn)封閉運(yùn)行，防止了輸水過程水體的污染.將引水口選擇在杭甬運(yùn)河，則利用了杭甬運(yùn)河是浙東引水工程主要輸水通道即水源來自富春江，水質(zhì)較河網(wǎng)水質(zhì)好的優(yōu)勢(shì).

1.3.2 符合標(biāo)本兼治的原則

如果說通過封閉區(qū)域河道，先降低封閉區(qū)水位再引入清水實(shí)現(xiàn)換水是治標(biāo)之策的話，那么在降低封閉區(qū)水位后，可很方便的檢查出區(qū)塊內(nèi)排水口偷排漏排污水情況并強(qiáng)令其接入管網(wǎng)則是一治本之策，今后每一次換水操作都可成為檢查排污情況的手段.而另一治本之策則是，有了節(jié)制閘和排水泵站之后，該區(qū)塊河道清淤則變得非常方便，只要繼續(xù)降低河道水位就可以迅速進(jìn)入清淤作業(yè).由于水位差形成，今后河道淤泥一般只在較寬河段和排水泵站前才會(huì)沉積，而一般河段當(dāng)水體流動(dòng)時(shí)會(huì)將河底的浮泥帶走，清淤時(shí)只需在淤泥易沉積地段，用泥漿泵抽吸至外圍大河的淤泥運(yùn)輸船或抽吸至淤泥干化場(chǎng)，隔幾個(gè)月清一次就可使該區(qū)塊河底淤泥處于較少狀態(tài)，有效避免淤泥沉積引發(fā)的二次污染.

1.3.3 符合環(huán)境影響最小原則

首先由于對(duì)所有骨干排水通道均不實(shí)施封閉，因而本工程對(duì)通航和防洪排澇基本不會(huì)造成影響；其次，換水活水比之用泵站翻水活水更節(jié)約清水資源和降低運(yùn)行成本，一般一個(gè)區(qū)塊可一周或兩周換一次水，且可利用夜間低谷電啟動(dòng)水泵作業(yè)，節(jié)省電費(fèi).第三，所建節(jié)制閘均采用臥式閘門，閘門開啟時(shí)平躺在河底，啟閉時(shí)只在河岸處用防水電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓拉桿作業(yè)，不設(shè)啟閉機(jī)排架，對(duì)城市景觀影響較小.

1.3.4 實(shí)現(xiàn)防洪排澇休閑一體化

借助河道封閉區(qū)還可實(shí)現(xiàn)兩大效益：一是當(dāng)區(qū)塊內(nèi)防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)低于百年一遇時(shí)，可將閘門關(guān)閉時(shí)頂高程設(shè)計(jì)為高于百年一遇洪水位并沿河岸線外圍建防洪堤實(shí)現(xiàn)預(yù)降水位和電力強(qiáng)排提高城區(qū)排澇能力.二是可利用封閉區(qū)沿岸設(shè)環(huán)河步行道，實(shí)現(xiàn)休閑健身的目標(biāo)，提升城市品位.

2 工程實(shí)施效果

2.1 運(yùn)行情況

該項(xiàng)目自2012年確定方案后，一期工程自2012年10月動(dòng)工至2013年6月底建成輸水主通道和Ⅰ區(qū)塊封閉水閘和泵站，完成投資1.23億元.二期工程自2013年9月至2014年5月底已建成Ⅱ區(qū)塊和Ⅴ區(qū)塊封閉節(jié)制閘和泵站，完成投資0.35億元.全部完成該項(xiàng)目預(yù)計(jì)還需投入0.3億元.按單位面積測(cè)算，每平方公里投資約700萬元.每年運(yùn)行成本初步核算為800萬元，其中電費(fèi)成本約600萬元.

2.2 實(shí)施效果

本工程自投入運(yùn)行以來基本達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo).已建成區(qū)域可通過換水活水方式徹底解決區(qū)域河道水質(zhì)差，水體不流動(dòng)狀況，隨著清水輸水通道的建成，未建成區(qū)域通過打開輸水河道節(jié)制閘，也能間接達(dá)到清水活水效果.2013年全年和2014年至今柯橋城區(qū)沒有出現(xiàn)像2012年那樣中小河道水體發(fā)黑發(fā)臭情況，可見水質(zhì)改善效果明顯.再?gòu)乃w感官看水體富營(yíng)養(yǎng)化情況徹底改變，河道中蝦類，黃尾巴魚等清水魚類回歸，河床底部出現(xiàn)金魚草等水草，說明水體透明度提高，實(shí)踐證明該水質(zhì)提升模式是可行的.

3 結(jié)論與建議

平原河網(wǎng)人口集聚區(qū)中小河道水質(zhì)提升是一項(xiàng)重要而困難的工作，柯橋主城區(qū)采用網(wǎng)格式封閉型換水活水方式，通過“分隔水系、引水換水、先排后引、截污清淤”方案的實(shí)踐分析總結(jié)表明，該模式因地制宜解決了城區(qū)河道水質(zhì)提升的難題，既可實(shí)現(xiàn)標(biāo)本兼治的目標(biāo)又能使環(huán)境影響最小，通過水系分隔引水換水等方案的實(shí)施在水質(zhì)改善等方面的綜合效果明顯，對(duì)推進(jìn)平原河網(wǎng)地區(qū)“五水共治”具有借鑒意義.

參考文獻(xiàn)：

[1] 王龍華,徐海波,吳劍峰,等，平原河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)調(diào)水實(shí)例研究[J].浙江水利科技，2014(2):55-58.

[2] 李宗禮,劉曉潔,田 英,等.南方河網(wǎng)地區(qū)河湖水系連通的實(shí)踐與思考[J].資源科學(xué),2011(12):2221-2225.

[3] 劉克強(qiáng),林澤新.強(qiáng)化太湖流域江河湖連通 促進(jìn)水資源優(yōu)化配置[J].中國(guó)水利,2011,23(1):33.

[4] 李茶青,何文學(xué),陳冬云.平原河網(wǎng)區(qū)改善水環(huán)境引水配水方案設(shè)計(jì)[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電,2012(7):45-47.

[5] 李東風(fēng),毛連明,陳冬云,等.河網(wǎng)水體流動(dòng)控導(dǎo)措施二維數(shù)值計(jì)算分析[J].浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2011,23(1):9-12.

[6] 謝其華,李東風(fēng),陳冬云,等.基于二維數(shù)值模擬的城市河網(wǎng)水體流動(dòng)性研究[J].浙江水利水電專科學(xué)校學(xué)報(bào),2010,22(4):1-6.