林宗昆

(肇慶市大旺經(jīng)濟綜合開發(fā)區(qū)機電排灌總站，廣東 肇慶 526000)

1 工程概況

根據(jù)《肇慶高新區(qū)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》的內(nèi)容，高新區(qū)將加快宜居宜業(yè)新城建設(shè)，構(gòu)建生產(chǎn)、生態(tài)、生活相融合的科技工業(yè)新城。內(nèi)河水網(wǎng)是城市的動脈，宜居宜業(yè)新城建設(shè)與差異化發(fā)展對高新區(qū)水網(wǎng)布局、水環(huán)境與活水格局的優(yōu)化提出了新的需求[1-3]。

“十三五”時期高新區(qū)水環(huán)境質(zhì)量雖然總體良好并持續(xù)改善，但水環(huán)境改善基礎(chǔ)仍不牢固，水環(huán)境質(zhì)量改善任務(wù)依然艱巨，仍存在城市河涌、渠道生態(tài)水量不足等突出問題和短板。如竹仔渠、東一支渠沿岸部分城區(qū)雨污管網(wǎng)設(shè)施相對落后，水系整體水質(zhì)有待改善，為統(tǒng)籌水安全保障，構(gòu)建布局合理，充分開發(fā)利用活水資源、提高水系生態(tài)流量，雨、污水管網(wǎng)設(shè)施改造迫在眉睫。

2 水環(huán)境優(yōu)化提升設(shè)計分析

2.1 方案設(shè)計

為了改善肇慶高新區(qū)內(nèi)河涌水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，針對雨污管網(wǎng)系統(tǒng)不完善，枯水期來水量和水質(zhì)不穩(wěn)定，園區(qū)活水資源利用不充分等問題，提出控源截污、優(yōu)化調(diào)度的水環(huán)境優(yōu)化思路。除了需要科學(xué)運用龍王廟水庫補水之外，最為關(guān)鍵的是控制污染源，減少污染物質(zhì)排放量。為此，提出如下幾套組合整改方案，主要從內(nèi)源治理和外源治理兩方面提出。內(nèi)源治理采取河道清淤疏浚和生態(tài)修復(fù)方法。外源治理涉及3套方案，方案1為所有排污口實現(xiàn)一級A排放標準；方案2為所有排污口實現(xiàn)Ⅴ類排放標準；方案3為方案1和方案2之間的折中方案，COD排放濃度取45.0 mg/L，氨氮排放濃度取2.5 mg/L。

2.2 效果評估

2.2.1 供需平衡分析

采用水動力水質(zhì)模型，計算在各個方案下需要龍王廟水庫補水量，根據(jù)龍王廟水庫不同頻率來水量和各方案年補水量進行供需平衡分析，結(jié)果見表1。由表1可知，在方案1滿足一級A排放標準下龍王廟水庫無法滿足河涌內(nèi)生態(tài)環(huán)境補水需求；方案2滿足Ⅴ類水排放標準下龍王廟水庫來水可以滿足河涌內(nèi)生態(tài)環(huán)境補水需求；方案3折中方案下只有95%保證率不能滿足補水需求，但一般生態(tài)環(huán)境需水量保證率在85%～90%之間，可以看出方案3能夠滿足補水需求。

表1 不同方案下水量供需平衡分析水量 萬m3

2.2.2 水庫調(diào)度分析

龍王廟水庫是一個年調(diào)節(jié)水庫，只有年來水量滿足河涌生態(tài)補水需求時，再開展年內(nèi)的水庫調(diào)節(jié)調(diào)度，同時實現(xiàn)水資源最大化利用。

結(jié)合龍王廟水庫補水運行方式，得出只有在方案2和方案3條件下，龍王廟水庫年來水能夠滿足補水需求，根據(jù)不同頻率的月來水過程進行水庫生態(tài)補水調(diào)度。

方案2和方案3水量調(diào)度結(jié)果如下：方案2多年平均不存在缺水問題，但50%保證率，枯水期2月和3月缺水，缺水量為28.3萬m3；75%保證率，3月份缺水33.5萬m3；90%保證率，枯水期12月、次年1月、次年2月、次年3月缺水，總?cè)彼?67.2萬m3。方案3的缺水量較大，多年平均1月、2月、3月缺水，總?cè)彼?77.4萬m3；50%保證率，枯水期12月、次年1月、次年2月、次年3月缺水，總?cè)彼繛?68.2萬m3；75%保證率，枯水期12月、次年1月、次年2月、次年3月缺水，總?cè)彼?66.0萬m3；90%保證率，枯水期11月、12月、次年1月、次年2月、次年3月缺水，總?cè)彼?07.1萬m3。因此，從補水效果來看方案2優(yōu)于方案3。

2.3 建 議

方案2擬定廢污水排放標準達到V類水標準，在此種情況下出現(xiàn)缺水問題，主要是由于龍王廟水庫補給水量有限。因此，應(yīng)進一步完善雨、污分流設(shè)施，結(jié)合污水處理提標改造和資源化利用，減少對內(nèi)河涌的污染物質(zhì)排放量，降低對龍王廟水庫生態(tài)補水的需求。同時可以考慮攔截西北園區(qū)活水并通過管網(wǎng)引入老城區(qū)河涌及景觀湖、通過水系連通引入江河活水來源，提高活水補充流量。

