濟南市歷陽河生態(tài)補水技術研究

李 寅

（濟南市城鄉(xiāng)水務局，山東 濟南 250099）

選取舜耕路東側的廣場東溝及上游東山坡山水溝，引用外來水源建設歷陽湖、歷陽河生態(tài)河道景觀。串聯(lián)千佛山、趵突泉、大明湖三大景觀，將歷陽河舜耕路沿線打造成為類似于環(huán)城公園一樣的景觀河道，使山東財經大學（舜耕校區(qū)）、濟南電視臺、山東電視臺、泉城公園等公眾場所和周邊居民密集區(qū)均能享受到生態(tài)河道的優(yōu)美環(huán)境，成為泉城新名片。把原來只有泄洪功能、且有生活污水污染的廣場東溝進行生態(tài)改造，引水補源是必不可少的。本文重點探討水源選取、補水工程等方面的內容。

1 水源的選取

本次生態(tài)河道建設的水源選取采取了創(chuàng)新型的做法，以市中心著名風景區(qū)——大明湖的棄水作為水源，巧妙利用了現(xiàn)有設施，建設三級泵站和輸水管道，將大明湖水逐級提升到生態(tài)河道中。歷陽河生態(tài)河道的建設方案分為歷陽湖滲漏水庫和歷陽河河道景觀兩部分。生態(tài)水庫注重蓄水滲漏，河道景觀突出綠色休閑，而選取大明湖水作為水源，特別適合本工程的客觀需求。大明湖湖水來源于趵突泉、珍珠泉、黑虎泉等自然泉水，水質純凈，水量穩(wěn)定。同時社會上對于優(yōu)質泉水“先觀后用”的呼聲很高，市政部門也根據(jù)群眾需求建設了泉水直飲水系統(tǒng)，收獲大量好評。利用大明湖水作為生態(tài)補源的景觀用水，主要優(yōu)點：一是水質優(yōu)良。大明湖湖水來自天然泉水，受污染少，用作景觀用水和地下水補源均可以達標。二是水量穩(wěn)定。該方案采取在大明湖北水門出口取水6萬m3/d，計劃在用于生態(tài)用水和下滲補源以后，有4萬m3/d水回流至北水門，對大明湖本身并沒有影響。三是工程量小。大明湖距歷陽湖直線距離僅8.0 km，且市區(qū)內有部分設施可供改造使用，占地面積小。

2 滲漏水庫設計

2.1 水庫的選址

濟南市有著特殊的地質結構，自西向東具有多個滲漏區(qū)，單獨修建滲漏水庫將會面臨移民拆遷、征地以及造價較高的問題，因此，選址以現(xiàn)狀河道建設蓄水壩作為滲漏水庫，以增加補滿蓄水水量為主，兼做景觀水面，形成良好的河道生態(tài)系統(tǒng)。綜合考慮水源位置、滲漏性能，并結合現(xiàn)有設施情況，經廣泛巡查、實地勘測，發(fā)現(xiàn)旅游路西首東山溝處是滲漏水庫的理想建設地點。該處位于歷陽河上游太平莊滲漏區(qū)，地貌為荒地，幾乎不需拆遷。確定在該處建設歷陽湖滲漏水庫，作為生態(tài)河道的源頭是合理可行的。

2.2 水庫的設計規(guī)模

歷陽湖滲漏水庫主要的設計參數(shù)：設計湖底高程127.81 m，壩頂高程132.81 m，壩高 5.0 m，內邊坡坡度 1∶2，蓄水量約 2.0萬m3。

根據(jù)地勘報告，工程場地土質類別為I～II類，庫區(qū)范圍內無崩塌、滑坡、泥石流、地下采空區(qū)等不良地質現(xiàn)象，未發(fā)現(xiàn)影響庫區(qū)穩(wěn)定性的其它不良地質構造。

2.3 水質凈化系統(tǒng)

經第三方監(jiān)測，大明湖水質CODcr、總氮達不到《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質》（GBT18919）的規(guī)定要求。為保證地下水不受污染，本工程生態(tài)補源的水質標準選為地表水Ⅲ類水質標準。

在歷陽湖西岸、金雞嶺別墅區(qū)東側建設歷陽湖水處理站，對大明湖棄水進行處理。工程設計處理規(guī)模10 000 m3/d，采用初沉+高效藻類系統(tǒng)+氣浮+紫外線消毒處理工藝，構筑物為平流式初沉池、高效藻類處理池、氣浮池及紫外線消除渠等構筑物組成。水處理流程如下：原水首先經引水泵房提升進入平流式初沉池處理，再一次流經高效藻類處理池、氣浮池，最終經紫外線消毒渠后出水至歷陽湖。

