杜 文，鐘 偉，吳絲瑩，瞿莉君

（寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江 寧波 315192）

基于寧波市海曙區(qū)的河道調(diào)水方案研究

杜 文，鐘 偉，吳絲瑩，瞿莉君

（寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江 寧波 315192）

基于寧波市海曙區(qū)現(xiàn)狀河網(wǎng)溝通情況、水環(huán)境情況及河網(wǎng)水資源調(diào)度情況等，定性分析海曙區(qū)河道生態(tài)環(huán)境調(diào)水現(xiàn)狀及存在問題，在已有調(diào)水線路基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)水線路方案完善，針對(duì)一般雨水資源利用、應(yīng)對(duì)特殊氣候條件和突發(fā)水事件等，研究制定相應(yīng)調(diào)度方案，同時(shí)研究調(diào)水效益。

奉化江流域；鄞西平原；雨水利用；突發(fā)水事件

1 區(qū)域概況

海曙區(qū)位于寧波市區(qū)中心區(qū)域，為寧波市中心商貿(mào)商務(wù)區(qū)、歷史文化名城核心區(qū)，創(chuàng)新型區(qū)域高端服務(wù)業(yè)基地，總面積29.4km2。轄區(qū)內(nèi)有鐵路寧波站、汽車南站，距寧波櫟社機(jī)場(chǎng)僅8.0km。海曙區(qū)屬寧紹平原，亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤(rùn)、雨量充沛、光照充足、四季分明。海曙區(qū)河網(wǎng)位于鄞西水系東北側(cè)出口處，共有河道61條，總長(zhǎng)71.9km，總水域面積約152萬m2，現(xiàn)狀河網(wǎng)水面率5.1%。海曙區(qū)現(xiàn)狀共有排水出口4處，共布置排澇碶閘4座（含在建碶閘），總凈寬42.5m；河網(wǎng)內(nèi)設(shè)有6座節(jié)制閘，總凈寬27.6m；排澇泵站2座（含在建泵站），總規(guī)模30m3/s。

寧波市區(qū)內(nèi)水功能分區(qū)共有7個(gè)，其中3個(gè)水功能區(qū)涉及海曙區(qū)，分別為姚江寧波工業(yè)、景觀娛樂用水區(qū)、寧波內(nèi)河寧波市景觀、工業(yè)用水區(qū)和鄞西河網(wǎng)寧波飲用水源區(qū)，2020年目標(biāo)水質(zhì)均為Ⅱ～Ⅳ類。根據(jù)2015年11月份的水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告顯示，海曙區(qū)河流斷面水質(zhì)達(dá)到IV類占8.62%，V類占27.59%，劣V類占63.79%，主要污染因子為氨氮和總磷，與2014年同期相比，劣V類水所占比例下降32.88%。

2 河網(wǎng)調(diào)水現(xiàn)狀

鄞西平原現(xiàn)狀主要通過姚江沿岸泵站調(diào)水入鄞西河網(wǎng)，同時(shí)兼顧利用鄞江上游皎鄞區(qū)間徑流調(diào)水予以補(bǔ)充。

2.1 姚江 — 鄞西平原調(diào)水工程

調(diào)水線路為姚江 — 鄞東南輸水工程的鄞西部分，分別通過高橋泵站、屠家堰泵站翻姚江水入鄞西河網(wǎng)。鄞西平原利用沿姚江翻水泵站年平均從姚江翻水3723萬m3，其中高橋泵站年平均翻水3297.0萬m3，屠家堰泵站年平均翻水426.0萬m3，利用建莊泵站鄞東南平原年平均從鄞西平原翻水8780.0萬m3。姚江 — 鄞西河網(wǎng)調(diào)水線路見圖1。

