绍兴市城区曹娥江引水工程运行对河网水质影响分析

姜 维，何立群

(1.绍兴市越城区水利工程质量安全指导中心，浙江 绍兴 312000;2.绍兴市水利水电勘测设计院有限公司，浙江 绍兴 312000)

0 引 言

随着我国经济社会的快速发展，为改善水质、环境、调节水资源时空分布不均等问题，长距离的引水工程应用愈加广泛[1-2]，工程对受水区平原河网局部水流形态产生影响，最终影响河道中污染物的对流扩散输运[3]。冯建中等[4]通过分析引水后京杭运河水质、运河含氯度、运河航道、河床的冲淤、运河防洪等方面的影响，表明三堡船闸引水工程运行效果显著。王振宇等[5-6]通过一维模型计算，对多种流量条件引水方案下的河网水质进行预测，提出了相应的最优引水规模及最优枢纽布置。杨伏香等[7]采用二维数值模型分析了瓜渚湖清水工程水流的流动传播特性，为提升工程实施效益提出了相应的工程措施。

引水工程的效益情况是工程科研、评价中最重要的指标。本文以绍兴市城区曹娥江引水工程为背景，通过分析工程运行10年后对受水区水质变化规律，总结了工程实际效益，为工程后续运行管理及类似工程的建设提供了参考价值。

1 工程概况

绍兴市城区曹娥江引水工程是一项将曹娥江水引至绍兴市区，改善绍兴市区水环境的综合性工程。整个工程东西向横穿上虞市、柯桥区和越城区，至绍兴市区，再向北汇流入曹娥江。引水口位于上浦闸库区小舜江口，经小舜江、长山头溪通过引水闸进入隧洞，隧洞出口通过箱涵和河道与上灶江相连至洄涌湖，再经平水东江至南环河，通过在平水东江、平水西江、禹陵江、坡塘江、南池江等河道设置节制闸以调节引水流量，从而改善绍兴市区河道水质。2007年引水口处常规水质指标中除氨氮、总氮及总磷指标为Ⅱ—Ⅳ类外，其它指标均为Ⅰ—Ⅱ类，受水区平原河网水质类别为Ⅳ—劣Ⅴ类。工程设计引水流量为10.0 m3/s，泵站提水最大引水流量为20.0 m3/s。工程主要建筑物由进口河道、进口闸站、输水隧洞、连接箱涵、出口河道及下游配水节制闸等建筑物组成。整个引水工程从小舜江口至平水东江节制闸全长26 km。工程具体布置图见图1。

图1 曹娥江引水工程总体平面图

2 工程运行情况

引水工程现有引水闸泵站1座，位于上虞区汤浦镇，城区节制闸3座，分别位于平水西江、平水东江和环城东河，其运行调度情况如下：

(1)引水闸泵站。通过泵提引水的方式，实行24 h引水运行，年平均运行天数约250 d，防汛等特殊情况除外。

(2)平水东江节制闸。每15 d开启一次，每次开启一天，开启时每日约有1.118×106m3曹娥江水，沿平水东江进入下游河道(防汛等特殊情况除外)。

(3)平水西江节制闸。每7 d开启一次，每次开启两天，开启时每日约有3.9×105m3曹娥江水沿平水西江进入下游河道(防汛等特殊情况除外)。

(4)环城河东节制闸。每天早上9∶00关闭，下午4∶00开启，以配合航运(防汛等特殊情况除外)。

曹娥江引水工程自2010年完工运行以来，截至2019年底，年均引水天数295 d，年均引水量2.48×108m3，每年引水天数及引水量(见表1)。

表1 曹娥江引水工程引水情况

3 运行效果分析

3.1 水质断面及水质指标确定

图2 引水工程及水质断面分布概化图

3.2 水质年际变化

图3 化学需氧量年际变化情况

3.3 水质年内变化

引曹娥江水对绍兴平原河网进行配水，可起到“调清、稀释”河道水，提升水生态环境的作用，但水质的年内变化仍受到气温、降水等因素的影响。图4为2013—2019年不同水质断面化学需氧量年内变化趋势。显然，尽管引水工程实施后水质逐年向好，在2019年基本稳定在Ⅰ—Ⅲ类水标准，但年内水质指标季节性周期变化较为明显，在每年4—9月(夏、秋季节)，由于气温较高，藻类、微生物繁殖等原因，导致水质较差，化学需氧量指标较10月至次年3月(冬、春季节)高。

图4 化学需氧量年内变化情况

4 结 论

绍兴市城区曹娥江引水工程自完工后运行以来，年均引水量达2.48×108m3，有效改善了绍兴市城区水环境，使城区水流畅通，各断面水质由Ⅳ—劣Ⅴ类逐渐稳定在Ⅰ—Ⅲ类。由于平原河道中水质较差水的混入，引水效果由南至北逐渐减弱，平原河网下游的监测断面水质指标稳定在Ⅱ、Ⅲ类水标准，上游引水出口处断面水质可达到Ⅰ类水标准。城区水质指标年内呈季节性周期变化，夏、秋季节水质较差，可考虑建立工程引水量动态调整机制，根据水质的实时测量数据调整引水量，如在夏、秋季增加引水量，春、冬季适当减少引水量，持续优化水质并保持稳定。