桥港周边水利工程调水优化分析.docx

桥港周边水利工程调水优化分析【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，能够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，到达改善桐桥港及其周边相关水体水质的目的。【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拟突出，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，施行水利工程调水，能够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。通太多年调水的施行，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，进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类劣类，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，如不施行每日定时调水，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合适的调水水源，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天天排水6h，塔影泵站、范古桥泵站天天至少排水2h。因而，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。在试验经过中，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。第三周施行方案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、五9:0012:00进行第一次监测，14:0017:00进行第二次监测，周三8:0013:00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。在监测经过中，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7.378.63，平均为7.90;溶解氧最低为0.5mg/L，比类要差，最高到达12.7mg/L，为类，平均值为5.1mg/L，属于类;高锰酸盐指数为4.3mg/L(类)11.5mg/L(类)，平均值7mg/L，为类;氨氮最低1.54mg/L，属于类，最高达12.8mg/L，平均为5.49mg/L，未到达类;总磷为0.214mg/L(类)1.32mg/L(劣类)，平均值0.567mg/L，比类差;总氮最低4.48mg/L，最高13.7mg/L，平均7.24mg/L。在调水期间，总体水质评价为类劣类。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，知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互相干扰。a.为改善广唐联圩、塔兴联圩圩内水质情况，塔影泵站、范古桥泵站施行每日错时调水，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。通过试验能够看出，综合考核上游河道限制，塔影泵站可6:0010:00开机，范古桥泵站可11:0014:00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经过中，还应寻求方法避免调水导致下游水位抬高，进而导致河道水体流动遭到阻碍。因而，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15:0018:00开机，建议流量为23台泵以46m3/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，因而，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，能够利用南边运东大包围利民桥水利枢纽调水，进而使区域周边水体南流，能够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，到达改善区域调水条件的目的。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施行调水，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，源头在产业构造、经济增长方式之中。从本次试验可以看出，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把握，缺乏科学决策根据，需开展相关课题研究，为区域水环境综合治理提供技术根据。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。