绍兴市柯桥主城区水质提升工程的实践

斯克纲，严永兴，来移年

(1.绍兴市柯桥区规划设计院，浙江 绍兴 312030；2.绍兴市柯桥区平水江水库管理处,浙江 绍兴 312030；3.绍兴市柯桥区水利水电局，浙江 绍兴 312030)

0 引 言

绍兴市柯桥区建成区原为柯桥镇，因中国轻纺城而闻名全国，2000年原绍兴县政府迁址柯桥，给柯桥城市发展带来了契机，短短十余年间，柯桥建成区面积由迁址前的8 km2增加到48 km2，人口由不到10万人扩增至48万人.城市人口的扩增带来生活污水的大幅增加，虽然城市周边污水管网已基本达到全覆盖，但污水的偷漏排以及雨污不分流仍然会污染水体，河底污泥累积引发二次污染，严重影响城市周边人口的生产生活.

柯桥主城区属于典型的平原河网地区，河道密布，水面率达19%，总面积26.7 km2南为浙东古运河，北为新开凿的杭甬运河，东为瓜渚湖直江，西为大坂湖直江.东西两侧，分别有瓜渚湖和大小坂湖.主城区中部横向又有三江大河和马山闸西江新开河，均为河宽50 m的大江大河.整个主城区，既有南部丘陵区径流补充，又可通过新三江闸和滨海闸向东面和北面排水.但由于平原河网水位差很小，调蓄能力弱，整个萧绍平原河网年外排水量与河网蓄水容量之比仅2.5～4.0之间，且河网排涝水时，水流基本通过主排河道进行，城区中小河道仅仅表现为水位的升降，淤泥的沉积和偷漏排污水的污染物导致主城区中小河道水体富营养化严重，遇降水量偏少和温差较大时节，局部水体因缺氧导致水中动植物死亡，出现发黑发臭，给周边居民的生活带来较大影响.如2012年10月和12月，城区管墅直江段河道就先后两次发黑发臭，有鉴于此，当时的绍兴县政府下决心实施主城区水质提升工程.

在以往河网水环境治理研究的基础上[1-6]，提出了“分隔水系、引水换水、先排后引、截污清淤”的治理模式1)，并对该活水模式进行实践、分析总结和初步评价.实践表明，通过水系分隔引水换水等方案的实施在水质改善等方面的综合效果明显.

1 水质提升方案的选择和评价

1.1 提升水质方案选择原则

一是因地制宜原则；二是标本兼治原则；三是节水节能原则；四是环境影响最小原则.

1.2 方案的选择

1.2.1 方案一：调入鉴湖水稀释主城区河道

如何解决柯桥主城区河道水质差的问题，最初设计部门提出在合适的地段建几座泵站翻水活水，调入主城区南部鉴湖水稀释主城区河道，促使水体流动，同时结合加大污水纳管和打击偷漏排污水力度的方案.

1.2.2 方案二：调入新杭甬运河水通过管墅直江引入主城区

采取骨干河道畅通，中小河道封闭的原则，选择在新杭甬运河与管墅直江交叉口设置进水口，自进水口至浙东古运河间形成一条清水输水通道，分别在钱陶公路、三江大河、马山闸西江设置倒虹管穿越公路和横向主排骨干河道，保证沿管墅直江引入水体与城区骨干河道不掺混.

1) 绍兴市水利勘测设计院.柯桥主城区活水工程(1～2期)初步设计报告[R].绍兴市水利勘测设计院,2012.

1.2.3 方案选择

方案一存在的主要问题是，因为柯桥主城区的次干河规划宽度为25 m，即使翻水泵站规模为10 m3/s，河中水体流速也仅为0.1 m/s，水体流动处于层流状态.同时，主城区河道密布，泵站水流出几百米后，河道遇到十字河，水体更加分散.[1]的研究也表明，当翻水泵站停开后，河网水质将很快趋于恶化，鉴于该方案水质提升效果不确定，故未被采纳.方案二相对前者，由于来自富春江水质更好；引水成本更低；根据现有河道特征更易实施.故选择方案二.

1.2.4 治水方案

经反复论证，形成“分隔水系、引水换水、先排后引、截污清淤”的治水方案.

调入杭甬运河水通过管墅直江引入主城区.其余河段利用管墅直江输水并在入口设置进水泵站，泵站设计规模为2×4.5 m3/s，同时在各纵横向主排河道间的中小河道，通过河口建节制闸形成可封闭的区域，每个区域面积在3.0～7.5 km2之间，各区域除节制闸外，在进水口对面河道较宽处设一排水泵站(闸站结合)，泵站设计规模为1～2 m3/s.

1.2.5 运行方式

先启动区块排水泵站，降低区块内河道水位0.6～1.0 m.同时启动进水泵站抬升管墅直江输水河道水位，可根据情况将水位抬升至高于河网水位0.3～0.5 m，再打开区块与输水河道连接的节制闸将区块河道水位抬升至齐平.利用水位差，实现换水活水的工程目的.利用封闭区河道水位下降，检查各河道排污口偷排漏排污水情况，并强令其接入周边排污管网，进一步降低水位可很方便地实施清淤作业，以彻底去除污水污泥两大影响河网水质的主因.

