李慶梅,曹玉娜,魏亞萍
(1.龍口市水務(wù)局,山東 龍口 265701;2.龍口市水利建筑安裝工程公司,山東 龍口 265701)
黃水河濕地公園位于龍口市北部濱海地區(qū)的黃水河入??诟浇帻埧谑袇^(qū)7km,南起煙汕公路龍口公路橋,北至黃河營攔河閘及沿海防潮大堤,東西兩側(cè)以黃水河河床為軸分別向外擴展60m和150m。該濕地公園總占地面積1.73km2,其中水面面積達0.89km2,包括黃河營攔河閘下游海水面面積0.12km2、攔河閘上游攔蓄淡水面面積0.46km2和黃水河兩側(cè)坑塘水面面積 0.31km2;其他占地 0.84km2,包括道路、停車場、建筑物、綠地等。
黃水河濕地公園以河流水體和潮間帶所構(gòu)成的濕地自然景觀為主要特色,融地域文化為一體,具有生態(tài)保護、科普教育和生態(tài)休閑等功能。一方面,維持和恢復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的完整性和多樣性,建設(shè)健康的濕地系統(tǒng);另一方面,提供休閑、娛樂、景觀、教育平臺,同時實現(xiàn)城市品位的提升,創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益。因此,必須從水量和水質(zhì)兩方面給予保證。
從水量角度來看,淡水水體部分應(yīng)滿足以下條件:1)濕地淡水區(qū)域應(yīng)保持常年水面,供水保證率達90%,水體水位應(yīng)維持在1.8~2.5m之間;2)濕地應(yīng)在較短時間內(nèi)(一般為3d)得到一次性充水,供水水源應(yīng)具備大流量充庫條件;3)在公園日常運行過程中,應(yīng)具備穩(wěn)定的水源來補充水體滲漏、蒸發(fā)等損失量;4)在濕地水體遭遇突發(fā)性水質(zhì)惡化、咸水上溯等事件時,有足夠的水源進行水體置換。
從水質(zhì)角度來看,根據(jù)濕地公園功能分析,水體水質(zhì)應(yīng)滿足《景觀娛樂用水水質(zhì)標準》中的一般景觀用水水體標準,即C類水標準。如濕地補水水源采用中水,應(yīng)滿足《再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標準》中的人體非全身性接觸標準。
從公園地理條件及功能設(shè)計來看,需水包括景觀需水、雜用水、水質(zhì)凈化用水及咸水上溯后置換用水等,經(jīng)計算各類需水如表1所示。
由表1可知,在不考慮咸水上溯隨機置換水量情況下,50%、75%和90%來水頻率年份公園需水量分別為 270.64萬 m3、286.55萬 m3和 291.15萬 m3。當發(fā)生咸水上溯時,每次置換水量達113.92萬m3。
從需水量計算結(jié)果來看,黃水河濕地公園景觀用水分為兩大類:一類是一次性充庫水量和因水質(zhì)變化而進行的一次性置換水量,一般要求在3d以內(nèi)實施大流量充水;另一類是公園日常運行過程中的消耗補充水量和為進行水質(zhì)凈化而進行的補充水量,日耗水量較小,但要求水源可靠性高,實施持續(xù)的供水。就黃水河濕地公園所處區(qū)域黃水河流域下游而言,潛在的供水水源主要有3個,即王屋水庫的地表水、黃水河地下水庫的地下水、黃城污水處理廠外排后經(jīng)深度處理的中水。
王屋水庫位于黃水河中游,距黃城20km,是一座以防洪、城市供水、灌溉為主,兼顧發(fā)電和養(yǎng)魚的大型水庫。水庫控制流域面積320km2,總庫容1.21億m3,興利庫容7250萬m3,興利水位73.5m,死庫容600萬m3,死水位60.4m。目前,該水庫供水包括農(nóng)業(yè)灌溉和城市用水。其中,王屋水庫灌區(qū)設(shè)計灌溉面積6666.67hm2,現(xiàn)狀有效灌溉面積6000hm2;承擔(dān)城市生活和工業(yè)供水6萬m3/d。據(jù)長系統(tǒng)調(diào)節(jié)計算,在承擔(dān)現(xiàn)狀供水任務(wù)前提下,只有在50%保證率情況下,王屋水庫才有剩余水量用于濕地公園補水。
表1 不同頻率來水年份濕地公園需水量統(tǒng)計表 萬m3
黃水河地下水庫座落于龍口市黃水河下游沖積平原上,是沿河谷地形建設(shè)的一座地下調(diào)蓄水庫,地下壩壩址距海岸線1.2km,設(shè)計總庫容5359萬m3,最大調(diào)節(jié)庫容3929萬m3,控制面積52km2。該地下水庫已成龍口市重要的供水水源,用水戶包括農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)及城市生活等,年均開采規(guī)模約960萬m3。其中農(nóng)業(yè)灌溉規(guī)模在50%、75%和90%頻率年份分別為 7333.33hm2、5333.33hm2和 3333.33hm2,以此來保障城市生活及工業(yè)生產(chǎn)用水。
