基于宁波市海曙区的河道调水方案研究

杜 文，钟 伟，吴丝莹，瞿莉君

（宁波市水利水电规划设计研究院，浙江 宁波 315192）

基于宁波市海曙区的河道调水方案研究

杜 文，钟 伟，吴丝莹，瞿莉君

（宁波市水利水电规划设计研究院，浙江 宁波 315192）

基于宁波市海曙区现状河网沟通情况、水环境情况及河网水资源调度情况等，定性分析海曙区河道生态环境调水现状及存在问题，在已有调水线路基础上进行调水线路方案完善，针对一般雨水资源利用、应对特殊气候条件和突发水事件等，研究制定相应调度方案，同时研究调水效益。

奉化江流域；鄞西平原；雨水利用；突发水事件

1 区域概况

海曙区位于宁波市区中心区域，为宁波市中心商贸商务区、历史文化名城核心区，创新型区域高端服务业基地，总面积29.4km2。辖区内有铁路宁波站、汽车南站，距宁波栎社机场仅8.0km。海曙区属宁绍平原，亚热带季风气候，温和湿润、雨量充沛、光照充足、四季分明。海曙区河网位于鄞西水系东北侧出口处，共有河道61条，总长71.9km，总水域面积约152万m2，现状河网水面率5.1%。海曙区现状共有排水出口4处，共布置排涝碶闸4座（含在建碶闸），总净宽42.5m；河网内设有6座节制闸，总净宽27.6m；排涝泵站2座（含在建泵站），总规模30m3/s。

宁波市区内水功能分区共有7个，其中3个水功能区涉及海曙区，分别为姚江宁波工业、景观娱乐用水区、宁波内河宁波市景观、工业用水区和鄞西河网宁波饮用水源区，2020年目标水质均为Ⅱ～Ⅳ类。根据2015年11月份的水质检测报告显示，海曙区河流断面水质达到IV类占8.62%，V类占27.59%，劣V类占63.79%，主要污染因子为氨氮和总磷，与2014年同期相比，劣V类水所占比例下降32.88%。

2 河网调水现状

鄞西平原现状主要通过姚江沿岸泵站调水入鄞西河网，同时兼顾利用鄞江上游皎鄞区间径流调水予以补充。

2.1 姚江 — 鄞西平原调水工程

调水线路为姚江 — 鄞东南输水工程的鄞西部分，分别通过高桥泵站、屠家堰泵站翻姚江水入鄞西河网。鄞西平原利用沿姚江翻水泵站年平均从姚江翻水3723万m3，其中高桥泵站年平均翻水3297.0万m3，屠家堰泵站年平均翻水426.0万m3，利用建庄泵站鄞东南平原年平均从鄞西平原翻水8780.0万m3。姚江 — 鄞西河网调水线路见图1。

图1 现状姚江 — 鄞西河网调水线路图

2.2 皎鄞区间 — 鄞西平原调水工程

利用周公宅 — 皎口水库下泄流量以及皎鄞区间径流来水，经洪水湾节制闸，通过南塘河，自西向东经洪家、洞桥镇，至黄隘河、建庄河与“姚江 — 鄞东南调水线路”相接（见图2）。现状条件下皎口水库保障的宁波市区生活及部分工业用水需求进一步加大，皎口水库补充下游12万m3/d的生态流量难以得到有效保障。

图2 皎鄞区间 — 鄞西平原调水工程线路图

3 存在的问题

3.1 河道污染依然严重，治理效果难维持

海曙区河网水质劣V类水所占比例仍然居多，距离最低Ⅳ类的目标水质还有很大差距，其中水质较差河道主要分布在海曙区鄞州区交界处以及徐家漕等居住密集区域。一方面海曙区河道水环境治理工作尚未全面覆盖，河网治理未能体系化；另一方面居民聚集区房屋密集，河道治理难度大，部分河道治理不彻底；加上河网卡口、节点分布较多，水体流动性不强，已治理河道形成的良好水质也难以维持。

