賈新勝

摘要：南水北調(diào)東線梁濟運河段輸水與航運結(jié)合工程輸水渠道與南四湖相接，菹草蔓生對調(diào)度運行造成較大影響。本文提出高水位調(diào)度運行菹草辯證治理方法，有效緩解了菹草對調(diào)度運行壓力和調(diào)水水質(zhì)的影響。

關(guān)鍵詞：南水北調(diào);菹草;治理

Abstract： Liangji canal connects with the Nansihu lake. Potamogeton crispus has a great influence on the scheduling and operation.This paper puts forward a dialectical control method of Potamogeton crispus in high water stage. The influence of Potamogeton crispus on operation pressure and water quality was alleviated effectively.

1? 概述

南水北調(diào)東線梁濟運河段工程，既是東線工程調(diào)水通道和水運的航道，又是濟寧、菏澤等地行洪排澇的主要河道，沿線各支流直接匯入梁濟運河，位于南四湖湖口至東線第十二級鄧樓泵站站下，總長度58.25km。該渠段中建設(shè)有東線第十一級長溝泵站及配套的長溝節(jié)制閘，其中長溝節(jié)制閘以南段25.5km，渠底高程為28.70m，長溝節(jié)制閘以北段32.75km，渠道底高程為30.80m，設(shè)計輸水流量100m3/s，渠道設(shè)計為邊坡襯砌、底部不襯砌。

2? 菹草對調(diào)度運行及水質(zhì)的影響

菹（zū）草多年生沉水草本植物，春末夏初開花結(jié)果，夏季開始逐漸衰退腐爛，同時形成鱗枝（石芽）以度過不適環(huán)境。梁濟運河段渠道與南四湖直接相連，水體中的氮磷含量和土壤條件滿足了菹草生長，湖區(qū)內(nèi)菹草一旦蔓延生長至南水北調(diào)輸水河道內(nèi)，能迅速覆蓋整個河床，對南水北調(diào)東線工程運行產(chǎn)生較大影響。

2.1 菹草對調(diào)度運行造成壓力

南水北調(diào)東線山東段自2013年運行以來，主要集中在秋末初夏之間的時節(jié)調(diào)水，而春季恰是菹草生長旺盛的季節(jié)，河道內(nèi)菹草爆發(fā)性瘋長，特別是春末大量菹草爛根隨水流堆積在鄧樓泵站清污機前。由于清污機能力所限，清理效率偏低，造成攔污柵堵塞，攔污柵前后形成較大水位差，鄧樓泵站前池水位低于設(shè)計運行最低水位，導致泵站機組被迫停機。鄧樓泵站與東線第十三級八里灣泵站為單線渠道輸水，鄧樓泵站停機勢必造成八里灣泵站停機，從而影響整個東線調(diào)水工作的開展。

2.2 過量菹草對調(diào)水水質(zhì)造成影響

適量菹草在水體中能夠吸收氨氮和重金屬鹽類等，起到凈化水質(zhì)增加水體可溶性氧和提高透明度的作用，還可以對藻類生長有一定的抑制作用，對鋅和砷有富集、凈化能力。所以適量的菹草可以改善水環(huán)境。

菹草泛濫則會降低調(diào)水的動力條件，阻抑水體流動，不利于工程調(diào)度運行和航運。同時，春季水草的大量繁殖生長導致水體的可溶性氧下降。而晚春死亡的菹草沉入水底，腐爛變質(zhì)造成水體污染，使水體發(fā)黑發(fā)臭并滋生大量細菌，隨著晚春水溫的上升，迅速釋放出大量有機物質(zhì)和營養(yǎng)鹽，使河水富營養(yǎng)化，藻類滋生，造成水生態(tài)系統(tǒng)失衡。

