姜 維，何立群

(1.紹興市越城區(qū)水利工程質(zhì)量安全指導(dǎo)中心，浙江 紹興 312000;2.紹興市水利水電勘測設(shè)計院有限公司，浙江 紹興 312000)

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，為改善水質(zhì)、環(huán)境、調(diào)節(jié)水資源時空分布不均等問題，長距離的引水工程應(yīng)用愈加廣泛[1-2]，工程對受水區(qū)平原河網(wǎng)局部水流形態(tài)產(chǎn)生影響，最終影響河道中污染物的對流擴(kuò)散輸運(yùn)[3]。馮建中等[4]通過分析引水后京杭運(yùn)河水質(zhì)、運(yùn)河含氯度、運(yùn)河航道、河床的沖淤、運(yùn)河防洪等方面的影響，表明三堡船閘引水工程運(yùn)行效果顯著。王振宇等[5-6]通過一維模型計算，對多種流量條件引水方案下的河網(wǎng)水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測，提出了相應(yīng)的最優(yōu)引水規(guī)模及最優(yōu)樞紐布置。楊伏香等[7]采用二維數(shù)值模型分析了瓜渚湖清水工程水流的流動傳播特性，為提升工程實施效益提出了相應(yīng)的工程措施。

引水工程的效益情況是工程科研、評價中最重要的指標(biāo)。本文以紹興市城區(qū)曹娥江引水工程為背景，通過分析工程運(yùn)行10年后對受水區(qū)水質(zhì)變化規(guī)律，總結(jié)了工程實際效益，為工程后續(xù)運(yùn)行管理及類似工程的建設(shè)提供了參考價值。

1 工程概況

紹興市城區(qū)曹娥江引水工程是一項將曹娥江水引至紹興市區(qū)，改善紹興市區(qū)水環(huán)境的綜合性工程。整個工程東西向橫穿上虞市、柯橋區(qū)和越城區(qū)，至紹興市區(qū)，再向北匯流入曹娥江。引水口位于上浦閘庫區(qū)小舜江口，經(jīng)小舜江、長山頭溪通過引水閘進(jìn)入隧洞，隧洞出口通過箱涵和河道與上灶江相連至洄涌湖，再經(jīng)平水東江至南環(huán)河，通過在平水東江、平水西江、禹陵江、坡塘江、南池江等河道設(shè)置節(jié)制閘以調(diào)節(jié)引水流量，從而改善紹興市區(qū)河道水質(zhì)。2007年引水口處常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)中除氨氮、總氮及總磷指標(biāo)為Ⅱ—Ⅳ類外，其它指標(biāo)均為Ⅰ—Ⅱ類，受水區(qū)平原河網(wǎng)水質(zhì)類別為Ⅳ—劣Ⅴ類。工程設(shè)計引水流量為10.0 m3/s，泵站提水最大引水流量為20.0 m3/s。工程主要建筑物由進(jìn)口河道、進(jìn)口閘站、輸水隧洞、連接箱涵、出口河道及下游配水節(jié)制閘等建筑物組成。整個引水工程從小舜江口至平水東江節(jié)制閘全長26 km。工程具體布置圖見圖1。

圖1 曹娥江引水工程總體平面圖

2 工程運(yùn)行情況

引水工程現(xiàn)有引水閘泵站1座，位于上虞區(qū)湯浦鎮(zhèn)，城區(qū)節(jié)制閘3座，分別位于平水西江、平水東江和環(huán)城東河，其運(yùn)行調(diào)度情況如下：

(1)引水閘泵站。通過泵提引水的方式，實行24 h引水運(yùn)行，年平均運(yùn)行天數(shù)約250 d，防汛等特殊情況除外。

(2)平水東江節(jié)制閘。每15 d開啟一次，每次開啟一天，開啟時每日約有1.118×106m3曹娥江水，沿平水東江進(jìn)入下游河道(防汛等特殊情況除外)。

(3)平水西江節(jié)制閘。每7 d開啟一次，每次開啟兩天，開啟時每日約有3.9×105m3曹娥江水沿平水西江進(jìn)入下游河道(防汛等特殊情況除外)。

(4)環(huán)城河?xùn)|節(jié)制閘。每天早上9∶00關(guān)閉，下午4∶00開啟，以配合航運(yùn)(防汛等特殊情況除外)。

曹娥江引水工程自2010年完工運(yùn)行以來，截至2019年底，年均引水天數(shù)295 d，年均引水量2.48×108m3，每年引水天數(shù)及引水量(見表1)。

表1 曹娥江引水工程引水情況

3 運(yùn)行效果分析

3.1 水質(zhì)斷面及水質(zhì)指標(biāo)確定

圖2 引水工程及水質(zhì)斷面分布概化圖

3.2 水質(zhì)年際變化

圖3 化學(xué)需氧量年際變化情況

3.3 水質(zhì)年內(nèi)變化

引曹娥江水對紹興平原河網(wǎng)進(jìn)行配水，可起到“調(diào)清、稀釋”河道水，提升水生態(tài)環(huán)境的作用，但水質(zhì)的年內(nèi)變化仍受到氣溫、降水等因素的影響。圖4為2013—2019年不同水質(zhì)斷面化學(xué)需氧量年內(nèi)變化趨勢。顯然，盡管引水工程實施后水質(zhì)逐年向好，在2019年基本穩(wěn)定在Ⅰ—Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，但年內(nèi)水質(zhì)指標(biāo)季節(jié)性周期變化較為明顯，在每年4—9月(夏、秋季節(jié))，由于氣溫較高，藻類、微生物繁殖等原因，導(dǎo)致水質(zhì)較差，化學(xué)需氧量指標(biāo)較10月至次年3月(冬、春季節(jié))高。

圖4 化學(xué)需氧量年內(nèi)變化情況

4 結(jié) 論

紹興市城區(qū)曹娥江引水工程自完工后運(yùn)行以來，年均引水量達(dá)2.48×108m3，有效改善了紹興市城區(qū)水環(huán)境，使城區(qū)水流暢通，各斷面水質(zhì)由Ⅳ—劣Ⅴ類逐漸穩(wěn)定在Ⅰ—Ⅲ類。由于平原河道中水質(zhì)較差水的混入，引水效果由南至北逐漸減弱，平原河網(wǎng)下游的監(jiān)測斷面水質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定在Ⅱ、Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，上游引水出口處斷面水質(zhì)可達(dá)到Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)。城區(qū)水質(zhì)指標(biāo)年內(nèi)呈季節(jié)性周期變化，夏、秋季節(jié)水質(zhì)較差，可考慮建立工程引水量動態(tài)調(diào)整機(jī)制，根據(jù)水質(zhì)的實時測量數(shù)據(jù)調(diào)整引水量，如在夏、秋季增加引水量，春、冬季適當(dāng)減少引水量，持續(xù)優(yōu)化水質(zhì)并保持穩(wěn)定。