3.2 河网连通性不强，水体流动性差

海曙区受城市发展建设，河道两岸用地布局的影响，部分河道仍存在围堰、拦河坝、水闸等阻断或缩窄河道的现象，穿路节点多以桥涵沟通，且断头河分布较多，导致海曙区河网连通性大大降低，水体流动性差，自净能力低。

3.3 调水线路有待改善，调水方案不明确

鄞西平原河道各调水线路主要配套工程已基本建设完成，但因海曙区河网沟通性差等因素，现有调水系统无法满足海曙区一般河道的水体补充及置换的需求，需尽快完善海曙区调水线路，打通河网，细化调水系统。另外，枯水期和重要活动期间的调水方案、突发水事件的可调度水源及应对措施尚不明确，现有各可用水源的调配机制还不完善。

4 对策研究

4.1 研究思路

进一步完善海曙区输水工程线路布局，拟定多水源 —海曙区输水工程线路。针对一般雨水资源利用、应对特殊气候条件和突发水事件等，研究制定相应调度方案。建立输水系统水动力数学模型，以海曙区、海曙东片区、远期内河水位控制区内重要输水节点为目标，进行不同方案输水效率计算和成果分析。

4.2 调水线路规划

依托已有鄞西平原调水线路，利用现有节制闸（马功闸、胜丰闸、万安闸、向阳闸），将海曙区河网分为海曙东片、海曙西片2个分区，外加远期内河水位控制区，对3个分区分别细化调水线路。

4.2.1 海曙东片调水线路

海曙东片区内有天一商圈、鼓楼及月湖历史文化旅游区等多个重要区域，遇突发水事件时应优先满足该区域换水工作。

4.2.1.1 姚江 — 海曙东片调水线路

自屠家堰翻水泵提水到翠柏河，通过翠柏河，经蔡家河、卖鱼河输水至北斗河、护城河，通过保丰碶和澄浪堰排水至奉化江，从而达到对海曙区东片的鼓楼街道、西门街道、南门街道及月湖街道等街区河网的补水和换水。

4.2.1.2 皎鄞区间 — 海曙东片调水线路

利用洪水湾节制闸将皎鄞区间来水汇入南塘河，经护塘河，通过北斗河、澄浪河排入奉化江，从而完成东片河网的补水及换水。线路较长且沿程水量消耗严重，故将此线路作为备用线路。

4.2.2 海曙西片调水线路

海曙西片区除作为城西商贸商务区，还包括多处居民生活区。该片区主要水源为姚江，输水设施为黄家河泵站和高桥泵站。其中：黄家河翻水泵站就近从姚江调水，通过新星河、泗港河及胜丰河分别汇水入沈家河、双杨河、后袁河及洞船河，于西塘河与高桥泵站输水线路汇合，向西塘河南侧河网汇水。高桥泵站调水至大西坝河，经西塘河与黄家河泵站来水汇合，向沿线前塘河、庙后河、文台河输水，经庙前河、王家桥河及支河汇入南塘河，通过澄浪堰闸、段塘碶排入奉化江，达到区域河网环境用水的补充和更新；因西塘河及前塘河沿线存在“两岸房屋密集，政策处理难度大；河道沿线跨河古桥等文化遗产较多，阻水现象较为严重；河道两岸企业、村镇较多，水质条件相对薄弱”等诸多问题，于输水线路西侧村镇外围增设1条输水支线 — 自西塘河上升永济桥上游经邵家渡河，穿中塘河后接象鉴港河，通过西塘下河、板桥河、跃进河输水至庙前河、庙后河、王家桥河及支河，汇入南塘河后，经段塘碶、澄浪堰排入奉化江。

4.2.3 远期内河水位控制区调水线路

根据相关规划，远期海曙区以“控制核心区内河水位、缓解近期城区防涝压力”为目标，通过新建7座节制闸，形成水位控制围区（简称“控制区”）。同时，为提高围区内河道沟通性，将拆除作为海曙东片边界的5座规模较小节制闸。

远期控制区将通过黄家河泵站和屠家堰泵站共同从姚江调水，通过黄家河、翠柏河向卖鱼河、胜丰河输水，经西塘河、护城河等河道汇入澄浪河，经澄浪堰闸排入奉化江，达到河道环境用水的补充及污染水体的置换。