3 河道補水工程

歷陽河補水工程由三個部分組成：三級泵房、輸水管道、生態(tài)河道。泵房和輸水將湖水提升至源頭歷陽湖，生態(tài)河道中含有谷坊、攔水壩等蓄水設施供補給水更好下滲。

3.1 取水地點的選擇

從保護大明湖的角度考慮，本工程采用從出水口取水的方式，引棄水作為生態(tài)補水的水源。大明湖出水有兩路，一路從北水門出向西經生產渠流入工商河，一路從西側進水口向北流入東濼河。兩處出水口對比情況如表1所示。

表1 取水點位置比較

對比可得出，選取西護城河出水，取水泵房在順河高架路附近更好。

3.2 輸水管線鋪設方案

鑒于本工程輸水路徑較長，為減少管線施工對交通的影響，本方案的主體思路為輸水管線沿河敷設，這樣既可解決管線位置問題又不影響交通。具體的敷設路線及比選情況如表2所示。

表2 三個供水方案的優(yōu)劣對比

方案一：取水點→西圩子壕→南圩子壕→歷陽河→歷陽湖，輸水管線約12.0 km。

方案二：取水點→西圩子壕→南圩子壕→玉繡河→歷陽湖，輸水管線約10.0 km。

方案三：取水點→西圩子壕→南圩子壕→玉繡河→舜玉路→歷陽河→歷陽湖，輸水管線約13 km。

考慮到濟南市的交通情況，如果工程在河道附近道路上施工，務必會造成城中心擁堵、社會影響較大。因此優(yōu)先考慮對道路影響最小的建設方案。方案一需要穿黎明壩，對現(xiàn)有水利設施有較大影響。故本次方案選取方案三。方案三施工時可結合舜玉路改造工程實施，施工時間可以最大化利用，同時該線路一次能滿足歷陽河、玉繡河兩條河的生態(tài)補水需求。

3.3 供水量計算

蓄水量包括滲漏水庫蓄水量、廣場東溝景觀用水量。

歷陽湖水庫設計蓄水量2.0萬m3，景觀用水量按河道長9 200.0 m，寬20.0 m，水深1.0 m計，需水量為18.4萬m3，合計總蓄水量為20.4萬m3。為了保證廣場東溝的生態(tài)水系達到“河暢、水清、景美”的目標，本工程中按照旱季每5天循環(huán)一次的蓄水量考慮，需用水量為5.08萬m3。

河道及景觀皆由石頭護砌，根據(jù)規(guī)范要求，側滲量最大為3 L/m2·d，河底鋪設防滲膜其滲水量微小，這里按照0.5 L/m2·d進行計算。（GB 50141-2008給水排水構筑物工程施工及驗收規(guī)范 GB 50141-2008）河道側滲及底部滲漏水量計算結果見表3。

表3 滲漏水量計算

本工程主要的蒸發(fā)量來源于廣場東溝河道及滲漏水庫，相關蒸發(fā)量計算見表4。

表4 蒸發(fā)水量計算

因此，本工程取水50 800 m3，蒸發(fā)下滲水量合計10 871 m3，每日循環(huán)回大明湖水量約40 000 m3。

3.4 水質監(jiān)測

取樣地點采用歷陽河上游山財舜耕校區(qū)內或者經十路路口處，水樣采用《地表水環(huán)境質量標準（GB3838-2002）》規(guī)定的監(jiān)測方法進行化驗。

表5 2017年歷陽湖、歷陽河水質化驗結果

從表中可以可出，用于歷陽河生態(tài)補源的大明湖水保持了優(yōu)秀的水質，污水處理廠出水在流經湖體、河流后幾乎沒有污染物增加。完全達到再生水回用的標準。

4 生態(tài)效應和社會效應評估

從歷陽湖中水站運行情況來看，歷陽湖中生態(tài)補水水質優(yōu)良，水質穩(wěn)定維持在地表水Ⅲ類水質標準，運行模式采用PPP，委托給社會單位運行。運行以來歷陽湖湖水常年保持清澈，歷陽河河水充盈，湖周邊植被茂盛，成為鳥類繁衍生息的家園。市民閑暇時光來到湖畔散步、釣魚，周邊居民對此普遍好評。生態(tài)補源水也在趵突泉泉群保持常年噴涌中起到了明顯作用。