賈新勝

摘要：南水北調(diào)東線梁濟(jì)運(yùn)河段輸水與航運(yùn)結(jié)合工程輸水渠道與南四湖相接，菹草蔓生對(duì)調(diào)度運(yùn)行造成較大影響。本文提出高水位調(diào)度運(yùn)行菹草辯證治理方法，有效緩解了菹草對(duì)調(diào)度運(yùn)行壓力和調(diào)水水質(zhì)的影響。

關(guān)鍵詞：南水北調(diào);菹草;治理

Abstract： Liangji canal connects with the Nansihu lake. Potamogeton crispus has a great influence on the scheduling and operation.This paper puts forward a dialectical control method of Potamogeton crispus in high water stage. The influence of Potamogeton crispus on operation pressure and water quality was alleviated effectively.

1? 概述

南水北調(diào)東線梁濟(jì)運(yùn)河段工程，既是東線工程調(diào)水通道和水運(yùn)的航道，又是濟(jì)寧、菏澤等地行洪排澇的主要河道，沿線各支流直接匯入梁濟(jì)運(yùn)河，位于南四湖湖口至東線第十二級(jí)鄧樓泵站站下，總長(zhǎng)度58.25km。該渠段中建設(shè)有東線第十一級(jí)長(zhǎng)溝泵站及配套的長(zhǎng)溝節(jié)制閘，其中長(zhǎng)溝節(jié)制閘以南段25.5km，渠底高程為28.70m，長(zhǎng)溝節(jié)制閘以北段32.75km，渠道底高程為30.80m，設(shè)計(jì)輸水流量100m3/s，渠道設(shè)計(jì)為邊坡襯砌、底部不襯砌。

2? 菹草對(duì)調(diào)度運(yùn)行及水質(zhì)的影響

菹（zū）草多年生沉水草本植物，春末夏初開花結(jié)果，夏季開始逐漸衰退腐爛，同時(shí)形成鱗枝（石芽）以度過(guò)不適環(huán)境。梁濟(jì)運(yùn)河段渠道與南四湖直接相連，水體中的氮磷含量和土壤條件滿足了菹草生長(zhǎng)，湖區(qū)內(nèi)菹草一旦蔓延生長(zhǎng)至南水北調(diào)輸水河道內(nèi)，能迅速覆蓋整個(gè)河床，對(duì)南水北調(diào)東線工程運(yùn)行產(chǎn)生較大影響。

2.1 菹草對(duì)調(diào)度運(yùn)行造成壓力

南水北調(diào)東線山東段自2013年運(yùn)行以來(lái)，主要集中在秋末初夏之間的時(shí)節(jié)調(diào)水，而春季恰是菹草生長(zhǎng)旺盛的季節(jié)，河道內(nèi)菹草爆發(fā)性瘋長(zhǎng)，特別是春末大量菹草爛根隨水流堆積在鄧樓泵站清污機(jī)前。由于清污機(jī)能力所限，清理效率偏低，造成攔污柵堵塞，攔污柵前后形成較大水位差，鄧樓泵站前池水位低于設(shè)計(jì)運(yùn)行最低水位，導(dǎo)致泵站機(jī)組被迫停機(jī)。鄧樓泵站與東線第十三級(jí)八里灣泵站為單線渠道輸水，鄧樓泵站停機(jī)勢(shì)必造成八里灣泵站停機(jī)，從而影響整個(gè)東線調(diào)水工作的開展。

2.2 過(guò)量菹草對(duì)調(diào)水水質(zhì)造成影響

適量菹草在水體中能夠吸收氨氮和重金屬鹽類等，起到凈化水質(zhì)增加水體可溶性氧和提高透明度的作用，還可以對(duì)藻類生長(zhǎng)有一定的抑制作用，對(duì)鋅和砷有富集、凈化能力。所以適量的菹草可以改善水環(huán)境。

菹草泛濫則會(huì)降低調(diào)水的動(dòng)力條件，阻抑水體流動(dòng)，不利于工程調(diào)度運(yùn)行和航運(yùn)。同時(shí)，春季水草的大量繁殖生長(zhǎng)導(dǎo)致水體的可溶性氧下降。而晚春死亡的菹草沉入水底，腐爛變質(zhì)造成水體污染，使水體發(fā)黑發(fā)臭并滋生大量細(xì)菌，隨著晚春水溫的上升，迅速釋放出大量有機(jī)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)鹽，使河水富營(yíng)養(yǎng)化，藻類滋生，造成水生態(tài)系統(tǒng)失衡。

