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苏州地区河流水环境治理浅谈
论文作者:童鞋论文网  论文来源:www.txlunwenw.com  发布时间:2018/12/4 10:03:15  

摘要:平原地区水动力条件微弱,河网自我调节能力差,水环境问题日益突出。治理平原河流水环境问题主要是依靠有效的行政手段以及合理的工程治污技术。本文详细阐述了苏州城市中心区河流水环境的多种治理方案以及发展趋势。

关键词:平原河网;水环境;现状;

我国东部地区地形以丘陵和平原为主,水资源丰富,河网密布,在提供便捷的水陆运输的同时,给当地的经济带来了长足的发展。但随着城市规模的扩大、人口密度的上升,大大加重了河网的负担,河网水质下降、生活生产用水不足等问题越来越突出,水质性缺水成为东部地区面临的又一重大挑战,苏州地区河流水环境问题的解决刻不容缓。

1现状

21世纪以来,苏州市水环境一直得到政府、社会和国内科研院所的高度重视,进行了大量研究工作并采取相应的治理措施。苏州市水环境主要问题有:(1)城区内河水质恶化加剧;(2)城区周边河道水质仍在恶化;(3)部分主城区取水口水质污染严重;(4)太湖流域污染严重。2005年相关学者从技术层面、政府管理层面等方面分析苏州水质问题的成因之后提出了截污引流的方案,通过闸泵等水利控制工程,将来自长江的污水截流在主城区以外,再通过引水换水工程,改善水环境。一是北引长江水通过望虞河进入城区;二是利用太湖水域自流引水;三是城区河道换水。另一方面从公共管理的角度分析了苏州市中心区因法律制度不完善、管理机构缺失、职能分配不合理而造成的水环境问题,并提出了相应的综合管理措施。根据现有研究成果,改善苏州市(主要是中心城区)水环境的措施主要在于以下几个方面:(1)在管理政策方面:一是加强水资源的统一管理;二是制定完善相关规划;三是完善水环境治理法规体系;四是强化水环境保护的宣传。(2)在治污技术方面:一是严格控制各类污染源;二是建设水环境综合治理工程;三是实施河道综合整治;四是引水改善水环境;五是生态修复工程等。

在公共管理方面,部分学者通过比较苏州水环境改善长效运营的3种备选模式,提出特许经营模式是符合苏州实际情况、提高效率的最优方案,并从主体选择、交易结构、权利义务以及职能界定等方面构建特许经营模式的框架。2014年苏州市政府开展了“活水自流”工程建设,使得城区河道水流加快,城区内部水系相互连通。摒弃了那些单一式的手段和饮鸩止渴的短期方案,以“截污、清淤、活水、保洁”八字方针,再配合运用先进的工程技术,最大程度地发挥河道的功能,为河道治污提供了一个比较正确的指导思想。

在生物技术方面,部分学者通过对常见的景观植物对污染物的净化作用的研究以及不同环境下的护坡对水体污染物的吸收效果,创造性地提出了新型植被护坡,可以有效地减少内河中COD、N、P等污染物含量,从而提供了一种治理河网径流污染的新方法。部分学者研究发现在光照强度、OD等参数值较大时,底泥疏浚可以很大程度上提升水体恢复力稳定性,提高水体自净能力。在苏州河水体治理工程中,曝气复氧手段得到了充分的利用,成功地证实了生物技术治理水体污染的强大实力。

在计算机数值模拟方面,徐国忠(2015)团队通过在同里古镇长期调研实验,提出了水动力-水质模型。该团队通过对模型结果的分析,创造性地提出了同里古镇水环境治理的总体方案,即“四控”策略,分别为控制分散性入河污染物、控制河道生态护坡建设、控制河道水动力状况、控制内河的水质。该策略尝试根除同里古镇多年的水环境痼疾,并将成功经验向全国饱受水环境问题的古镇进行推广。葛蕴(2014)经过对苏州市老城区多年的水流数据进行数值模拟,用可视化语言创建了河网一维水流模型。该模型相较其他模型,具有使用方便,有可视化界面等优点,可以灵活准确地模拟出水流特性,为苏州老城区水资源利用的规划、泵站的管理调度、闸门的启闭、河道护坡的设计与建设等提供了重要的技术支持。不难看出,完善的河道管理制度难以在短时间内建立,而采用生物化学方式的治污手段在空间上具有一定的局限性,难以解决整个苏州市中心城区的水质问题。通过密集的调控工程,制定科学合理的调控原则,增强水体流动性达到水质改善的目标,这是一个科学有效的方法。

苏州城市中心区河道交错成网,建有众多水利调控工程,其运行可显著改变河道的水动力条件,从而影响河道的水环境,利用闸站等水利调控工程对水动力及水环境进行联合调控,是一项复杂的、也是极具成效的系统工程。建立苏州城市中心区水环境联合调控数值模型,可以明显提高对苏州内河水环境的把控,利于相关学者及管理者灵活,准确制定出改善水环境的方案。因此,该模型的建立具有巨大的理论价值和现实意义。为此,李晓(2016团队基于苏州市主城区主要河网的水文观测数据,提出了河网—维水动力—水质数值模型。李晓团队对苏州市45个主要调控工程进行了数值模拟,得到了闸泵联合调度机制可以显著改善内河水环境的结论,完善了从系统角度研究内河水环境的理论。此外,该团队还对苏州河丰水期和枯水期在现行水环境治理措施下的水质变化情况进行了数值分析,结果表明多数水体污染物浓度与河流水位呈负相关变化,且城区西部水源质量由于东部。基于此研究成果,该团队提出在枯水期苏州市可以利用城区水利调控工程对西塘河进行引水,从而调节城区枯水期水质。将新型调水方案输入模型求解,结果表明,绝大多数区域的水质有了极大的提升,各类污染物浓度均有所下降,最大降幅可以达到49.7%。莫祖澜(2014)研究底泥、水温、流速以及被引水水质、引水比例等对受纳水体水质的影响,并据此对前人提出的闸泵调控优化模型进行了改进,完善了目标函数,增加了内河水流速、外河水质与内河引水比例3个约束条件,建立出包含引水因素在内的水利控制工程水动力调控优化模型。基于MIKE11软件,构建出嘉兴河网示范区的水环境模型(包括水动力模型和水质模型)。

2结语

平原地区水污染问题严重的主要原因在于河流水动力条件微弱,导致水体自净能力变差。通过有效的管理政策以及合理的工程调控可显著改变河道的水动力条件,从而影响河道的水环境,利用闸站等水工调控工程对水动力及水环境进行联合调控,是一项复杂的、也是极具成效的系统工程,建立区域水环境联合调控数值模型,可为水环境改善提供决策支持。

参考文献

[1]徐国忠,陈习庆,黄晨,等.苏州同里古镇河道水质改善及维持技术方案研究[A].2015年建筑科技与经济学术论文集[C].2015.

[2]葛蕴.苏州市古城区河网水流数值模拟可视化研究[D].扬州大学,2014.

[3]李晓,唐洪武,王玲玲,等.平原河网地区闸泵群联合调度水环境模拟[J].河海大学学报:自然科学版,2016,44(5):393-399.

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