城市泵閘建設(shè)管理與河道水環(huán)境改善

楊小寒，頓西峰，陳在連

（1.長(zhǎng)寧區(qū)河道管理所，上海市200336；2.上海全景數(shù)字技術(shù)有限公司，上海市200083）

0 前言

城市泵閘型式繁多，與河道水環(huán)境關(guān)系密切的主要有河道節(jié)制閘泵站、市政雨水泵站、城郊排灌泵站。除具備防洪擋潮、排水、灌溉、調(diào)節(jié)水位等功能要求外,泵閘還要擔(dān)負(fù)引清調(diào)水、改善水環(huán)境及水生態(tài)的作用。泵閘的防汛排澇作用歷來(lái)就倍受重視，在最近幾年才逐漸關(guān)注泵閘對(duì)河道水環(huán)境的影響。以上海市長(zhǎng)寧區(qū)泵閘為例，探討城市泵閘建設(shè)管理與河道水環(huán)境改善的幾個(gè)問(wèn)題。

1 工程概況

上海市長(zhǎng)寧區(qū)新建河道泵閘有四座，分別為新涇港泵閘、縱涇港泵閘、通協(xié)河水閘、以及南漁浦支流泵閘等，朱家浜泵閘正在建設(shè)，門(mén)型多樣，多為雙向運(yùn)行的泵站，既可排水也可以引水，總流量為27 m3/s。有11座農(nóng)村排灌泵閘，位于新涇港、周家浜支流的中小河道上，均為單向翻水泵，卷?yè)P(yáng)式平板閘門(mén)，總流量為28.4 m3/s。市政泵站有北虹北塊雨水泵站、北虹南塊雨水泵站、延西雨水泵站（虹延雨水系統(tǒng)）、哈密路臨泵、金家浜合流泵站（花園廣場(chǎng)雨水系統(tǒng)）、虹橋路雨水臨泵、北新涇南塊雨水泵站（在建），均分布在新涇港東西兩側(cè)，總流量44.75 m3/s。

2 泵閘現(xiàn)狀

2.1 城郊排灌泵站設(shè)備老舊

排灌泵站大多數(shù)都建于上世紀(jì)七、八十年代，性能指標(biāo)落后，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，機(jī)組結(jié)構(gòu)形式單一，許多淘汰過(guò)時(shí)的機(jī)電設(shè)備得不到及時(shí)更新，機(jī)電設(shè)備質(zhì)量差，機(jī)組老化，泵站安全可靠性降低，故障頻繁發(fā)生，需經(jīng)常維修；各種閘門(mén)、閘閥、壓力管道嚴(yán)重銹蝕、腐蝕，造成事故隱患，嚴(yán)重影響泵站安全運(yùn)行和效益的正常發(fā)揮。技術(shù)裝備落后，自動(dòng)化程度低，泵站只能單向排水，不能引水，在上海中心城區(qū)原有的灌溉功能已經(jīng)逐漸弱化，對(duì)水環(huán)境的改善作用有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。

2.2 泵站信息化水平低

泵閘信息化水平與其他行業(yè)相比，顯得起步較晚、發(fā)展緩慢、相對(duì)落后。11座排澇泵站無(wú)自動(dòng)控制程序，新建的河道泵站有自動(dòng)控制程序兩套，北新涇泵閘單獨(dú)一套自動(dòng)控制程序，北臨空地區(qū)的縱涇港泵閘、通協(xié)河水閘、朱家浜泵閘有一套集中式中控程序，在通協(xié)河中控室中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三座泵閘的遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測(cè)。

目前還存在不少待解決的問(wèn)題：一是信息建設(shè)缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和布局，規(guī)劃和管理水平不能適應(yīng)信息化的需要，信息化建設(shè)中低水平重復(fù)建設(shè)問(wèn)題仍然很突出，條塊分割現(xiàn)象依然存在，沒(méi)有針對(duì)三類(lèi)泵閘進(jìn)行的統(tǒng)一信息規(guī)劃，水利資源不能夠共享。二是信息化建設(shè)投入不足，信息基礎(chǔ)設(shè)施十分薄弱，信息采集和傳輸手段還不高。三是普遍缺少自動(dòng)化監(jiān)控設(shè)施和信息化，已建成的兩套控制系統(tǒng)沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)，排灌泵閘、市政泵閘信息沒(méi)有監(jiān)控系統(tǒng)，不能實(shí)現(xiàn)泵閘的優(yōu)化調(diào)度和合理運(yùn)行，以便科學(xué)有序的引清調(diào)水，促進(jìn)河道水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)一步提高。