3? 菹草生長(zhǎng)分析及傳統(tǒng)治理方法

3.1 菹草生長(zhǎng)規(guī)律周期分析

經(jīng)過(guò)幾年來(lái)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地觀察和考察，菹草屬于冬性水草，秋季發(fā)芽，冬春生長(zhǎng)，其最適生長(zhǎng)溫度為10℃左右，每年3、4月份為菹草的最佳生長(zhǎng)期，是喜低溫的沉水植物，生長(zhǎng)速率極快，合適的環(huán)境一天能生長(zhǎng)十幾公分。在此期間整個(gè)河床內(nèi)都覆蓋生長(zhǎng)著大量菹草，嚴(yán)重影響調(diào)度運(yùn)行和航運(yùn)。菹草耐受高溫能力極差，4～5月開花結(jié)果，超過(guò)25℃便停止生長(zhǎng)，5～6月植物體逐漸衰退腐爛，大量菹草會(huì)隨著調(diào)水水流堆積到泵站清污機(jī)前方。同時(shí)，大約在4月底～5月菹草的初生殖芽會(huì)落入水底進(jìn)入夏季休眠期，等待水溫適宜時(shí)再開始萌發(fā)生長(zhǎng)。

3.2 菹草生長(zhǎng)的水環(huán)境需求分析

經(jīng)分析，影響菹草生長(zhǎng)的因素主要有：一是在15～25℃溫度范圍內(nèi)，溫度越低菹草石芽的發(fā)芽率越高，在此區(qū)間內(nèi)，溫度與發(fā)芽率呈負(fù)相關(guān);二是菹草株高與水深呈拋物線關(guān)系，在0.5～2m的水深范圍內(nèi)，隨著水深的增加株高增加，但超過(guò)2.5m隨著水深的增加株高減小，超過(guò)3m以上的深水弱光環(huán)境下植株高度越發(fā)矮小且節(jié)間長(zhǎng)度增加;三是菹草單顆石芽產(chǎn)生的分株群生物量的變化與水深呈負(fù)相關(guān)，水深大于4m時(shí)的分株生物量是水深小于0.5m時(shí)是的1/5～1/6。

3.3 菹草泛濫傳統(tǒng)治理方法

菹草的傳統(tǒng)治理方法有：一是使用除草劑，但清理效果差，容易造成除草劑的二次污染;二是對(duì)渠道內(nèi)的淤泥進(jìn)行清理，但影響調(diào)度運(yùn)行，且治理成本高;三是組織打撈水草，如增加撈草船、改造清污機(jī)和購(gòu)置長(zhǎng)臂挖掘機(jī)等措施，成本較高，且治理效果不理想，并會(huì)造成廠區(qū)內(nèi)水草腐爛的二次污染。無(wú)法從根本上解決菹草對(duì)渠道調(diào)度運(yùn)行的不利影響。

3.4 適量菹草對(duì)水質(zhì)的作用

適量菹草在水體中能夠吸收氨氮和重金屬鹽類等，起到凈化水質(zhì)增加水體可溶性氧和提高透明度的作用。適量菹草還可以對(duì)藻類生長(zhǎng)有一定的抑制作用，降低浮游植物量，改善水環(huán)境質(zhì)量。菹草對(duì)鋅有較高的富集能力，對(duì)砷有較強(qiáng)的凈化能力，同時(shí)，菹草還具有一定的食用和藥用價(jià)值，是畜禽和魚類飼料的良好選擇。所以適量的菹草對(duì)水環(huán)境質(zhì)量改善以及生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定具有重要意義，因此菹草治理要做到趨利避害，辯證治理，不可“斬草除根”。

4? 結(jié)合高水位運(yùn)行治理菹草的方法研究

4.1 菹草治理最佳時(shí)間探究

根據(jù)菹草石芽發(fā)芽、生長(zhǎng)和出生殖芽成熟的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，結(jié)合南水北調(diào)東線調(diào)水的實(shí)際情況，治理時(shí)間確定為春季3～4月份為宜，治理時(shí)間要定在菹草生長(zhǎng)爆發(fā)期之前，還要避開溫度高于25℃時(shí)菹草爛根對(duì)調(diào)水水質(zhì)的影響。

4.2 高水位調(diào)度菹草辯證治理效果

從2017年開始，結(jié)合工程高水位調(diào)度運(yùn)行，對(duì)菹草的治理方法進(jìn)行了研究。

為方便觀察水深對(duì)菹草生長(zhǎng)的影響，將梁濟(jì)運(yùn)河渠道以長(zhǎng)溝節(jié)制閘為界分為南段和北段，長(zhǎng)溝節(jié)制閘至湖口為南段，長(zhǎng)溝節(jié)制閘到鄧樓節(jié)制閘為北段。

