上虞城北新区引水效果分析

王 丽

(绍兴市上虞区城区水利工程管理所，浙江 绍兴 312000)

·水利工程·

上虞城北新区引水效果分析

王 丽

(绍兴市上虞区城区水利工程管理所，浙江 绍兴 312000)

分析了绍兴市上虞城北新区的点源污染和面源污染，并结合该地区的现状引水情况，建立了水环境模型，对主要河道进行了概化，提出了河道水质保护的工程措施和生物措施，改善了河道的水质，解决了内河水质污染问题。

引水工程，水质，河道，污染源

0 引言

近年来在城镇污水中，有机污染物量大、面广，有氧水环境中可以转变为无害化状态。根据目前我国现有国情分析，应该对水环境容量充分利用，将清水从江中引入上城镇，改善水环境，达到节省治污费用，以促进社会经济的发展的作用。

1 现状污染源分析

城北新区内河水体普遍受点源污染和面源污染，点源污染主要来自于城北新区内未完全纳管的老旧社区和城中村生活污水的排放及第三产业污水排放，面源污染主要来自于地面径流。城北新区内河污染的一个重要原因是内源污染，河水滞流并淤积，且包含大量的有机物、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)重金属等污染物质的底泥沉积造成了内源污染，污染源的排放量和入河量见图1。

2 现状引水情况

2.1 上浦闸引水

当前虞北平原的灌溉、部分工业用水来源为长诏水库及其上浦闸引水工程。长诏水库位于新昌江，集水面积276 km2，正常库容1.36亿m3。

2.2 赵家船闸引水

赵家船闸位于上虞城北新区最南端的西横河与曹娥江交汇口，船闸能提供最大30 m3/s现状在赵家船闸处的引水流量为5 m3/s。

3 水环境计算方法

3.1 数学模型

水环境计算模型包括水动力和水质2个模块。本次采用丹麦MIKE11水力计算软件，建立上虞城北新区规划范围内的水动力数学模型。水动力模型基于圣维南偏微分方程组[1]：

(1)

(2)

3.2 模型参数

参照《上虞虞北平原河道整治规划》确定参数，综合糙率取0.025～0.030，初始水位采用虞北平原枯水期水位2.4m。

水质模拟的指标是高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)，参考《曹娥江流域综合规划修编(2010—2030年)》以及根据实际水质监测值进行模型率定，河道纵向扩散系数取D=2.0m2/s～5.0m2/s，水质衰减系数KCOD=0.004/d，K氨氮=0.002 5/d，K总磷=0.001/d。

3.3 河道概化

水质模型概化河网[3]涉及到上虞城北新区内的主要河道，包括西横河、滨江河、百崧河、百沥河、丰产河、丰产支河、赖柴江、贾家前河、黄泥坝河、头甲横河。整个城北新区模型包括61个计算断面，10条河道，7个边界，14个河汊，6个闸汊，7个概湖。

4 规划河道水质变化情况

4.1 现状河道水质情况

根据对曹娥江、西横河等河道水体的DO，CODMn，NH3-N，TP指标监测结果，曹娥江现状水质良好，为Ⅱ类水，西横河受赵家船闸引水影响，水质较好，为Ⅲ类水，能满足水环境功能区划要求，但是位于城北新城内的滨江河、百沥河、丰产河、赖柴江、贾家前河等内河现状水质较差，为Ⅴ类～劣Ⅴ类水，主要污染指标为CODMn，NH3-N，TP。

城北新城河网水体较差的最主要原因是由于现状河道大都不连通，河网内流速小。

4.2 规划河道水质变化

根据《上虞市城北新区控制性详细规划》，规划将城北新区范围内的百沥河、滨江河、百崧河、西横河和丰产河等河道，相互连通，交织成网。规划滨江河最南端与西横河相沟通，然后沿城北新区规划河道穿越新城区后，再向西北穿越杭甬高速，经共建村、下洋村、后郭渎村、谭头村等汇入沥北河。

规划河道建成后，城北新区内的河道大都彼此相连，交织成网状，有利于内河水体的流动和交换，CODMn都能达到目标Ⅲ类水质标准。但是，现状上浦闸总干渠和赵家船闸的引水流量大部分仍然经西横河流出，进入城北新区内河的流量十分有限，新区内重污染的河道仍然流速缓慢，不能从根本上改善水质，NH3-N和TP依然严重超标，内河水质仍然多为Ⅴ类，丰产支河由于没有发生充分的水体交换，水质仍然为劣Ⅴ类。