1.3 方案评价

1.3.1 符合因地制宜的原则

整个工程布置充分利用了管墅直江天然河道作为清水输水廊道并采用倒虹管实现封闭运行，防止了输水过程水体的污染.将引水口选择在杭甬运河，则利用了杭甬运河是浙东引水工程主要输水通道即水源来自富春江，水质较河网水质好的优势.

1.3.2 符合标本兼治的原则

如果说通过封闭区域河道，先降低封闭区水位再引入清水实现换水是治标之策的话，那么在降低封闭区水位后，可很方便的检查出区块内排水口偷排漏排污水情况并强令其接入管网则是一治本之策，今后每一次换水操作都可成为检查排污情况的手段.而另一治本之策则是，有了节制闸和排水泵站之后，该区块河道清淤则变得非常方便，只要继续降低河道水位就可以迅速进入清淤作业.由于水位差形成，今后河道淤泥一般只在较宽河段和排水泵站前才会沉积，而一般河段当水体流动时会将河底的浮泥带走，清淤时只需在淤泥易沉积地段，用泥浆泵抽吸至外围大河的淤泥运输船或抽吸至淤泥干化场，隔几个月清一次就可使该区块河底淤泥处于较少状态，有效避免淤泥沉积引发的二次污染.

1.3.3 符合环境影响最小原则

首先由于对所有骨干排水通道均不实施封闭，因而本工程对通航和防洪排涝基本不会造成影响；其次，换水活水比之用泵站翻水活水更节约清水资源和降低运行成本，一般一个区块可一周或两周换一次水，且可利用夜间低谷电启动水泵作业，节省电费.第三，所建节制闸均采用卧式闸门，闸门开启时平躺在河底，启闭时只在河岸处用防水电动机带动液压拉杆作业，不设启闭机排架，对城市景观影响较小.

1.3.4 实现防洪排涝休闲一体化

借助河道封闭区还可实现两大效益：一是当区块内防洪排涝标准低于百年一遇时，可将闸门关闭时顶高程设计为高于百年一遇洪水位并沿河岸线外围建防洪堤实现预降水位和电力强排提高城区排涝能力.二是可利用封闭区沿岸设环河步行道，实现休闲健身的目标，提升城市品位.

2 工程实施效果

2.1 运行情况

该项目自2012年确定方案后，一期工程自2012年10月动工至2013年6月底建成输水主通道和Ⅰ区块封闭水闸和泵站，完成投资1.23亿元.二期工程自2013年9月至2014年5月底已建成Ⅱ区块和Ⅴ区块封闭节制闸和泵站，完成投资0.35亿元.全部完成该项目预计还需投入0.3亿元.按单位面积测算，每平方公里投资约700万元.每年运行成本初步核算为800万元，其中电费成本约600万元.

2.2 实施效果

本工程自投入运行以来基本达到设计目标.已建成区域可通过换水活水方式彻底解决区域河道水质差，水体不流动状况，随着清水输水通道的建成，未建成区域通过打开输水河道节制闸，也能间接达到清水活水效果.2013年全年和2014年至今柯桥城区没有出现像2012年那样中小河道水体发黑发臭情况，可见水质改善效果明显.再从水体感官看水体富营养化情况彻底改变，河道中虾类，黄尾巴鱼等清水鱼类回归，河床底部出现金鱼草等水草，说明水体透明度提高，实践证明该水质提升模式是可行的.

3 结论与建议

平原河网人口集聚区中小河道水质提升是一项重要而困难的工作，柯桥主城区采用网格式封闭型换水活水方式，通过“分隔水系、引水换水、先排后引、截污清淤”方案的实践分析总结表明，该模式因地制宜解决了城区河道水质提升的难题，既可实现标本兼治的目标又能使环境影响最小，通过水系分隔引水换水等方案的实施在水质改善等方面的综合效果明显，对推进平原河网地区“五水共治”具有借鉴意义.

参考文献：

[1] 王龙华,徐海波,吴剑峰,等，平原河网地区生态调水实例研究[J].浙江水利科技，2014(2):55-58.

[2] 李宗礼,刘晓洁,田 英,等.南方河网地区河湖水系连通的实践与思考[J].资源科学,2011(12):2221-2225.

[3] 刘克强,林泽新.强化太湖流域江河湖连通 促进水资源优化配置[J].中国水利,2011,23(1):33.

[4] 李茶青,何文学,陈冬云.平原河网区改善水环境引水配水方案设计[J].中国农村水利水电,2012(7):45-47.

[5] 李东风,毛连明,陈冬云,等.河网水体流动控导措施二维数值计算分析[J].浙江水利水电专科学校学报,2011,23(1):9-12.

[6] 谢其华,李东风,陈冬云,等.基于二维数值模拟的城市河网水体流动性研究[J].浙江水利水电专科学校学报,2010,22(4):1-6.