尚釗儀，張亞洲，戴晶晶，李勇濤，韋婷婷

(太湖流域管理局水利發(fā)展研究中心，上海 200434)

昆山主城及周邊區(qū)域活水暢流改善水環(huán)境方案研究

尚釗儀，張亞洲，戴晶晶，李勇濤，韋婷婷

(太湖流域管理局水利發(fā)展研究中心，上海 200434)

以昆山主城及周邊區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，在合理確定水質(zhì)改善目標(biāo)的基礎(chǔ)上，依托流域、區(qū)域水文水力資料，宏觀確定引排格局、引水水源和水量，結(jié)合已有規(guī)劃和現(xiàn)狀工況設(shè)計(jì)活水暢流方案情景，并通過MIKE11水動(dòng)力水質(zhì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行微觀模擬驗(yàn)證和決策分析，提出活水暢流工程建設(shè)布局及調(diào)度方案，旨在對(duì)其他平原河網(wǎng)地區(qū)開展引調(diào)水改善城市水環(huán)境提供借鑒。

水環(huán)境；平原河網(wǎng)；調(diào)水；MIKE11；昆山

平原河網(wǎng)地區(qū)城市群社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，人口高度集聚，工業(yè)化快速推進(jìn)，使水體污染排放負(fù)荷急劇增加，給水環(huán)境帶來巨大壓力。平原河網(wǎng)地區(qū)地勢(shì)平坦，坡降較小，水體自然流速緩慢，同時(shí)深受潮汐影響，水流流向不定，不利于水體流動(dòng)和污染的稀釋、降解。城市建設(shè)進(jìn)一步擠占河湖空間、破壞水系結(jié)構(gòu)與連通性。為保障防洪排澇安全而做的圈圩設(shè)閘更阻隔了水體交換，降低了水體納污、自凈能力，最終導(dǎo)致河道水質(zhì)惡化、生態(tài)退化、水體喪失自然修復(fù)能力[1]。

針對(duì)這一問題，國(guó)內(nèi)外廣泛開展了利用水利工程調(diào)度改善平原河網(wǎng)城市水環(huán)境的實(shí)踐和研究[2-4]。美國(guó)、德國(guó)、俄羅斯等均利用引調(diào)水修復(fù)水環(huán)境。上海在20世紀(jì)80年代中期就在浦東、嘉定等地開展了以水質(zhì)改善為目標(biāo)的水資源應(yīng)急調(diào)度[5]，近年來蘇州、南通等平原河網(wǎng)城市也嘗試?yán)靡{(diào)水解決突發(fā)水環(huán)境問題和提高水環(huán)境質(zhì)量改善效果[6-7]。相關(guān)學(xué)者分別采用HOHY2、MIKE11、EFDC、WASP等水量水質(zhì)模型進(jìn)行調(diào)度策略研究[8-11]。研究表明，科學(xué)合理地利用水利工程進(jìn)行引配水調(diào)度，能夠快速、有效緩解城市水污染問題，是改善平原河網(wǎng)區(qū)水環(huán)境的重要技術(shù)手段。本文以昆山市主城及周邊區(qū)域共302 km2范圍為研究對(duì)象，基于現(xiàn)狀水量、水質(zhì)及水利工程情況，開展基于水量水質(zhì)模擬的活水暢流改善水環(huán)境方案決策研究，提出活水暢流工程建設(shè)及調(diào)度方案，以期改善昆山市水環(huán)境，為昆山社會(huì)經(jīng)濟(jì)及城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展提供保障，并為其他平原河網(wǎng)城市提供參考。

1 研究區(qū)水動(dòng)力及水環(huán)境特征分析

昆山市位于江蘇省東南部，總面積931.5 km2，下轄3個(gè)國(guó)家級(jí)開發(fā)區(qū)、2個(gè)省級(jí)開發(fā)區(qū)和8個(gè)鎮(zhèn)，2015年GDP達(dá)到3 080億元，連續(xù)多年蟬聯(lián)全國(guó)百?gòu)?qiáng)縣之首。昆山屬亞熱帶南部季風(fēng)氣候區(qū)，平均降水量為1 133.3 mm，年際差異較大，降雨呈明顯季節(jié)性特征。

