基于“智慧水利”的最優(yōu)調(diào)水法在大板跳閘國(guó)考斷面的應(yīng)用

潘忠寶，劉元美，王浩杰，吳星翰

(1.連云港市市區(qū)水工程管理處，江蘇 連云港 222006；2.連云港曼寧科技咨詢有限公司，江蘇 連云港 222000)

0 引言

排淡河屬淮河流域薔薇河水系，排淡河全長(zhǎng) 22 km，河寬40～80 m，上游接?xùn)|鹽河，起點(diǎn)為猴嘴閘，排淡河在程圩處分流，分大浦河調(diào)尾工程的新城閘、排淡河的大板跳閘2條線路入海。大板跳閘國(guó)家考核斷面(119°26′37″E，34°40′34″N)位于連云港市連云區(qū)排淡河下游入?？?，為國(guó)家入海河流控制斷面。斷面上游匯水區(qū)包括玉帶河、東鹽河、排淡河共3段河道匯水區(qū)。根據(jù)《“十三五”水污染防治目標(biāo)任務(wù)書》目標(biāo)要求，確定大板跳閘斷面達(dá)標(biāo)時(shí)限：到2020年，大板跳閘斷面水質(zhì)目標(biāo)消除劣Ⅴ類水體。

1 斷面水質(zhì)不達(dá)標(biāo)成因分析

1.1 工業(yè)污染

從空間分布上來(lái)看，大板跳閘斷面上游匯水區(qū)內(nèi)有工業(yè)企業(yè)排污入河，存在工業(yè)園區(qū)建設(shè)管理不規(guī)范，集中治污設(shè)施及污水收集管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后的問題。

1.2 城鎮(zhèn)生活污染

大板跳閘斷面上游匯水區(qū)流域較大，涉及海州區(qū)、高新區(qū)、開發(fā)區(qū)及連云區(qū)共4個(gè)區(qū)，匯水區(qū)內(nèi)人口眾多且集中，產(chǎn)生的生活污水量較大。根據(jù)相關(guān)資料及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，大板跳閘斷面上游河段共有生活污水排口 146 個(gè)(包括公共廁所排口)。

1.3 面污染

大板跳閘斷面上游玉帶河、東鹽河、排淡河匯水區(qū)內(nèi)耕地面積總計(jì)約1 080 hm2，分布于河道兩岸，因河道高程較低，農(nóng)藥化肥殘留均通過雨水、灌溉尾水流入河道，污染水體。

2 治理措施

2.1 截污

排淡河沿線各級(jí)政府以“河長(zhǎng)制”為抓手，層層傳導(dǎo)壓力。匯水區(qū)域部分河道已經(jīng)過整治，鑒于匯水區(qū)域平原內(nèi)河的落差小，流動(dòng)性差水體自凈能力弱，河道的治理需要立足于高標(biāo)準(zhǔn)的截污。

2.2 疏浚

2015年12月7日，連云港市發(fā)改委以“連發(fā)改農(nóng)經(jīng)發(fā)〔2015〕345號(hào)”文件批復(fù)了《連云港市排淡河治理工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，對(duì)大板跳閘上游1.5 km的排淡河按20年一遇標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整治。

2.3 調(diào)水

調(diào)水不僅可以“減負(fù)”，也可以增容，在眾多的治理措施中調(diào)水的效果最為明顯。鑒于匯水區(qū)域平原河網(wǎng)現(xiàn)狀，季節(jié)性黑臭主要出現(xiàn)在枯水期，此時(shí)由于污染物質(zhì)由于蒸發(fā)作用而成倍濃縮，水質(zhì)急劇下降，有可能出現(xiàn)大范圍的整體黑臭。此時(shí)，最有效的手段就是調(diào)水，保持生態(tài)水位，稀釋水體污染物濃度，增加溶解氧含量。

1)最優(yōu)調(diào)水法涉及的“智慧水利”模塊。最優(yōu)調(diào)水法以“智慧水利”的水文監(jiān)測(cè)體系(涉及水位信息監(jiān)測(cè)、潮位信息監(jiān)測(cè)等)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)體系(涉及水質(zhì)信息監(jiān)測(cè)等)以及工程運(yùn)行監(jiān)控體系(閘門遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等)為依托，通過云數(shù)據(jù)分析，制定最優(yōu)調(diào)水路徑。