圖1 現(xiàn)狀姚江 — 鄞西河網(wǎng)調(diào)水線路圖

2.2 皎鄞區(qū)間 — 鄞西平原調(diào)水工程

利用周公宅 — 皎口水庫(kù)下泄流量以及皎鄞區(qū)間徑流來水，經(jīng)洪水灣節(jié)制閘，通過南塘河，自西向東經(jīng)洪家、洞橋鎮(zhèn)，至黃隘河、建莊河與“姚江 — 鄞東南調(diào)水線路”相接（見圖2）?，F(xiàn)狀條件下皎口水庫(kù)保障的寧波市區(qū)生活及部分工業(yè)用水需求進(jìn)一步加大，皎口水庫(kù)補(bǔ)充下游12萬m3/d的生態(tài)流量難以得到有效保障。

圖2 皎鄞區(qū)間 — 鄞西平原調(diào)水工程線路圖

3 存在的問題

3.1 河道污染依然嚴(yán)重，治理效果難維持

海曙區(qū)河網(wǎng)水質(zhì)劣V類水所占比例仍然居多，距離最低Ⅳ類的目標(biāo)水質(zhì)還有很大差距，其中水質(zhì)較差河道主要分布在海曙區(qū)鄞州區(qū)交界處以及徐家漕等居住密集區(qū)域。一方面海曙區(qū)河道水環(huán)境治理工作尚未全面覆蓋，河網(wǎng)治理未能體系化；另一方面居民聚集區(qū)房屋密集，河道治理難度大，部分河道治理不徹底；加上河網(wǎng)卡口、節(jié)點(diǎn)分布較多，水體流動(dòng)性不強(qiáng)，已治理河道形成的良好水質(zhì)也難以維持。

3.2 河網(wǎng)連通性不強(qiáng)，水體流動(dòng)性差

海曙區(qū)受城市發(fā)展建設(shè)，河道兩岸用地布局的影響，部分河道仍存在圍堰、攔河壩、水閘等阻斷或縮窄河道的現(xiàn)象，穿路節(jié)點(diǎn)多以橋涵溝通，且斷頭河分布較多，導(dǎo)致海曙區(qū)河網(wǎng)連通性大大降低，水體流動(dòng)性差，自凈能力低。

3.3 調(diào)水線路有待改善，調(diào)水方案不明確

鄞西平原河道各調(diào)水線路主要配套工程已基本建設(shè)完成，但因海曙區(qū)河網(wǎng)溝通性差等因素，現(xiàn)有調(diào)水系統(tǒng)無法滿足海曙區(qū)一般河道的水體補(bǔ)充及置換的需求，需盡快完善海曙區(qū)調(diào)水線路，打通河網(wǎng)，細(xì)化調(diào)水系統(tǒng)。另外，枯水期和重要活動(dòng)期間的調(diào)水方案、突發(fā)水事件的可調(diào)度水源及應(yīng)對(duì)措施尚不明確，現(xiàn)有各可用水源的調(diào)配機(jī)制還不完善。

4 對(duì)策研究

4.1 研究思路

進(jìn)一步完善海曙區(qū)輸水工程線路布局，擬定多水源 —海曙區(qū)輸水工程線路。針對(duì)一般雨水資源利用、應(yīng)對(duì)特殊氣候條件和突發(fā)水事件等，研究制定相應(yīng)調(diào)度方案。建立輸水系統(tǒng)水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型，以海曙區(qū)、海曙東片區(qū)、遠(yuǎn)期內(nèi)河水位控制區(qū)內(nèi)重要輸水節(jié)點(diǎn)為目標(biāo)，進(jìn)行不同方案輸水效率計(jì)算和成果分析。

4.2 調(diào)水線路規(guī)劃

依托已有鄞西平原調(diào)水線路，利用現(xiàn)有節(jié)制閘（馬功閘、勝豐閘、萬安閘、向陽閘），將海曙區(qū)河網(wǎng)分為海曙東片、海曙西片2個(gè)分區(qū)，外加遠(yuǎn)期內(nèi)河水位控制區(qū)，對(duì)3個(gè)分區(qū)分別細(xì)化調(diào)水線路。