1.1 水動(dòng)力特征

昆山市地處陽澄淀泖區(qū)腹地，水利坡降較小，水流相對(duì)緩慢。全市河流除東部邊緣地帶稍有潮感外，均屬靜水河流，流向以向東為主。婁江、吳淞江等流域性、區(qū)域性河道橫貫昆山，雖然過境水資源量豐富，多年平均過境水量達(dá)到總水資源量的88.23%，但由于河道進(jìn)出昆山未設(shè)控制，因此昆山水系與外部水系聯(lián)系緊密，來水受流域、區(qū)域引排調(diào)度及上游城市調(diào)度影響，排水受下游城市水引排長(zhǎng)江影響，引排自主性較低。

為保護(hù)低洼區(qū)域防洪排澇安全，多年來昆山形成了以小型圩區(qū)為主的防洪排澇體系，實(shí)行分片式管理。根據(jù)2015年水利普查結(jié)果，全市現(xiàn)有圩區(qū)98個(gè)，建成各類水閘1 070座，固定機(jī)電灌排站765座。由于水利工程主要遵循防洪排澇調(diào)度方案，缺乏水資源、水環(huán)境調(diào)度方案，加之部分閘站老化嚴(yán)重，因此非汛期閘站常年處于關(guān)閉狀態(tài)，圩內(nèi)外水體缺乏交換。

1.2 水環(huán)境特征

昆山地表水環(huán)境呈現(xiàn)“西優(yōu)東劣、湖優(yōu)河劣、外優(yōu)內(nèi)劣”的特征。根據(jù)已有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，昆山市31個(gè)水功能區(qū)全年測(cè)次法評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)率為54.8%，達(dá)標(biāo)區(qū)域集中在昆西、昆南湖泊群區(qū)域；昆中城市化地區(qū)圩外骨干河道受城市化區(qū)域污染排放影響，由西向東水質(zhì)變差，西部傀儡湖、廟涇河水質(zhì)為Ⅱ類，陽澄湖、鰻鯉湖和楊林塘上段為Ⅲ類，水質(zhì)相對(duì)較好，中部婁江、界浦港、張家港下段、葉荷河等水質(zhì)為Ⅳ類，東部瀏河、青陽港、漢浦塘等水質(zhì)為劣Ⅴ類，NH3-N、TP為限制性指標(biāo)，見圖1。對(duì)于圩內(nèi)河道，由于圩區(qū)分塊封閉管理進(jìn)一步降低了水系連通性和水體自凈能力，因此除西部部分河道外，基本為劣Ⅴ類，且中心城區(qū)個(gè)別河道呈現(xiàn)季節(jié)性黑臭。

圖1 昆山市主城及周邊區(qū)域骨干河道水質(zhì)類別分布

2 活水暢流方案設(shè)計(jì)

2.1 活水暢流范圍

確定活水暢流方案的范圍，需要綜合考慮水環(huán)境改善的重點(diǎn)、水系結(jié)構(gòu)的完整性、水體流向的合理性、工程實(shí)施的經(jīng)濟(jì)性。昆山市水環(huán)境改善重點(diǎn)是高度城市化的中心城區(qū)，為中環(huán)線以內(nèi)的77 km2。但是，開展活水暢流改善水環(huán)境，必須遵循水文規(guī)律，打破行政管理界限，以河流水系為邊界；同時(shí)，改善中心城區(qū)水環(huán)境需要依托區(qū)域原有水流特征，利用水質(zhì)相對(duì)優(yōu)良的西部水系。此外，適當(dāng)擴(kuò)大治理區(qū)域，可以提高圩區(qū)邊界泵站對(duì)區(qū)域水動(dòng)力條件改善的輻射效率和效益。因此，活水暢流方案范圍最終確定為北至楊林塘、南至吳淞江、西至陽澄湖-界浦港、東至金雞河-夏駕河共302 km2的區(qū)域，見圖2。

2.2 水質(zhì)改善目標(biāo)