基于水環(huán)境優(yōu)化方案研究成果，針對高新區(qū)水環(huán)境問題，可以通過加強龍王廟水庫庫區(qū)管控、攔截區(qū)外污水、嚴格排污監(jiān)管、強化水質(zhì)處理、河道清淤修復(fù)、引入新的活水來源等措施對水環(huán)境進行提升，以保證水環(huán)境優(yōu)化方案實現(xiàn)預(yù)期效果。

3 活水優(yōu)化措施分析

3.1 控制指標及提升思路

參考規(guī)范及國內(nèi)活水工程的案例，確定將水體交換周期作為活水控制指標。高新區(qū)內(nèi)調(diào)蓄湖的水體交換周期按照不超過30 d控制，內(nèi)河涌的水體交換周期按照不超過10 d控制。充分考慮內(nèi)河涌、水庫之間的水力聯(lián)系，構(gòu)建分區(qū)合理、功能完備、工程優(yōu)化、保障有力的活水格局，精準化調(diào)度方案，實現(xiàn)工業(yè)區(qū)、生活區(qū)、生態(tài)區(qū)差異化發(fā)展，盤活整個水系渠網(wǎng)，實現(xiàn)肇慶高新區(qū)活水流量提升、水生態(tài)環(huán)境改善。

針對中心城區(qū)竹仔渠、興旺河遠離骨干活水路徑、活水效果不佳、水網(wǎng)內(nèi)部現(xiàn)狀缺少節(jié)點控制工程、對水系調(diào)度的整體掌控不足等問題，提出構(gòu)建分區(qū)、優(yōu)先保障核心區(qū)、分片區(qū)管控，逐步盤活全區(qū)水系水生態(tài)的活水優(yōu)化提升思路。

3.2 提升方案比選

3.2.1 方案設(shè)計

優(yōu)化方案一：考慮新建東一支渠南、北節(jié)制閘、東排渠節(jié)制閘、興旺河節(jié)制閘等實施后的工況。現(xiàn)有活水工程仍按照現(xiàn)狀調(diào)度規(guī)則進行活水，北片區(qū)除一村水閘外其他節(jié)制閘全開，保證活水路徑暢通，白沙電排站和獨河泵站群全關(guān)，北江水位低于圍內(nèi)水位，獨河水閘以現(xiàn)狀規(guī)則調(diào)度，維持內(nèi)河涌2 m景觀水位。優(yōu)化方案二：擬在方案一的基礎(chǔ)上，于東排渠節(jié)制閘處增加提水泵。龍王廟枯水期補水時段內(nèi)開泵引水，將東排渠白沙排渠以南的渠水引至北部片區(qū)，增加北部工業(yè)區(qū)長岸排渠和東排渠上下游水動力和水體交換率。

3.2.2 效果分析

利用水動力模型模擬活水優(yōu)化方案的實施效果，以水體交換周期為控制指標，重點分析優(yōu)化方案對北部工業(yè)區(qū)、西北片區(qū)產(chǎn)業(yè)園、中心城區(qū)、東部工業(yè)區(qū)的活水改善效果。結(jié)合水環(huán)境優(yōu)化方案研究成果，在此基礎(chǔ)上選擇龍王廟水庫下泄過程以補水方案2作為來水過程，分析評估50%保證率來水條件下枯水期和豐水期的實施效果。如圖1～圖3所示。

圖1 50%來水枯水期優(yōu)化方案一的水體交換率

圖2 50%來水豐水期優(yōu)化方案一的水體交換率

圖3 50%來水枯水期優(yōu)化方案二的水體交換率

根據(jù)優(yōu)化方案模擬評估結(jié)果可知，50%保證率來水條件下，優(yōu)化方案一可在枯水期重點保障中心城區(qū)的湖庫、河涌水體交換周期，滿足指標要求，白沙排渠下游、長岸排渠等工業(yè)區(qū)河涌的水體交換周期不能保證，豐水期內(nèi)河涌、湖庫的水體交換周期均可保證。方案一在枯水期重點保障中心城區(qū)的活水效果，豐水期保障整個區(qū)域的活水效果，園區(qū)水環(huán)境會有較明顯的提升；方案二在方案一的基礎(chǔ)上，枯水期可縮短白沙排渠下游、長岸排渠的水體交換周期，且實現(xiàn)了高新區(qū)部分主要渠道的活水流量提高，進一步改善整個高新區(qū)的水生態(tài)效果。

3.3 方案優(yōu)化設(shè)想

在上述方案二的工況下，補水來源依然單一，僅靠龍王廟水庫調(diào)蓄補水，園內(nèi)西北片區(qū)排渠活水流量、中心城區(qū)竹仔渠和興旺河補水效果仍需提高，可以進一步研究竹仔渠和興旺河連通，江河水系連通及西北部山區(qū)活水?dāng)r截引入羅湖西排渠等的可行性，實現(xiàn)分片區(qū)補水，盤活中心城區(qū)及西北部區(qū)域的水系水生態(tài)，充分利用園區(qū)生態(tài)活水資源。

4 結(jié) 語

本文在現(xiàn)狀調(diào)查與評價的基礎(chǔ)上，分析了肇慶高新區(qū)水環(huán)境、活水現(xiàn)狀存在的問題，結(jié)合高新區(qū)未來發(fā)展規(guī)劃和空間需求，針對現(xiàn)狀問題與空間需求提出了水環(huán)境優(yōu)質(zhì)提升建議，擬定了水環(huán)境、活水調(diào)度優(yōu)化方案，并利用水動力模型對方案實施效果進行了模擬評估，對水環(huán)境、活水流量提升進行了研究、探討，為骨干水網(wǎng)的管理與科學(xué)調(diào)度提供參考。