4.2.1 海曙東片調(diào)水線路

海曙東片區(qū)內(nèi)有天一商圈、鼓樓及月湖歷史文化旅游區(qū)等多個(gè)重要區(qū)域，遇突發(fā)水事件時(shí)應(yīng)優(yōu)先滿足該區(qū)域換水工作。

4.2.1.1 姚江 — 海曙東片調(diào)水線路

自屠家堰翻水泵提水到翠柏河，通過翠柏河，經(jīng)蔡家河、賣魚河輸水至北斗河、護(hù)城河，通過保豐碶和澄浪堰排水至奉化江，從而達(dá)到對(duì)海曙區(qū)東片的鼓樓街道、西門街道、南門街道及月湖街道等街區(qū)河網(wǎng)的補(bǔ)水和換水。

4.2.1.2 皎鄞區(qū)間 — 海曙東片調(diào)水線路

利用洪水灣節(jié)制閘將皎鄞區(qū)間來水匯入南塘河，經(jīng)護(hù)塘河，通過北斗河、澄浪河排入奉化江，從而完成東片河網(wǎng)的補(bǔ)水及換水。線路較長(zhǎng)且沿程水量消耗嚴(yán)重，故將此線路作為備用線路。

4.2.2 海曙西片調(diào)水線路

海曙西片區(qū)除作為城西商貿(mào)商務(wù)區(qū)，還包括多處居民生活區(qū)。該片區(qū)主要水源為姚江，輸水設(shè)施為黃家河泵站和高橋泵站。其中：黃家河翻水泵站就近從姚江調(diào)水，通過新星河、泗港河及勝豐河分別匯水入沈家河、雙楊河、后袁河及洞船河，于西塘河與高橋泵站輸水線路匯合，向西塘河南側(cè)河網(wǎng)匯水。高橋泵站調(diào)水至大西壩河，經(jīng)西塘河與黃家河泵站來水匯合，向沿線前塘河、廟后河、文臺(tái)河輸水，經(jīng)廟前河、王家橋河及支河匯入南塘河，通過澄浪堰閘、段塘碶排入奉化江，達(dá)到區(qū)域河網(wǎng)環(huán)境用水的補(bǔ)充和更新；因西塘河及前塘河沿線存在“兩岸房屋密集，政策處理難度大；河道沿線跨河古橋等文化遺產(chǎn)較多，阻水現(xiàn)象較為嚴(yán)重；河道兩岸企業(yè)、村鎮(zhèn)較多，水質(zhì)條件相對(duì)薄弱”等諸多問題，于輸水線路西側(cè)村鎮(zhèn)外圍增設(shè)1條輸水支線 — 自西塘河上升永濟(jì)橋上游經(jīng)邵家渡河，穿中塘河后接象鑒港河，通過西塘下河、板橋河、躍進(jìn)河輸水至廟前河、廟后河、王家橋河及支河，匯入南塘河后，經(jīng)段塘碶、澄浪堰排入奉化江。

4.2.3 遠(yuǎn)期內(nèi)河水位控制區(qū)調(diào)水線路

根據(jù)相關(guān)規(guī)劃，遠(yuǎn)期海曙區(qū)以“控制核心區(qū)內(nèi)河水位、緩解近期城區(qū)防澇壓力”為目標(biāo)，通過新建7座節(jié)制閘，形成水位控制圍區(qū)（簡(jiǎn)稱“控制區(qū)”）。同時(shí)，為提高圍區(qū)內(nèi)河道溝通性，將拆除作為海曙東片邊界的5座規(guī)模較小節(jié)制閘。

遠(yuǎn)期控制區(qū)將通過黃家河泵站和屠家堰泵站共同從姚江調(diào)水，通過黃家河、翠柏河向賣魚河、勝豐河輸水，經(jīng)西塘河、護(hù)城河等河道匯入澄浪河，經(jīng)澄浪堰閘排入奉化江，達(dá)到河道環(huán)境用水的補(bǔ)充及污染水體的置換。