確定昆山市主城及周邊區(qū)域活水暢流水環(huán)境改善目標(biāo)、代表性指標(biāo)和指標(biāo)限值，要抓住昆山水環(huán)境治理的重點(diǎn)，滿足國(guó)家及省部級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求，體現(xiàn)昆山先進(jìn)性并兼顧目標(biāo)的可達(dá)性。

已有分析表明，影響昆山市圩外骨干河道水功能區(qū)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵因子為NH3-N和TP，圩內(nèi)河道黑臭現(xiàn)象較為嚴(yán)重，應(yīng)以此為依據(jù)選擇水質(zhì)目標(biāo)指標(biāo)。本研究重點(diǎn)分析GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《城市黑臭水體整治工作指南》、江蘇省環(huán)境保護(hù)委員會(huì)黑臭河道治理標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)文件中水質(zhì)類別控制指標(biāo)和限值的共性和差異[12-14]，同時(shí)基于后續(xù)監(jiān)測(cè)的可行性，確定將DO、CODMn、NH3-N、TP 4項(xiàng)指標(biāo)作為理化控制指標(biāo)。

圖2 研究范圍示意圖

在此基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)域圩內(nèi)外水質(zhì)現(xiàn)狀及改善需求，確定活水暢流水質(zhì)改善目標(biāo)為：研究區(qū)范圍內(nèi)圩外骨干河道達(dá)到水功能區(qū)劃目標(biāo)，張家港-婁江以西區(qū)域圩內(nèi)河道達(dá)到IⅤ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其他區(qū)域圩內(nèi)河道近期消除黑臭，遠(yuǎn)期在控源截污實(shí)施的基礎(chǔ)上進(jìn)一步達(dá)到嚴(yán)格于黑臭河道標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)限值(表1)。

2.3 方案引排分析

2.3.1 引排格局分析

昆山市主城及周邊區(qū)域活水暢流需要順應(yīng)流域、區(qū)域引排趨勢(shì)。

在流域?qū)用?，太湖流域陽澄淀泖區(qū)洪水期有序流動(dòng)為沿長(zhǎng)江地區(qū)以北排長(zhǎng)江為主，平枯水期有序流動(dòng)為北引長(zhǎng)江、太湖調(diào)蓄、下游供水，形成“長(zhǎng)江→陽澄片→長(zhǎng)江”、“長(zhǎng)江→陽澄片→淀泖片→攔路港”水體流動(dòng)[15]；引江濟(jì)太調(diào)度使望虞河水質(zhì)提升，對(duì)東岸陽澄淀泖區(qū)河道水質(zhì)改善有利。在區(qū)域?qū)用妫咂痔凉こ淘龃罅艘L(zhǎng)江水入陽澄湖流量，縮短了引水入湖時(shí)間，加快湖體有序流動(dòng)，能有效改善陽澄湖水質(zhì)，陽澄淀泖區(qū)形成“七浦引水、瀏河排水、楊林塘視河網(wǎng)水位相機(jī)引排”的水環(huán)境調(diào)度格局[16]，見圖3。

圖3 流域區(qū)域引排格局

因此，昆山市主城及周邊區(qū)域活水暢流配合流域、區(qū)域引排格局，充分利用西部上游來水，依托研究區(qū)范圍內(nèi)骨干河道及閘站水利工程，通過各個(gè)圩區(qū)的上游閘引、下游泵排，使上游圩外骨干河道水流經(jīng)圩區(qū)內(nèi)部后，再匯入下游骨干河道，把優(yōu)質(zhì)過境水資源的運(yùn)動(dòng)路徑拉長(zhǎng)，統(tǒng)籌整體與局部引排路徑，形成“西水東引、南北排水”的活水暢流調(diào)度格局，促進(jìn)水體在圩外“陽澄湖→區(qū)域河網(wǎng)→吳淞江/太倉塘/新塘河”方向及圩內(nèi)有序流動(dòng)，最終向沿長(zhǎng)江口門和吳淞江排水。

為充分利用過境優(yōu)質(zhì)水資源，在以骨干引排水河道為邊界、遵循骨干河道自然流向、保障各片區(qū)內(nèi)部單向流動(dòng)的原則下，將研究區(qū)劃分為西部、北部、中心、南部、東南5個(gè)子片區(qū)進(jìn)行協(xié)調(diào)調(diào)度，見圖4。