黃城污水處理廠是龍口市于1998年投資建成的第一座城市污水處理工程,位于該市東城區(qū)東萊街道辦事處李格莊村以北、絳水河西岸,一、二期工程日處理污水能力共達到2.5萬t,采用三溝式氧化溝處理工藝,主要收集處理東城區(qū)的生活污水和工業(yè)廢水,處理后污水達到國家二級排放標準。受水質(zhì)要求,該污水處理廠出水需進行深度處理后方可用于濕地景觀補水水源。
對上述水源進行典型年供水能力分析,得出不同頻率年份可向濕地公園補水量,詳見表2。
從表2可知,在50%、75%和90%頻率年份,三個潛在供水水源可供水量分別達到1491.44萬m3、1031.70萬m3和1071.47萬m3,總量上可以滿足黃水河濕地公園用水需求。但是,由于濕地公園在水質(zhì)及補水方面的特殊需求,仍需進行多水源的聯(lián)合供水,根據(jù)水質(zhì)及水源條件確定恰當?shù)墓┧桨浮?/p>
表2 水源向濕地公園可供水量分析表 萬m3
對于黃水河濕地公園供水,總體思路是:1)一次性景觀補水,只有地表水庫可以實現(xiàn)短時間內(nèi)充庫(3d以內(nèi)),地下水源和中水水源短期內(nèi)供水規(guī)模有限,只宜用作日常補水;2)日常景觀補水主要補充公園水體蒸發(fā)、滲漏損失量,為減少沿途輸水損失,以地下水和中水為主;3)濕地公園生活、綠化、不可預(yù)見等其他用水量,由城市自來水系統(tǒng)一解決;4)為凈化水質(zhì)而進行的補充水量,水質(zhì)應(yīng)盡可能從優(yōu)選擇;5)采用中水作為補水水源時,必須采用經(jīng)深度處理后的中水以保證入庫水質(zhì)。
50%降水頻率年份,王屋水庫來水量較大,可以滿足濕地公園需水量以及水質(zhì)凈化用水量,因而濕地公園供水采取“地表水為主、地下水為輔”的方案,詳見表3。
75%降雨頻率年份,王屋水庫對于濕地可供水量為0,但地下水庫可供水量仍可滿足濕地用水需求。此時,需擴大地下水庫向城市供水的規(guī)模,從而替換出王屋水庫必要的濕地公園充庫水量,而濕地公園的日常補水則采用地下水源。供水方案見表4。
表3 50%降雨頻率年份供水方案一覽表 萬m3
表4 75%降雨頻率年份供水方案一覽表 萬m3
90%降雨頻率年份供水方案與75%降雨頻率年份類似,需進一步擴大地下水庫向城市供水規(guī)模,從而預(yù)留王屋水庫向濕地公園的充庫水量,日常補水量則由地下水源提供。供水方案詳見表5。
表5 90%降雨頻率年份供水方案一覽表 萬m3
通過研究得知,從總量上來看,該濕地公園用水是有保障的。但由于在一次性充庫時間、水質(zhì)標準等方面的要求,在不同來水頻率年份需要采用多水源聯(lián)合調(diào)度的補水方案。其中,在50%降雨頻率年份,濕地公園供水以王屋水庫、黃水河地下水庫、自來水公司等聯(lián)合實現(xiàn);而在75%和90%降雨頻率年份,須通過擴大黃水河地下水開采規(guī)模來承擔(dān)王屋水庫供水任務(wù),從而預(yù)留出王屋水庫地表水用于濕地公園充庫。通過水源置換的方法,解決了濕地公園在枯水年份充庫補水的問題。
此外,為有利于黃水河濕地公園的安全運行,結(jié)合水資源調(diào)度提出以下建議:
1)為進一步提高黃水河流域水資源可供水量及供水保證率,建議對黃城污水處理廠外排的中水進行回收利用,替換出的地表水資源可作為濕地公園在遭遇連枯年份時的充庫用水。
2)加強對濕地公園內(nèi)水體的水質(zhì)保護,對黃水河沿線進行污水排放統(tǒng)一管理,做到雨污分流,將企業(yè)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水收集起來統(tǒng)一處理后回用,避免發(fā)生水質(zhì)污染現(xiàn)象。
3)對濕地公園詳細規(guī)劃方案進一步加以完善,使之更有利于濕地公園水質(zhì)的凈化和補水需求量的壓縮,包括進一步為湖區(qū)內(nèi)水體的流動和循環(huán)創(chuàng)造條件、加強水生植物的引進與布置、設(shè)置部分增氧和曝氣裝置等。
4)對于咸水上溯及水質(zhì)污染等突發(fā)性事件引起的置換需水量需采用相關(guān)措施來增加供水量,包括抬高防潮堤及黃河營翻板閘防潮水位、擴大黃水河地下水庫向城市供水規(guī)模以預(yù)留王屋水庫地表水量等。