根據(jù)菹草生長(zhǎng)需要的水環(huán)境條件，從水深與單株生物量、石芽分株生物量和株高等幾個(gè)參數(shù)關(guān)系分析，在滿足5m水深調(diào)度運(yùn)行的情況下，觀察以下問(wèn)題的答案或結(jié)論：一是否能有效控制和抑制菹草生長(zhǎng)？二是加大水深時(shí)菹草是否就會(huì)消失？三是從能夠“恰到好處”地調(diào)節(jié)水質(zhì)的角度考慮，如何確保菹草在調(diào)水運(yùn)行中的適量存在？四是如何利用泵站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的機(jī)會(huì)，根據(jù)趨利避害的原則，尋找辯證治理的最佳方法？

①2016年3月份南段運(yùn)行水位為33.09m，水深4.39m，北段運(yùn)行水位為34.24m，水深為3.44m。通過(guò)清理水草統(tǒng)計(jì)，2016年長(zhǎng)溝泵站清理水草量1160m3，鄧樓泵站清理水草量為3588m3。鄧樓泵站菹草清理壓力較大，導(dǎo)致泵站數(shù)次停機(jī)運(yùn)行。調(diào)動(dòng)數(shù)臺(tái)長(zhǎng)臂挖掘機(jī)及其他設(shè)備，打撈的水草集中在泵站棄土區(qū)平臺(tái)上，由于外運(yùn)周轉(zhuǎn)慢，氣溫較高，造成菹草腐爛，滋生大量蚊蠅，對(duì)廠區(qū)空氣和環(huán)境造成污染。

②2017年春季以來(lái)梁濟(jì)運(yùn)河水位居高，不僅滿足了泵站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件，同時(shí)也滿足了菹草治理高水位聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行的水位要求，為高水位運(yùn)行下觀察菹草生長(zhǎng)提供了機(jī)會(huì)。3月份南段運(yùn)行水位為34.38m，水深5.68m，北段運(yùn)行水位34.56m，水深為3.76m。通過(guò)觀察，南段與北段菹草生長(zhǎng)差異較大，南段漂浮水面的菹草分布以點(diǎn)狀分布，水體較清澈，而在北段整個(gè)河道水面除邊坡外布滿了菹草，水體也比較渾濁。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2017年長(zhǎng)溝泵站清理水草量為822m3，鄧樓泵站清理水草量為1100m3。鄧樓泵站菹草清理相比2016年壓力減輕，但仍對(duì)廠區(qū)空氣和環(huán)境造成一定污染。

③2018年3月份南段運(yùn)行水位為34.25m，水深5.55m，北段運(yùn)行水位33.52m，水深為2.72m。2018年長(zhǎng)溝泵站清理水草量為72m3，鄧樓泵站清理水草量為900m3。鄧樓泵站菹草清理從三年前的3588m3降到900m3，配置兩臺(tái)抓斗式撈草機(jī)基本可以滿足水草清理要求，備用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)爆發(fā)期進(jìn)行使用，打撈的水草量少，可及時(shí)外運(yùn)，未造成廠區(qū)環(huán)境污染。下面表1和表2分別為：鄧樓泵站1～5月份菹草清理工程量和長(zhǎng)溝泵站1～5月份菹草清理工程量。

④通過(guò)高水位聯(lián)合調(diào)度菹草治理，并非要把菹草全部清理干凈，而且在滿足泵站清污能力的基礎(chǔ)上，保證河道內(nèi)菹草適量生長(zhǎng)，達(dá)到提高水質(zhì)的目的。通過(guò)聯(lián)合調(diào)度辯證治理，2016年在春末調(diào)水期需要全程對(duì)爆發(fā)菹草進(jìn)行清理，造成泵站頻繁停機(jī)，調(diào)水發(fā)生數(shù)次中斷;2017年泵站僅需在較短時(shí)間段對(duì)爆發(fā)菹草進(jìn)行集中清理，泵站運(yùn)行中停機(jī)次數(shù)明顯減少;2018年泵站運(yùn)行中基本實(shí)現(xiàn)了調(diào)度運(yùn)行、水質(zhì)保障和環(huán)境治理相平衡的目標(biāo)，梁濟(jì)運(yùn)河南段菹草治理效果較為明顯。根據(jù)梁濟(jì)運(yùn)河南段的高水位聯(lián)合辯證治理的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步推廣到北段治理，最終實(shí)現(xiàn)梁濟(jì)運(yùn)河段調(diào)度運(yùn)行、水質(zhì)保障和環(huán)境治理全面平衡治理的效果。

5? 結(jié)語(yǔ)

梁濟(jì)運(yùn)河段高水位聯(lián)合調(diào)度菹草辯證治理方法與南水北調(diào)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、提高輸水效率、保證調(diào)水水質(zhì)相結(jié)合，增強(qiáng)航運(yùn)能力相結(jié)合，提高了梁濟(jì)運(yùn)河段輸水與航運(yùn)結(jié)合工程的綜合效益，也為南水北調(diào)東線工程類似渠段菹草辯證治理提供了經(jīng)驗(yàn)。

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