表1 水質(zhì)類別分級(jí)及指標(biāo)限值

圖4 昆山主城及周邊區(qū)域活水暢流引排路徑及調(diào)度分區(qū)

2.3.2 引換水量估算

陽澄湖代表站湘城站長(zhǎng)系列水文監(jiān)測(cè)資料*資料來源于水文年鑒，已矯正沉降。及張家港、婁江代表斷面近年監(jiān)測(cè)資料表明， 2003—2015年受流域引江濟(jì)太調(diào)度影響，湘城站水位較1954—2002年抬高0.36 m，陽澄湖蓄水量明顯增加，2014年昆山段平均出湖流量約為21 m3/s，最大達(dá)30 m3/s，水量充沛；婁江入境昆山斷面下泄流量均值為13 m3/s，張家港入境昆山下泄流量均值為17 m3/s，水量較為穩(wěn)定。以上河道水質(zhì)相對(duì)較好，同時(shí)引江濟(jì)太、七浦塘、蘇州自流活水工程的實(shí)施對(duì)其水量、水質(zhì)均有一定提升作用，因此陽澄湖為主要引水水源，引水約30 m3/s，張家港、婁江為輔助引水水源，分別引水約10 m3/s，總計(jì)引水約50 m3/s

根據(jù)現(xiàn)狀水質(zhì)分析，NH3-N是影響區(qū)域水質(zhì)的關(guān)鍵限制性因子，也是河道黑臭的重要表征指標(biāo)，因此，以各片區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀和目標(biāo)水質(zhì)以NH3-N濃度、河道水體體積為基礎(chǔ)，在考慮稀釋擴(kuò)散作用，不考慮輸移、降解及新增污染的條件下，結(jié)合活水暢流內(nèi)部分區(qū)及實(shí)際可引水量的限制，估算各個(gè)片區(qū)的換水量為：西部片區(qū)25～30 m3/s，北部片區(qū)25～30 m3/s，中心片區(qū)5～10 m3/s，南部片區(qū)25～30 m3/s，東南片區(qū)15～20 m3/s，其中中心、南部、東南片區(qū)主要利用上游片區(qū)排水。根據(jù)引換水量估算情況，研究初步設(shè)計(jì)了研究區(qū)范圍內(nèi)活水暢流泵閘啟閉調(diào)度方案。

3 活水暢流水動(dòng)力水質(zhì)模型的構(gòu)建與率定

3.1 模型構(gòu)建

由于活水暢流調(diào)度與防洪排澇調(diào)度協(xié)調(diào)主要在非汛期開展，因此本次模擬不考慮降雨及地表徑流造成的污染及其影響，采用MIKE11 水動(dòng)力模塊(HD)與對(duì)流擴(kuò)散模塊(AD)耦合進(jìn)行模擬。

研究區(qū)內(nèi)依據(jù)現(xiàn)狀條件共概化河段341條，泵、閘控制建筑物392個(gè)，屬性均按照昆山市2015年水利普查資料進(jìn)行概化，見圖5。模型上游邊界為陽澄湖、婁江、吳淞江、巴城湖、茆沙塘等流量，下游邊界為楊林塘、瀏河、吳淞江水位，并按照長(zhǎng)序列水文資料及昆山市地表水監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)成果賦值。同時(shí)，根據(jù)昆山污水相關(guān)規(guī)劃對(duì)研究區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)、面源污染進(jìn)行概化處理。

圖5 模型河網(wǎng)及工程概化圖

3.2 模型率定

2016年6月開展了連續(xù)3d的原型試驗(yàn)，各圩區(qū)泵閘調(diào)度盡量按照初步設(shè)計(jì)的活水暢流泵閘啟閉調(diào)度方案開啟，并在圩外、圩內(nèi)河道監(jiān)測(cè)19個(gè)測(cè)點(diǎn)的水位、流量、流速，6 h/次，監(jiān)測(cè)COD、NH3-N、TP，12 h/次?；诒O(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)不同等級(jí)河道的模型主要參數(shù)，包括曼寧粗糙系數(shù)和主要污染物COD、NH3-N、TP衰減系數(shù)進(jìn)行率定。