4.3 調(diào)度運(yùn)行方案規(guī)劃

4.3.1 需水量分析

根據(jù)《寧波市區(qū)河道調(diào)水規(guī)劃報(bào)告》（2008年），根據(jù)重要活動(dòng)期間、枯水時(shí)期和連續(xù)高溫天氣等不同時(shí)期所需調(diào)水達(dá)到的目標(biāo)水位，確定用水需求量。鄞西平原環(huán)境用水需調(diào)水2945.0萬m3，其中海曙區(qū)河網(wǎng)環(huán)境用水最大調(diào)水量需求為530.0萬m3（見表1）。

表1 各時(shí)間段需調(diào)水量計(jì)算成果表

4.3.2 一般雨水期調(diào)度方案

（1）區(qū)域啟排條件：河網(wǎng)水位高于常水位1.40m，且河網(wǎng)水位達(dá)到1.47m，方可開啟沿江閘門排水方案。

（2）沿江閘門調(diào)度方案：當(dāng)海曙區(qū)河網(wǎng)水位在1.47～1.56m時(shí)，通過沿江閘門排出5mm降雨產(chǎn)水量66.0萬m3；當(dāng)海曙區(qū)河網(wǎng)水位在1.56～ 1.67m時(shí)：通過沿江閘門排出12mm降雨產(chǎn)水量156.0萬m3；當(dāng)海曙區(qū)河網(wǎng)水位超過1.74m時(shí)：根據(jù)區(qū)域防洪排澇需求，調(diào)度啟動(dòng)沿江各閘門排水。

（3）閘門排水流量控制：當(dāng)河網(wǎng)水位低于1.74m時(shí)，調(diào)度排水過程中，保豐閘、程浪堰、段塘閘等閘門排水流量分別控制為11，13，15m3/s。

（4）調(diào)度水位控制方案：調(diào)度排水期間，各區(qū)域河網(wǎng)水位控制在常水位1.40m與高水位1.66m之內(nèi)；調(diào)度期末降雨結(jié)束，根據(jù)降雨情況適當(dāng)控制區(qū)域河網(wǎng)水位維持在常水位 1.40～ 1.50m。

4.3.3 枯水期調(diào)度方案

（1）啟動(dòng)調(diào)水條件：當(dāng)河網(wǎng)水位連續(xù)7d低于常水位（1.40m）時(shí)，啟動(dòng)調(diào)水方案。

（2）閘門調(diào)水方案：當(dāng)姚江水位（姚江大閘閘上）高于0.73m時(shí)，優(yōu)先調(diào)取姚江水，開啟高橋泵站、屠家堰翻水泵翻水。當(dāng)平原河網(wǎng)水位處于第1級(jí)1.40～ 1.25m時(shí)，需調(diào)水25.0萬m3；當(dāng)平原河網(wǎng)水位處于第2級(jí)1.25～ 1.10m時(shí)，需調(diào)水50.0萬m3；當(dāng)平原河網(wǎng)水位處于第3級(jí)1.10～0.96m時(shí)，需調(diào)水74.0萬m3；當(dāng)姚江水位（姚江大閘閘上）小于- 0.07m時(shí)，停止調(diào)取姚江水量。

（3）調(diào)度水位控制方案：河網(wǎng)水位達(dá)到常水位，停止調(diào)水，關(guān)閉相關(guān)閘泵工程。

4.3.4 重要活動(dòng)期調(diào)度方案研究

（1）水源調(diào)度控制方案：當(dāng)姚江水位高于 - 0.07m時(shí)，開啟沿姚江翻水泵站，啟用姚江調(diào)水；當(dāng)姚江難以滿足環(huán)境用水需求，若皎口水庫(kù)尚未滿足供給下游生態(tài)流量12.0萬m3/d，啟用皎口水庫(kù)放水補(bǔ)充優(yōu)先補(bǔ)充重要區(qū)域（海曙東片區(qū)及都市門戶區(qū)）的河網(wǎng)環(huán)境用水。