对现状和水系连通CODMn，NH3-N，TP数值变化进行对比，以滨江河、丰产河为例，见图2,图3。

4.3 河道调度规划

1)滨江河开挖，内河水系连通后，赵家船闸处以5m3/s流量引水3d，之后赵家船闸处以1m3/s～2m3/s流量常年引水，以满足新区内河生态流量，增加内河流速，活水净水。洪水期间赵家船闸关闸挡水，不再引曹娥江水。

2)规划新开河道100m，将丰产支河与新开的滨江河相连通。

3)主要在西横河与百崧河交界处以西新建一座人字节制闸，截住赵家船闸引水量，增加滨江河和百沥河流量，提高城北新区内河流速，进一步改善内河的水环境。洪涝期间打开该西横河节制闸，宣泄洪涝水。

4)考虑到虞甬运河为世界文化遗产，在其河道上建设水利工程，政策处理较为困难，实施难度较大，则在丰产河与滨江河交汇处、赖柴江与百崧河交汇处分别新建节制闸，新开河道200m将贾家前河与黄泥坝河沟通，在黄泥坝河与百崧河交界处设一闸泵，泵站流量设置为3m3/s，抽水入百崧河，提高内河流速，进一步改善内河的水环境。

5 河道水质保护

为增加引水冲污效果，使城北新区内河水质都能达到Ⅲ类水要求，彻底解决内河水质污染问题，做到标本兼治。采取工程措施和生物措施并重，共同实施，来恢复河道水生生态，美化城区河道环境。在工程措施的同时配套实施曝气、投加菌种、种植水生植物、生物操纵等生物措施。

1)工程措施。

a.截污治污。改造城中村及老旧小区污水收集处理设施，关闭沿河排污口，污水达标后再进行排放。

b.疏浚底泥。对河道进行底泥疏浚，确定合理的清除淤泥量，一般不宜将污泥全部清除，以免破坏现有的生物链系统。

c.水系连通。沿河道进行开挖并与相邻河道进行连通。

d.修建闸泵。为提高城北新区内河水位差，加快河道流速，充分发挥赵家船闸引水效果，在河道交汇处新建节制闸，并在附近新建闸泵。

2)生物措施。

在工程措施治理的同时配套实施曝气、投加菌种、种植水生植物、生物操纵等生物措施。

6 结语

1)滨江河未通水时，滨江河、百沥河等城北新区内河现状水质较差，为Ⅴ类～劣Ⅴ类水，主要污染指标为高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)。

2)滨江河建成后，通过赵家船闸引水5m3/s的流量，丰产支河由于是断头河，流速缓慢，仍然为劣Ⅴ类水体；贾家前河现状流速缓慢，且距离引水水源较远，引水之后水质改善效果不大，只能改善到Ⅴ类水体；滨江河、丰产河和头甲横河可改善到Ⅳ类水体；百沥河、百崧河、赖柴江和黄泥坝河可改善到Ⅲ类～Ⅳ类水体。

3)在引水冲污工程的同时，应做好城中村和老旧小区截污纳管，城北新区内河底泥疏浚，头甲横河往北延伸，百沥河穿四环路处拦水坝拆除，百沥河、贾家前河、黄泥坝河等缩窄河段拓宽工作，使污染源从源头上得到控制，以增强引水冲污效果。

4)在不同河段工程措施治理的同时进行配套的生物治理，以达到改善水质、遏制水体富营养化和改善水域环境。

[1] 王 涛,杨开林.调水工程明渠水力控制线性化数学模型[J].南水北调与水利科技,2005,3(3):52-55.

[2] 郑国栋,顾立忠,李虎成.浅析明渠非恒定流计算Abbott六点中心格式[J].广东水利水电,2010(4):15-18.

[3] 吴挺峰,周 锷,崔广柏,等.河网概化密度对河网水量水质模型的影响研究[J].人民黄河,2006,28(3):46-48.

[4] 刘娅琴,邹国燕,宋祥甫,等.富营养水体浮游植物群落对新型生态浮床的响应[J].环境科学研究,2011,24(11):1233-1241.

[5] 赵 丰.水培植物净化城市黑臭河水的效果、机理分析及示范工程[D].上海：华东师范大学,2013.

Analysis of the north of the city of Shangyu new district water diversion effect

Wang Li

(ShaoxingCityShangyuDistrictWaterConservancyProjectManagementOffice,Shaoxing312000，China)

This paper analyzed the point source pollution and non-point source pollution in Shaoxing Shangyu new district, and combining with the water diversion status in the region, established the water environment model, generalized the main rivers, put forward the engineering measures and biological measures of river water quality protection, improved the river water quality, solved the river water pollution problem.

water diversion engineering, water quality, river, pollution source

1009-6825(2017)03-0217-02

2016-11-18

王 丽(1982- )，女，工程师

TV671

A