經(jīng)率定，得到研究范圍內(nèi)曼寧粗糙系數(shù)在0.020～0.035 s/m3之間，其中婁江、吳淞江、瀏河、陽澄湖為0.02 s/m3，青陽港、界浦港為0.025 s/m3，楊林塘、小虞河、張家港為0.026 s/m3，老楊林塘、漢浦塘、金雞河、皇倉涇為0.03 s/m3，其他河道為0.032 s/m3；COD、NH3-N、TP衰減系數(shù)范圍分別為0.08～0.25/d、0.05～0.2/d、0.05～0.08/d。具體見表2。本文未對(duì)溶解氧進(jìn)行模擬。

表2 主要河道衰減系數(shù)率定結(jié)果 d-1

率定結(jié)果表明，主要斷面水位計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的誤差均在5%以內(nèi)，水質(zhì)計(jì)算值與實(shí)測(cè)值誤差均在30%之內(nèi)，基本能夠模擬研究區(qū)水量水質(zhì)情況，表明所構(gòu)建模型可用于水量水質(zhì)模擬分析。骨干河道部分?jǐn)嗝嫠俊⑺|(zhì)指標(biāo)率定結(jié)果見圖6。由于原型試驗(yàn)中泵閘調(diào)度盡量按活水暢流引排方案運(yùn)行，且研究區(qū)處于平原河網(wǎng)地區(qū)、河道流速變幅較小，因此認(rèn)為率定參數(shù)能夠基本滿足后續(xù)情景方案的模擬需求。

(a) 瀏河監(jiān)測(cè)斷面水位

(b) 張家港監(jiān)測(cè)斷面水位

(c) 瀏河監(jiān)測(cè)斷面NH3-N

(d) 張家港監(jiān)測(cè)斷面TP

4 基于水量水質(zhì)模擬的活水暢流方案決策分析

在分析昆山水動(dòng)力、水環(huán)境現(xiàn)狀問題，明確活水暢流范圍、水質(zhì)改善目標(biāo)、引排格局的基礎(chǔ)上，研究基于MIKE11模型模擬分析調(diào)度及工程建設(shè)對(duì)水動(dòng)力、水質(zhì)的改善情況，進(jìn)行活水暢流方案決策。

4.1 活水暢流情景設(shè)計(jì)

基于昆山市河網(wǎng)水系、農(nóng)田水利、污水治理相關(guān)規(guī)劃，在盡可能利用原有河道和工程，減少征地拆遷的原則下，根據(jù)工程建設(shè)的可能進(jìn)度，研究共設(shè)計(jì)了5種不同河網(wǎng)、工況、調(diào)度、污染條件情景組合進(jìn)行模擬。情景1模擬現(xiàn)狀河網(wǎng)、現(xiàn)狀工程，泵閘全部關(guān)閉的實(shí)際情況；情景2模擬現(xiàn)狀河網(wǎng)、工程條件下泵閘按照設(shè)計(jì)調(diào)度運(yùn)行的效果；情景3模擬西部片區(qū)10條骨干河道新開疏浚治理，全域非骨干河道新開、疏浚、拓浚等河網(wǎng)綜合整治工程，全域老舊閘站更新改造等近期工程建設(shè)后按照設(shè)計(jì)調(diào)度運(yùn)行的效果；情景4模擬遠(yuǎn)期6個(gè)控導(dǎo)節(jié)制閘工程建設(shè)后按照設(shè)計(jì)調(diào)度運(yùn)行的效果；情景5模擬在情景4的基礎(chǔ)上，控源截污實(shí)施完成后生活污水污染入河量削減85%后按照設(shè)計(jì)調(diào)度運(yùn)行的效果。