（2）水源調(diào)水量配置方案：當(dāng)啟用姚江調(diào)水時(shí)，開啟屠家堰翻水泵站和黃家河翻水泵站，近期姚江調(diào)水量為16.8萬m3，遠(yuǎn)期控制區(qū)調(diào)水量為8.7萬m3；若姚江水位低于 - 0.07m，開啟洪水灣節(jié)制閘調(diào)水，僅補(bǔ)充海曙東片河網(wǎng)環(huán)境用水，調(diào)水量為3.7萬m3。

4.3.5 突發(fā)水事件應(yīng)急調(diào)度預(yù)案研究

（1）針對(duì)海曙區(qū)內(nèi)河節(jié)制閘可控區(qū)域：海曙東片河網(wǎng)遭遇水體污染，關(guān)閉內(nèi)河節(jié)制閘，即馬功閘、勝豐閘、萬安閘、寶善閘、向陽閘、共青閘等，開啟澄浪堰閘，優(yōu)先排出區(qū)域惡化水體后，然后開啟屠家堰泵站翻姚江水補(bǔ)充區(qū)域河網(wǎng)水量。

（2）針對(duì)遠(yuǎn)期海曙區(qū)內(nèi)河水位控制區(qū)：控制區(qū)河網(wǎng)遭遇水體污染，關(guān)閉內(nèi)河節(jié)制閘，即五江口漕閘、勝豐河閘、西塘河閘、后王河閘、王家橋河閘、啟文河閘及南塘河閘，開啟澄浪堰閘、保豐碶，排出區(qū)域惡化水體后，開啟黃家河泵站、屠家堰泵站從姚江調(diào)水補(bǔ)充區(qū)域河網(wǎng)水體。

4.4 調(diào)水效益分析

4.4.1 分析方法

結(jié)合海曙區(qū)各片區(qū)輸水線路涉及的各閘門、泵站等水工建筑物與周邊交叉河網(wǎng)水力聯(lián)系特點(diǎn)，建立海曙區(qū)河網(wǎng)調(diào)水輸水系統(tǒng)水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型。研究范圍為整個(gè)鄞西平原，將鄞西平原計(jì)算分區(qū)概化成427條河段、2048個(gè)斷面、366個(gè)節(jié)點(diǎn)、35個(gè)碶閘。結(jié)合海曙區(qū)特征目標(biāo)水位，以枯水期、重要活動(dòng)期及突發(fā)水事件時(shí)期3個(gè)不同時(shí)期的調(diào)水目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，以完成整治后海曙區(qū)河網(wǎng)為基準(zhǔn)工況，擬定分析方案，分別對(duì)海曙區(qū)、海曙東片、遠(yuǎn)期內(nèi)河水位控制區(qū)3個(gè)區(qū)域調(diào)度方案進(jìn)行效益分析。

方案1：將海曙區(qū)河網(wǎng)由低水位（0.96m）抬高到中水位（1.40m）；

方案2：將海曙區(qū)河網(wǎng)由中水位（1.40m）抬高10cm。

4.4.2 分析成果

（1）枯水期時(shí)，利用屠家堰泵站從姚江調(diào)水，可在44h將海曙東片河網(wǎng)水位由低水位抬高到中水位，總調(diào)水量可達(dá)16.5萬m3；利用黃家河泵站、屠家堰泵站及高橋泵站共同向姚江調(diào)水，可在77h將海曙區(qū)河網(wǎng)水位由低水位抬高到中水位，總調(diào)水量為73.8萬m3；遠(yuǎn)期建立內(nèi)河水位控制區(qū)后，利用黃家河泵站、屠家堰泵站從姚江調(diào)水，可在55h將控制區(qū)水位由低水位抬升到中水位，調(diào)水量為40.0萬m3。