4.3 调度运行方案规划

4.3.1 需水量分析

根据《宁波市区河道调水规划报告》（2008年），根据重要活动期间、枯水时期和连续高温天气等不同时期所需调水达到的目标水位，确定用水需求量。鄞西平原环境用水需调水2945.0万m3，其中海曙区河网环境用水最大调水量需求为530.0万m3（见表1）。

表1 各时间段需调水量计算成果表

4.3.2 一般雨水期调度方案

（1）区域启排条件：河网水位高于常水位1.40m，且河网水位达到1.47m，方可开启沿江闸门排水方案。

（2）沿江闸门调度方案：当海曙区河网水位在1.47～1.56m时，通过沿江闸门排出5mm降雨产水量66.0万m3；当海曙区河网水位在1.56～ 1.67m时：通过沿江闸门排出12mm降雨产水量156.0万m3；当海曙区河网水位超过1.74m时：根据区域防洪排涝需求，调度启动沿江各闸门排水。

（3）闸门排水流量控制：当河网水位低于1.74m时，调度排水过程中，保丰闸、程浪堰、段塘闸等闸门排水流量分别控制为11，13，15m3/s。

（4）调度水位控制方案：调度排水期间，各区域河网水位控制在常水位1.40m与高水位1.66m之内；调度期末降雨结束，根据降雨情况适当控制区域河网水位维持在常水位 1.40～ 1.50m。

4.3.3 枯水期调度方案

（1）启动调水条件：当河网水位连续7d低于常水位（1.40m）时，启动调水方案。

（2）闸门调水方案：当姚江水位（姚江大闸闸上）高于0.73m时，优先调取姚江水，开启高桥泵站、屠家堰翻水泵翻水。当平原河网水位处于第1级1.40～ 1.25m时，需调水25.0万m3；当平原河网水位处于第2级1.25～ 1.10m时，需调水50.0万m3；当平原河网水位处于第3级1.10～0.96m时，需调水74.0万m3；当姚江水位（姚江大闸闸上）小于- 0.07m时，停止调取姚江水量。

（3）调度水位控制方案：河网水位达到常水位，停止调水，关闭相关闸泵工程。

4.3.4 重要活动期调度方案研究

（1）水源调度控制方案：当姚江水位高于 - 0.07m时，开启沿姚江翻水泵站，启用姚江调水；当姚江难以满足环境用水需求，若皎口水库尚未满足供给下游生态流量12.0万m3/d，启用皎口水库放水补充优先补充重要区域（海曙东片区及都市门户区）的河网环境用水。

（2）水源调水量配置方案：当启用姚江调水时，开启屠家堰翻水泵站和黄家河翻水泵站，近期姚江调水量为16.8万m3，远期控制区调水量为8.7万m3；若姚江水位低于 - 0.07m，开启洪水湾节制闸调水，仅补充海曙东片河网环境用水，调水量为3.7万m3。

4.3.5 突发水事件应急调度预案研究

（1）针对海曙区内河节制闸可控区域：海曙东片河网遭遇水体污染，关闭内河节制闸，即马功闸、胜丰闸、万安闸、宝善闸、向阳闸、共青闸等，开启澄浪堰闸，优先排出区域恶化水体后，然后开启屠家堰泵站翻姚江水补充区域河网水量。

（2）针对远期海曙区内河水位控制区：控制区河网遭遇水体污染，关闭内河节制闸，即五江口漕闸、胜丰河闸、西塘河闸、后王河闸、王家桥河闸、启文河闸及南塘河闸，开启澄浪堰闸、保丰碶，排出区域恶化水体后，开启黄家河泵站、屠家堰泵站从姚江调水补充区域河网水体。