不同河網(wǎng)、工況條件示意圖見圖7。5種活水暢流情景見表3。

4.2 水量水質(zhì)模擬分析

利用MIKE11模型模擬分析研究區(qū)范圍內(nèi)非汛期一個(gè)月各情景不同片區(qū)的流速和水質(zhì)變化情況，結(jié)果見圖8。

情景1在閘站關(guān)閉情況下，各個(gè)片區(qū)圩內(nèi)河道呈滯流狀態(tài)。COD、NH3-N、TP水質(zhì)指標(biāo)值最高，NH3-N和TP均處于劣Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，COD、NH3-N、TP超過黑臭河道標(biāo)準(zhǔn)的河長(zhǎng)分別為35%、22%、30%，超過遠(yuǎn)期水質(zhì)目標(biāo)的河長(zhǎng)分別為35%、50%、48%*MIKE11模型中以COD進(jìn)行模擬，評(píng)價(jià)時(shí)采用CODMn 15 mg/L對(duì)應(yīng)的COD 40 mg/L作為評(píng)價(jià)依據(jù)。。

情景2按照活水暢流設(shè)計(jì)方案進(jìn)行工程調(diào)度后，流速和水質(zhì)均有明顯改善。各片區(qū)流速在0.034 ～0.064 m/s，圩內(nèi)水質(zhì)污染物濃度有顯著降低，由基本為劣Ⅴ類改善為西部引水片區(qū)Ⅱ～Ⅲ類、其他片區(qū)部分圩區(qū)改善為Ⅳ～劣Ⅴ類，COD、NH3-N、TP超過黑臭河道標(biāo)準(zhǔn)的河長(zhǎng)分別為7%、3%、6%，超過遠(yuǎn)期水質(zhì)目標(biāo)的河長(zhǎng)分別為7%、14%、33%。

(a) 西部片區(qū)骨干河網(wǎng)治理示意圖

(b) 河網(wǎng)綜合整治示意圖：西部片區(qū)為例

(c) 閘站更新改造示意圖：西部片區(qū)為例

(d) 控導(dǎo)節(jié)制閘示意圖

情景污染源河網(wǎng)工況調(diào)度1234現(xiàn)狀現(xiàn)狀河網(wǎng)現(xiàn)狀工程全關(guān)現(xiàn)狀河網(wǎng)現(xiàn)狀工程設(shè)計(jì)b西部片區(qū)骨干河網(wǎng)治理+全域河網(wǎng)綜合整治全域閘站更新改造設(shè)計(jì)b西部片區(qū)骨干河網(wǎng)治理+全域河網(wǎng)綜合整治全域閘站更新改造+控導(dǎo)節(jié)制閘設(shè)計(jì)b5規(guī)劃a西部片區(qū)骨干河網(wǎng)治理+全域河網(wǎng)綜合整治全域閘站更新改造+控導(dǎo)節(jié)制閘設(shè)計(jì)b

注：a，規(guī)劃污染為城鎮(zhèn)生活污水滲漏污染總量削減85%；b，在圩內(nèi)水位滿足防洪排澇控制條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)度設(shè)計(jì)。

情景3在情景2的基礎(chǔ)上開展西部片區(qū)骨干河網(wǎng)治理、全域河網(wǎng)綜合整治和閘站更新改造，流速進(jìn)一步增加，水質(zhì)進(jìn)一步改善。各片區(qū)流速提高至0.043～0.066 m/s，COD、NH3-N、TP超過黑臭河道標(biāo)準(zhǔn)的河長(zhǎng)分別為4%、2%、2%，超過遠(yuǎn)期水質(zhì)目標(biāo)的河長(zhǎng)分別為5%、9%、14%。

情景4在情景3的基礎(chǔ)上進(jìn)行控導(dǎo)節(jié)制閘的建設(shè)，用于調(diào)控水源結(jié)構(gòu)和骨干河道水流。結(jié)果表明，圩內(nèi)河道流速變化不大，但西部片區(qū)引水水源結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，從使用張家港、陽澄湖水源變?yōu)槿渴褂藐柍魏?yōu)質(zhì)水源，同時(shí)北部片區(qū)水流方向得到有序調(diào)控。中心片區(qū)、南部片區(qū)水質(zhì)得到明顯改善，COD、NH3-N、TP超過黑臭河道標(biāo)準(zhǔn)的河長(zhǎng)分別為0%、1%、0%，基本實(shí)現(xiàn)消除黑臭的目標(biāo)；超過遠(yuǎn)期水質(zhì)目標(biāo)的河長(zhǎng)分別為0%、4%、10%，但北部、南部、東南片區(qū)個(gè)別圩區(qū)NH3-N超遠(yuǎn)期水質(zhì)目標(biāo)的河長(zhǎng)比例仍在20%～30%。