3? 菹草生長分析及傳統(tǒng)治理方法

3.1 菹草生長規(guī)律周期分析

經(jīng)過幾年來現(xiàn)場實地觀察和考察，菹草屬于冬性水草，秋季發(fā)芽，冬春生長，其最適生長溫度為10℃左右，每年3、4月份為菹草的最佳生長期，是喜低溫的沉水植物，生長速率極快，合適的環(huán)境一天能生長十幾公分。在此期間整個河床內(nèi)都覆蓋生長著大量菹草，嚴重影響調(diào)度運行和航運。菹草耐受高溫能力極差，4～5月開花結(jié)果，超過25℃便停止生長，5～6月植物體逐漸衰退腐爛，大量菹草會隨著調(diào)水水流堆積到泵站清污機前方。同時，大約在4月底～5月菹草的初生殖芽會落入水底進入夏季休眠期，等待水溫適宜時再開始萌發(fā)生長。

3.2 菹草生長的水環(huán)境需求分析

經(jīng)分析，影響菹草生長的因素主要有：一是在15～25℃溫度范圍內(nèi)，溫度越低菹草石芽的發(fā)芽率越高，在此區(qū)間內(nèi)，溫度與發(fā)芽率呈負相關(guān);二是菹草株高與水深呈拋物線關(guān)系，在0.5～2m的水深范圍內(nèi)，隨著水深的增加株高增加，但超過2.5m隨著水深的增加株高減小，超過3m以上的深水弱光環(huán)境下植株高度越發(fā)矮小且節(jié)間長度增加;三是菹草單顆石芽產(chǎn)生的分株群生物量的變化與水深呈負相關(guān)，水深大于4m時的分株生物量是水深小于0.5m時是的1/5～1/6。

3.3 菹草泛濫傳統(tǒng)治理方法

菹草的傳統(tǒng)治理方法有：一是使用除草劑，但清理效果差，容易造成除草劑的二次污染;二是對渠道內(nèi)的淤泥進行清理，但影響調(diào)度運行，且治理成本高;三是組織打撈水草，如增加撈草船、改造清污機和購置長臂挖掘機等措施，成本較高，且治理效果不理想，并會造成廠區(qū)內(nèi)水草腐爛的二次污染。無法從根本上解決菹草對渠道調(diào)度運行的不利影響。

3.4 適量菹草對水質(zhì)的作用

適量菹草在水體中能夠吸收氨氮和重金屬鹽類等，起到凈化水質(zhì)增加水體可溶性氧和提高透明度的作用。適量菹草還可以對藻類生長有一定的抑制作用，降低浮游植物量，改善水環(huán)境質(zhì)量。菹草對鋅有較高的富集能力，對砷有較強的凈化能力，同時，菹草還具有一定的食用和藥用價值，是畜禽和魚類飼料的良好選擇。所以適量的菹草對水環(huán)境質(zhì)量改善以及生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定具有重要意義，因此菹草治理要做到趨利避害，辯證治理，不可“斬草除根”。

4? 結(jié)合高水位運行治理菹草的方法研究

4.1 菹草治理最佳時間探究

根據(jù)菹草石芽發(fā)芽、生長和出生殖芽成熟的時間節(jié)點，結(jié)合南水北調(diào)東線調(diào)水的實際情況，治理時間確定為春季3～4月份為宜，治理時間要定在菹草生長爆發(fā)期之前，還要避開溫度高于25℃時菹草爛根對調(diào)水水質(zhì)的影響。

4.2 高水位調(diào)度菹草辯證治理效果

從2017年開始，結(jié)合工程高水位調(diào)度運行，對菹草的治理方法進行了研究。

為方便觀察水深對菹草生長的影響，將梁濟運河渠道以長溝節(jié)制閘為界分為南段和北段，長溝節(jié)制閘至湖口為南段，長溝節(jié)制閘到鄧樓節(jié)制閘為北段。

根據(jù)菹草生長需要的水環(huán)境條件，從水深與單株生物量、石芽分株生物量和株高等幾個參數(shù)關(guān)系分析，在滿足5m水深調(diào)度運行的情況下，觀察以下問題的答案或結(jié)論：一是否能有效控制和抑制菹草生長？二是加大水深時菹草是否就會消失？三是從能夠“恰到好處”地調(diào)節(jié)水質(zhì)的角度考慮，如何確保菹草在調(diào)水運行中的適量存在？四是如何利用泵站經(jīng)濟運行的機會，根據(jù)趨利避害的原則，尋找辯證治理的最佳方法？