4.4 调水效益分析

4.4.1 分析方法

结合海曙区各片区输水线路涉及的各闸门、泵站等水工建筑物与周边交叉河网水力联系特点，建立海曙区河网调水输水系统水动力数学模型。研究范围为整个鄞西平原，将鄞西平原计算分区概化成427条河段、2048个断面、366个节点、35个碶闸。结合海曙区特征目标水位，以枯水期、重要活动期及突发水事件时期3个不同时期的调水目标为出发点，以完成整治后海曙区河网为基准工况，拟定分析方案，分别对海曙区、海曙东片、远期内河水位控制区3个区域调度方案进行效益分析。

方案1：将海曙区河网由低水位（0.96m）抬高到中水位（1.40m）；

方案2：将海曙区河网由中水位（1.40m）抬高10cm。

4.4.2 分析成果

（1）枯水期时，利用屠家堰泵站从姚江调水，可在44h将海曙东片河网水位由低水位抬高到中水位，总调水量可达16.5万m3；利用黄家河泵站、屠家堰泵站及高桥泵站共同向姚江调水，可在77h将海曙区河网水位由低水位抬高到中水位，总调水量为73.8万m3；远期建立内河水位控制区后，利用黄家河泵站、屠家堰泵站从姚江调水，可在55h将控制区水位由低水位抬升到中水位，调水量为40.0万m3。

（2）重要时期，若优先提高重要区域（海曙东片）河道水景观功能，则利用屠家堰泵站从姚江调水可在10h内将海曙东片河网水位从1.40m抬高到1.50m，调水3.7万m3；全海曙区则可利用黄家河泵站、屠家堰泵站及高桥泵站共同调用姚江水，用18h将海曙区河网水位从常水位抬高10cm，总调水量为20.0万m3；远期控制区利用黄家河泵站及屠家堰泵站从姚江调水，可在12h将区域内河网水位从常水位抬高10cm，总调水量8.6万m3。

（3）突发水事件时期，近期将优先置换海曙区东片水体，远期将置换控制区水体，其中根据拟定的闸门排涝流量，海曙东片将中水位到低水位之间水体排出需2h，利用屠家堰泵站从姚江调水补充水体需44h，以换水4次可换完全部污染水体为准，完成海曙东片水体置换需7.6d，总调水量为66.0万m3，远期控制区利用黄家河泵站和屠家堰泵站从姚江调水，通过保丰碶和澄浪堰闸排水至奉化江，完成1次换水需2.5d，完成4次换水需10.0d，总调水量为 160.0万 m3。

5 结 语

宁波市海曙区所在鄞西平原现主要通过姚江沿岸泵站调水入鄞西河网，同时兼顾利用鄞江上游皎鄞区间径流调水予以补充，基本运行良好，但存在河网连通性不强，河道治理效果难维持，现有调水线路有待进一步完善，调水方案需进一步科学化等一系列问题，海曙区河道污染仍然严重，治理效果难以维持。为改善河道污染现状，应在现有调水线路基础上建立多水源 — 海曙区输水工程线路，针对一般雨水资源利用、应对特殊气候条件和突发水事件等，研究制定相应调度方案，使海曙区调水方案发挥更大效益。

[1] 宁波市规划设计研究院.宁波市城市总体规划（2006— 2020年）（2015年修订）[R].宁波：宁波市人民政府，2015.

[2] 宁波市水利水电规划设计研究院.宁波市区河道调水规划报告[R].宁波：宁波市水利局，2008.

[3] 浙江省水利水电勘测设计院.姚江干流水量调度方案及管理制度研究[R].宁波：宁波市水利局，2010.

[4] 浙江国科生态技术研究有限公司.海曙区水环境综合整治规划方案[R].宁波：浙江宁波市海曙区城市管理局，2016.

[5] 刘捷，贾海勇.温州市河道水环境污染状与防治对策[J].浙江水利科技，2007(4)：73- 75.

[6] 王龙华，徐海波.平原河网地区生态调水实例研究：以温瑞塘河瑞安段为例[J].浙江水利科技，2014(2)：55- 58.

TV76

B

1008- 701X(2017)06- 0034- 04

10.13641/j.cnki.33- 1162/tv.2017.06.009

2016-10-13

杜 文(1983- )，女，工程师，硕士，主要从事水利水电工程规划工作。E - mail：dw414@qq.com

（责任编辑 郎忘忧）