情景5在情景4的基礎(chǔ)上消減污染源，北部片區(qū)、南部片區(qū)及東南片區(qū)水質(zhì)得到明顯改善，COD、NH3-N、TP超遠(yuǎn)期水質(zhì)目標(biāo)的河長(zhǎng)比例分別為0%、1%、5%，基本實(shí)現(xiàn)活水暢流的遠(yuǎn)期目標(biāo)。

模擬分析結(jié)果對(duì)活水暢流總體引排格局、引換水量、泵閘調(diào)度及規(guī)劃工程體系布局，以及規(guī)劃工程實(shí)施進(jìn)度進(jìn)行了印證。

(a) 流速

(b) COD

(c) NH3-N

(d) TP

5 結(jié) 論

a． 選擇DO、CODMn、NH3-N、TP作為控制指標(biāo)并合理確定分區(qū)域指標(biāo)限值，是活水暢流方案決策的重要前置條件。

b． 提出遵循水系特性、依托流域區(qū)域大引排趨勢(shì)，充分利用和合理分配過境優(yōu)質(zhì)水資源，利用境內(nèi)水利工程泵排自引，促進(jìn)水體在圩內(nèi)及圩外有序流動(dòng)，形成“西水東引、南北排水”的調(diào)度格局及分區(qū)方案，是活水暢流方案決策的關(guān)鍵步驟。

c． 研究構(gòu)建了MIKE11水量水質(zhì)模型，并進(jìn)行方案模擬驗(yàn)證。結(jié)果顯示，通過現(xiàn)狀工程調(diào)度和規(guī)劃工程建設(shè)的實(shí)施，圩內(nèi)河道平均流速達(dá)到0.057 m/s，圩內(nèi)河道基本消除黑臭；輔以控源截污工程后，圩外骨干河道水質(zhì)基本達(dá)到水功能區(qū)目標(biāo)要求，圩內(nèi)河道黑臭消除得到鞏固加強(qiáng)，超過總體目標(biāo)的河長(zhǎng)百分比低于5%，基本實(shí)現(xiàn)活水暢流遠(yuǎn)期目標(biāo)要求，并在此基礎(chǔ)上明確了工程體系建設(shè)方案布局及調(diào)度方案。

開展活水暢流工作，必須統(tǒng)籌好本區(qū)域與外部環(huán)境、治水與治污、當(dāng)前與長(zhǎng)遠(yuǎn)、水量與水質(zhì)等多方面關(guān)系。本文提出的技術(shù)路線和方法對(duì)其他平原河網(wǎng)地區(qū)水環(huán)境改善方案研究具有一定的借鑒意義。

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StudyonwaterenvironmentimprovementschemebylivingwaterflowinKunshanmaincityanditssurroundingareas

SHANGZhaoyi，ZHANGYazhou，DAIJingjing，LIYongtao，WEITingting

(WaterResourceDevelopmentResearchCenter,TaihuBasinAuthority,Shanghai200434,China)

This paper takes the main city of Kunshan and its surrounding areas as the research object. On the basis of reasonable determination of water quality improvement target and the hydrological and hydraulic data of river basin and region, water diversion and drainage pattern, water supply source and water quantity are determined macroscopically. Combined with existing planning and current situation, scenarios of live water flow scheme are designed. Besides, the microscopic simulation verification and decision analysis are carried out through MIKE11 hydrodynamic water quality mathematical model. The construction layout and scheduling scheme of live water diversion project are put forward. The purpose of this paper is to provide some reference for other cities in plain river network area implementing water diversion to improve the urban water environment.

water environment; river network in plain areas; water diversion; MIKE11; Kunshan City

10.3880/j.issn.1004-6933.2017.06.20

X321

A

1004-6933(2017)06-0125-08

2016-11-20 編輯：彭桃英)