（2）重要時(shí)期，若優(yōu)先提高重要區(qū)域（海曙東片）河道水景觀功能，則利用屠家堰泵站從姚江調(diào)水可在10h內(nèi)將海曙東片河網(wǎng)水位從1.40m抬高到1.50m，調(diào)水3.7萬m3；全海曙區(qū)則可利用黃家河泵站、屠家堰泵站及高橋泵站共同調(diào)用姚江水，用18h將海曙區(qū)河網(wǎng)水位從常水位抬高10cm，總調(diào)水量為20.0萬m3；遠(yuǎn)期控制區(qū)利用黃家河泵站及屠家堰泵站從姚江調(diào)水，可在12h將區(qū)域內(nèi)河網(wǎng)水位從常水位抬高10cm，總調(diào)水量8.6萬m3。

（3）突發(fā)水事件時(shí)期，近期將優(yōu)先置換海曙區(qū)東片水體，遠(yuǎn)期將置換控制區(qū)水體，其中根據(jù)擬定的閘門排澇流量，海曙東片將中水位到低水位之間水體排出需2h，利用屠家堰泵站從姚江調(diào)水補(bǔ)充水體需44h，以換水4次可換完全部污染水體為準(zhǔn)，完成海曙東片水體置換需7.6d，總調(diào)水量為66.0萬m3，遠(yuǎn)期控制區(qū)利用黃家河泵站和屠家堰泵站從姚江調(diào)水，通過保豐碶和澄浪堰閘排水至奉化江，完成1次換水需2.5d，完成4次換水需10.0d，總調(diào)水量為 160.0萬 m3。

5 結(jié) 語

寧波市海曙區(qū)所在鄞西平原現(xiàn)主要通過姚江沿岸泵站調(diào)水入鄞西河網(wǎng)，同時(shí)兼顧利用鄞江上游皎鄞區(qū)間徑流調(diào)水予以補(bǔ)充，基本運(yùn)行良好，但存在河網(wǎng)連通性不強(qiáng)，河道治理效果難維持，現(xiàn)有調(diào)水線路有待進(jìn)一步完善，調(diào)水方案需進(jìn)一步科學(xué)化等一系列問題，海曙區(qū)河道污染仍然嚴(yán)重，治理效果難以維持。為改善河道污染現(xiàn)狀，應(yīng)在現(xiàn)有調(diào)水線路基礎(chǔ)上建立多水源 — 海曙區(qū)輸水工程線路，針對(duì)一般雨水資源利用、應(yīng)對(duì)特殊氣候條件和突發(fā)水事件等，研究制定相應(yīng)調(diào)度方案，使海曙區(qū)調(diào)水方案發(fā)揮更大效益。

[1] 寧波市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.寧波市城市總體規(guī)劃（2006— 2020年）（2015年修訂）[R].寧波：寧波市人民政府，2015.

[2] 寧波市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.寧波市區(qū)河道調(diào)水規(guī)劃報(bào)告[R].寧波：寧波市水利局，2008.

[3] 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院.姚江干流水量調(diào)度方案及管理制度研究[R].寧波：寧波市水利局，2010.

[4] 浙江國(guó)科生態(tài)技術(shù)研究有限公司.海曙區(qū)水環(huán)境綜合整治規(guī)劃方案[R].寧波：浙江寧波市海曙區(qū)城市管理局，2016.

[5] 劉捷，賈海勇.溫州市河道水環(huán)境污染狀與防治對(duì)策[J].浙江水利科技，2007(4)：73- 75.

[6] 王龍華，徐海波.平原河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)調(diào)水實(shí)例研究：以溫瑞塘河瑞安段為例[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，工程師，碩士，主要從事水利水電工程規(guī)劃工作。E - mail：dw414@qq.com

（責(zé)任編輯 郎忘憂）