2.3 市政泵站污水截流設(shè)施不足

中心城區(qū)的雨污分流制排水系統(tǒng)存在大量的雨污混接現(xiàn)象，導(dǎo)致分流制地區(qū)的雨水泵站污水放江也成為河道重要的污染源，雨水泵站旱流和初期雨水放江對(duì)河道的污染很?chē)?yán)重，加劇了河道水質(zhì)不斷惡化。長(zhǎng)寧區(qū)已建成的市政泵站都位于新涇港沿線，只有延西泵站和北虹南塊泵站有污水截流設(shè)施，盡管采取了旱流截污措施，但由于受到各種不利因素影響，截流泵流量不足、運(yùn)行不合理，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行效果較差。因此，每當(dāng)雨天新涇港及沿線支流河道往往會(huì)因污染負(fù)荷超載而出現(xiàn)短時(shí)黑臭，這也是河道水質(zhì)仍不穩(wěn)定的主要原因之一。

2.4 泵閘對(duì)水生態(tài)的不利影響

泵閘本身并不產(chǎn)生污染物，但是不合理的使用會(huì)對(duì)水生態(tài)產(chǎn)生一系列不利影響。市政泵站承接了大量雨污水，在干旱的天氣泵閘較少開(kāi)啟，調(diào)蓄池雨污水經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期存放更加腐敗黑臭，在雨天泵閘突然開(kāi)啟，這些高濃度污水集中下泄，往往造成河道突然黑臭。泵閘如果長(zhǎng)期關(guān)閉，只在排澇或換水時(shí)偶爾開(kāi)啟，就會(huì)破壞水系的連通性，導(dǎo)致河道納污能力大幅度下降，水體自?xún)裟芰ο陆?，使水體污染加劇；一些中小河道每到高溫季節(jié)就會(huì)出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，浮萍、藍(lán)藻大量滋生，“水華”現(xiàn)象嚴(yán)重；泵閘長(zhǎng)期關(guān)閉還會(huì)導(dǎo)致水流流速趨緩，河道徑流減少，引起河床形態(tài)變化，河道淤積，會(huì)都使河流的行洪蓄洪能力降低。

3 城市泵閘建設(shè)管理措施

3.1 充分發(fā)揮新建泵閘的作用

新建泵閘在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了改善水環(huán)境與水生態(tài)的需求，水泵在滿足設(shè)計(jì)流量及運(yùn)行要求的同時(shí)，兼顧排水和引水功能，采用“S”型葉片雙向泵；廣泛應(yīng)用了液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)，新建泵閘操作基本都采用自動(dòng)控制。這些硬件設(shè)施的建成為水資源調(diào)度提供了便利，在保證防洪除澇安全的前提下，在高潮位時(shí)河道水閘利用潮差引水，低潮位時(shí)開(kāi)啟水泵引水，將蘇州河水引入內(nèi)河，并通過(guò)新涇港、周家浜、縱涇港等河道向下游和周邊支流供水，以加快水體流動(dòng)，提高自?xún)裟芰Γs短內(nèi)河換水周期，改善區(qū)域河道水環(huán)境。自2008年6月北新涇泵閘投入使用以來(lái)，在有暴雨臺(tái)風(fēng)預(yù)警時(shí)，全力防汛排澇，在天氣良好時(shí)，大潮汛每天開(kāi)閘引兩潮水，約8 h，小潮汛時(shí)每天開(kāi)泵引水6 h，事實(shí)證明對(duì)水質(zhì)改善效果比較明顯，新涇港沒(méi)有出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的黑臭現(xiàn)象。相對(duì)工程整治而言，利用泵閘引清調(diào)水是一種投資少、見(jiàn)效快的方法，在今后的運(yùn)行中要最大限度的發(fā)揮河道泵閘工程的作用，充分利用潮汐動(dòng)力，對(duì)泵閘進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)度，促使內(nèi)河水體有序流動(dòng)，從而有效改善內(nèi)河水環(huán)境。

3.2 改造排灌泵閘

有必要對(duì)一些已建泵閘進(jìn)行重新評(píng)估，并在評(píng)估基礎(chǔ)上調(diào)整運(yùn)行方式，分析哪些泵閘需要改建，一些防汛排澇、引清調(diào)水作用不明顯的予以拆除。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段即充分考慮泵閘生態(tài)影響，泵閘需運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、方便，充分調(diào)活水體，泵閘及管理房簡(jiǎn)潔美觀，與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。通過(guò)對(duì)泵站的更新改造，提高泵站機(jī)電設(shè)備的技術(shù)裝備水平，消除工程安全隱患，達(dá)到安全、高效，并通過(guò)機(jī)組適度增容，適當(dāng)增加排灌流量，采用雙向泵，提高泵站防洪、排澇標(biāo)準(zhǔn)，提高泵站水資源調(diào)度能力；通過(guò)對(duì)建筑物的改造，全面改善泵站的運(yùn)行環(huán)境和管理?xiàng)l件；應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)泵站自動(dòng)化，逐步實(shí)施信息化；加強(qiáng)管理，推進(jìn)改革，促進(jìn)現(xiàn)代管理技術(shù)的應(yīng)用和推廣。