2)調(diào)水前預(yù)排水過程。調(diào)水前電廠閘關(guān)閉，通過河道水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)先對(duì)玉帶河水質(zhì)情況進(jìn)行研判，確定玉帶河污染物是否接近閾值(數(shù)值事先通過云數(shù)據(jù)分析設(shè)定好)，如果玉帶河污染物接近閾值，將獅樹閘關(guān)閉，燒香河節(jié)制閘關(guān)閉，新浦閘關(guān)閉，玉帶河閘開啟，猴嘴節(jié)制閘開啟，顧圩門節(jié)制閘開啟。利用水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、工程運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過新城閘和大板跳閘2個(gè)沿海擋潮閘將玉帶河、東鹽河和排淡河3條河道里的水盡量排空。如果沒有接近閾值，通過河道水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)再對(duì)東鹽河水質(zhì)情況進(jìn)行研判，確定東鹽河污染物是否接近閾值(數(shù)值事先通過大數(shù)據(jù)分析設(shè)定好)，如果東鹽河污染物接近閾值，將玉帶河閘關(guān)閉，猴嘴節(jié)制閘開啟，顧圩門節(jié)制閘開啟。利用水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、工程運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過新城閘和大板跳閘2個(gè)沿海擋潮閘將東鹽河和排淡河2條河道里的水盡量排空。如果沒有接近閾值，最后通過河道水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)排淡河水質(zhì)情況進(jìn)行研判，如果排淡河污染物接近閾值，則猴嘴節(jié)制閘關(guān)閉，顧圩門節(jié)制閘開啟。利用水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、工程運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過新城閘和大板跳閘2個(gè)沿海擋潮閘將排淡河河道里的水盡量排空。如果沒有達(dá)到閾值，則無(wú)需調(diào)水。

3)調(diào)水過程。①調(diào)水時(shí)間：一般情況下，調(diào)水時(shí)間為17:00至次日早上8:00。②調(diào)水過程主要途徑河道：玉帶河→東鹽河→排淡河。③調(diào)水過程涉及水閘介紹。共涉及9座水閘，其中船閘2座，節(jié)制閘5座，沿海擋潮閘2座，具體如下：電廠閘：屬于船閘，上接薔薇河，下接玉帶河，本調(diào)水方案中起“總閥門”作用，負(fù)責(zé)從薔薇河引水。獅樹套閘：屬于船閘，本調(diào)水方案中在調(diào)水時(shí)需要關(guān)閉。燒香河節(jié)制閘：屬于節(jié)制閘，本調(diào)水方案中在調(diào)水時(shí)需要關(guān)閉。新浦閘： 屬于節(jié)制閘，本調(diào)水方案中在調(diào)水時(shí)需要關(guān)閉。玉帶河閘：屬于節(jié)制閘，上游接玉帶河，下游接?xùn)|鹽河。猴嘴閘：屬于節(jié)制閘，上游接?xùn)|鹽河，下游連接排淡河。顧圩門節(jié)制閘 ：屬于節(jié)制閘，本調(diào)水方案中在調(diào)水時(shí)需要開啟。新城閘 ：屬于沿海擋潮閘，調(diào)水前需要開閘排水，調(diào)水時(shí)需要關(guān)閉。大板跳閘：屬于沿海擋潮閘，本次調(diào)水“終點(diǎn)站”，調(diào)水前需要開閘排水，調(diào)水時(shí)需要關(guān)閉。④具體過程：大板跳閘和新城閘保持關(guān)閉狀態(tài)，通過“智慧水利”河道水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研判玉帶河、東鹽河和排淡河3條河道水質(zhì)是否全都達(dá)標(biāo)，如果全部達(dá)標(biāo)，則不用調(diào)水。否則，執(zhí)行調(diào)水程序。調(diào)水過程：17：00將電廠閘開啟，大板跳閘和新城閘保持關(guān)閉狀態(tài)。調(diào)水過程與上述調(diào)水前預(yù)排水過程相對(duì)應(yīng)。通過河道水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研判，若之前的預(yù)排水是因玉帶河水質(zhì)不達(dá)標(biāo)而進(jìn)行的，則調(diào)水過程中需將獅樹閘關(guān)閉，燒香河節(jié)制閘關(guān)閉，新浦閘關(guān)閉，玉帶河閘開啟，猴嘴節(jié)制閘開啟，顧圩門節(jié)制閘開啟，到次日早上8:00，將電廠閘關(guān)閉，調(diào)水過程結(jié)束。若之前的預(yù)排水是因東鹽河水質(zhì)不達(dá)標(biāo)而進(jìn)行的，則調(diào)水過程中只需將玉帶河閘開啟，猴嘴節(jié)制閘開啟，顧圩門節(jié)制閘開啟，到次日早上8:00，將電廠閘關(guān)閉，調(diào)水過程結(jié)束。若之前的預(yù)排水是因排淡河水質(zhì)不達(dá)標(biāo)而進(jìn)行的，則調(diào)水過程中需將猴嘴節(jié)制閘開啟，顧圩門節(jié)制閘開啟，到次日早上8:00，將電廠閘關(guān)閉，調(diào)水過程結(jié)束。

3 結(jié)語(yǔ)

自2018年6月份開始采用最優(yōu)調(diào)水法以來(lái)，排淡河水質(zhì)改善顯著。其中，6、7月單月測(cè)值達(dá)Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，8、9月連續(xù)2月單月水質(zhì)測(cè)值達(dá)Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，10、11月連續(xù)2月單月水質(zhì)測(cè)值達(dá)Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，已遠(yuǎn)超Ⅴ類水考核目標(biāo)要求。2018年度排淡河水環(huán)境區(qū)域補(bǔ)償資金，由1月份的1 162.32萬(wàn)元下降至8月的1.58萬(wàn)元直至逐步不用繳納。在擦亮連云港市水生態(tài)“名片”的同時(shí)，河道生態(tài)系統(tǒng)也得到較好修復(fù)。