①2016年3月份南段運行水位為33.09m，水深4.39m，北段運行水位為34.24m，水深為3.44m。通過清理水草統(tǒng)計，2016年長溝泵站清理水草量1160m3，鄧樓泵站清理水草量為3588m3。鄧樓泵站菹草清理壓力較大，導致泵站數(shù)次停機運行。調(diào)動數(shù)臺長臂挖掘機及其他設(shè)備，打撈的水草集中在泵站棄土區(qū)平臺上，由于外運周轉(zhuǎn)慢，氣溫較高，造成菹草腐爛，滋生大量蚊蠅，對廠區(qū)空氣和環(huán)境造成污染。

②2017年春季以來梁濟運河水位居高，不僅滿足了泵站經(jīng)濟運行的條件，同時也滿足了菹草治理高水位聯(lián)合調(diào)度運行的水位要求，為高水位運行下觀察菹草生長提供了機會。3月份南段運行水位為34.38m，水深5.68m，北段運行水位34.56m，水深為3.76m。通過觀察，南段與北段菹草生長差異較大，南段漂浮水面的菹草分布以點狀分布，水體較清澈，而在北段整個河道水面除邊坡外布滿了菹草，水體也比較渾濁。經(jīng)統(tǒng)計，2017年長溝泵站清理水草量為822m3，鄧樓泵站清理水草量為1100m3。鄧樓泵站菹草清理相比2016年壓力減輕，但仍對廠區(qū)空氣和環(huán)境造成一定污染。

③2018年3月份南段運行水位為34.25m，水深5.55m，北段運行水位33.52m，水深為2.72m。2018年長溝泵站清理水草量為72m3，鄧樓泵站清理水草量為900m3。鄧樓泵站菹草清理從三年前的3588m3降到900m3，配置兩臺抓斗式撈草機基本可以滿足水草清理要求，備用長臂挖掘機爆發(fā)期進行使用，打撈的水草量少，可及時外運，未造成廠區(qū)環(huán)境污染。下面表1和表2分別為：鄧樓泵站1～5月份菹草清理工程量和長溝泵站1～5月份菹草清理工程量。

④通過高水位聯(lián)合調(diào)度菹草治理，并非要把菹草全部清理干凈，而且在滿足泵站清污能力的基礎(chǔ)上，保證河道內(nèi)菹草適量生長，達到提高水質(zhì)的目的。通過聯(lián)合調(diào)度辯證治理，2016年在春末調(diào)水期需要全程對爆發(fā)菹草進行清理，造成泵站頻繁停機，調(diào)水發(fā)生數(shù)次中斷;2017年泵站僅需在較短時間段對爆發(fā)菹草進行集中清理，泵站運行中停機次數(shù)明顯減少;2018年泵站運行中基本實現(xiàn)了調(diào)度運行、水質(zhì)保障和環(huán)境治理相平衡的目標，梁濟運河南段菹草治理效果較為明顯。根據(jù)梁濟運河南段的高水位聯(lián)合辯證治理的經(jīng)驗，進一步推廣到北段治理，最終實現(xiàn)梁濟運河段調(diào)度運行、水質(zhì)保障和環(huán)境治理全面平衡治理的效果。

5? 結(jié)語

梁濟運河段高水位聯(lián)合調(diào)度菹草辯證治理方法與南水北調(diào)經(jīng)濟運行、提高輸水效率、保證調(diào)水水質(zhì)相結(jié)合，增強航運能力相結(jié)合，提高了梁濟運河段輸水與航運結(jié)合工程的綜合效益，也為南水北調(diào)東線工程類似渠段菹草辯證治理提供了經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]陳正勇，等.不同水深條件下菹草的適應對策[J].湖泊科學，2010，11.

[2]姚俊芹，等.烏拉泊水庫菹草防治對策初步探討[J].甘肅科技縱橫，2008，12.

[3]侯春燕，等.菹草的作用、危害及預防措施[J].吉林農(nóng)業(yè)C版，2011，07.

[4]王曉棟.南四湖主要水生植物腐爛過程及污染釋放通量研究[D].濟南：山東建筑大學，2019，06.

[5]王利寧，徐寶豐，潘圣卿，高善英.南水北調(diào)中線干線工程水污染及防洪預警研究[J].價值工程，2018，37（25）：84-86.