3.3 推進(jìn)市政雨水泵站改造

在有條件的雨水泵站附近設(shè)置末端調(diào)蓄池，旱季時(shí)調(diào)蓄削峰，避免應(yīng)急排放的沖擊負(fù)荷對(duì)排水設(shè)施產(chǎn)生負(fù)面影響，雨季時(shí)用以調(diào)蓄預(yù)抽空產(chǎn)生的混接污水和初期雨水；同時(shí)，應(yīng)在分流制地區(qū)雨水泵站內(nèi)，增設(shè)污水截流設(shè)施及外排的截流污水管，減少雨季污水溢流放江的次數(shù)，削減排江的污染物負(fù)荷。

3.4 加強(qiáng)信息化建設(shè)

加快泵站信息自動(dòng)化建設(shè)，增加泵站管理的科技含量，是泵站管理邁向現(xiàn)代化、正規(guī)化的有效途徑。不斷提高水利工程自動(dòng)化管理水平，把現(xiàn)代信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于水利工程管理中，提高科技含量，使工程管理走向科學(xué)化。以區(qū)域泵閘自動(dòng)化監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，在防洪減災(zāi)及水資源調(diào)度方面，研究、引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，重點(diǎn)利用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)泵站信息監(jiān)控自動(dòng)化、信息傳輸與處理網(wǎng)絡(luò)化、管理調(diào)度自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度、科學(xué)決策，建立區(qū)級(jí)泵閘防洪減災(zāi)及水資源調(diào)度決策指揮系統(tǒng)。

3.5 統(tǒng)一調(diào)度管理

由于分屬不同條塊，調(diào)度執(zhí)行者往往按照本行業(yè)的規(guī)程運(yùn)行，無(wú)論是在防汛還是在水環(huán)境改善方面都時(shí)常發(fā)生整體利益與局部利益關(guān)系的問(wèn)題。因此在進(jìn)行工程更新改造的同時(shí)，需要形成統(tǒng)一的調(diào)度管理方式，推進(jìn)現(xiàn)代化的信息管理，使各類(lèi)泵閘其充分發(fā)揮防汛及水環(huán)境改善的綜合效益。對(duì)已建閘壩的調(diào)度運(yùn)行方式進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以兼顧生態(tài)目標(biāo)，不僅從防汛角度進(jìn)行調(diào)度，而是兼顧防治污染實(shí)施調(diào)度。

存在混接污水問(wèn)題的雨水泵站進(jìn)行旱天截流設(shè)施改造，杜絕其放江污染問(wèn)題，進(jìn)一步減少入河污染量。對(duì)于目前無(wú)條件改造的市政泵站定期開(kāi)機(jī)，保持污水小流量排放，避免雨前大量污水瞬間污染河道，通過(guò)清水稀釋及充分發(fā)揮干流水體的自?xún)裟芰Γ到馕廴疚?。另外，在調(diào)水時(shí)，為防止主干河道和支流污水疊加，在一定程度上進(jìn)行“錯(cuò)峰”調(diào)度，以減緩對(duì)新涇港等干流污染影響。逐步從單一的防洪調(diào)控，向水資源的綜合調(diào)度和優(yōu)化配置轉(zhuǎn)變，河道上閘門(mén)基本上全年開(kāi)啟，只在遭遇天文高潮、臺(tái)風(fēng)高潮和排澇高潮時(shí)才關(guān)閘擋潮，盡可能地敞開(kāi)閘門(mén)以恢復(fù)河道的自然流態(tài)，修復(fù)和促進(jìn)河道水環(huán)境及水生態(tài)的優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

在河道污染源還沒(méi)有得到有效控制前，河道水污染事件還時(shí)有發(fā)生，可利用現(xiàn)有泵閘工程綜合調(diào)度水資源，稀釋污染水體，改善水環(huán)境。對(duì)泵閘的建設(shè)管理有以下幾點(diǎn)建議：

（1）合理規(guī)劃泵閘建設(shè)與改造，使泵閘布局合理，保證足夠水動(dòng)力，促使水體有序流動(dòng)。

（2）加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，使泵閘具備雙向引排水功能，加快推進(jìn)市政雨水截流改造，逐步實(shí)現(xiàn)管理現(xiàn)代化、自動(dòng)化、信息化。

（3）理順關(guān)系，加強(qiáng)部門(mén)之間的協(xié)調(diào)與溝通，理順工作關(guān)系，形成統(tǒng)一的水資源調(diào)度運(yùn)行方案，最大程度發(fā)揮泵閘的防汛排澇、引清調(diào)水效益。

[1]周建強(qiáng).城市泵閘工程在機(jī)電設(shè)計(jì)中要研究的幾個(gè)問(wèn)題[J].北京水務(wù),2008(2):33.

[2]周坤.泗陽(yáng)節(jié)制閘技術(shù)管理工作分析[J].治淮,2006(1):9.

[3]趙政,盧智靈,陸衛(wèi)安,等.雙向大型立式潛水泵在城市水環(huán)境整治中的應(yīng)用[J].排灌機(jī)械,2005(6):23.

[4]索麗生.閘壩與生態(tài)[J].中國(guó)農(nóng)村水電及電氣化,2005(8).