常熟海洋泾引江泵站规模分析

王伟杰韩琼玥朱丽丽

摘要：通过海洋泾各引江流量的方案，分析改善常熟城区水环境，以满足片区水功能区划的水质要求。综合该工程的经济效益、工程运行费用等问题，确定海洋泾引江泵站的流量。

Abstracts: The river flows through the ocean of the scheme, analysis to improve the Changshu city water environment, to meet the quality requirements of section water function regionalization. Integrated the economic benefits of the project, project operation cost and other issues, identify marine Jingyang River Pump Station flow

关键词：引江、区域、资源、环境

Key words:River, area, resource, environment

中图分类号: TV675文献标识码：A文章编号：

1. 引言

水是人类社会赖以生存和发展不可替代的自然资源，过量开发利用或污染水体就破坏了水生态系统，带来负面效应，威胁着区域的经济社会发展和地球生命系统的健康。

从解决水体污染的根本原因出发，治污是根本的，引清调水是治表的，但在综合治理的全过程中，引清调水始终起到十分重要的作用：一方面引清调水投入少，见效快；另一方面，引清调水改善水质的作用是以水治水，不仅仅是增加水量，稀释污水，还有多方面的净化作用。

2水文水资源特征

阳澄淀泖区,在城市化进程加快和经济社会快速发展的同时，环境和生态资源的危机同样威胁着常熟市。

（1）水文气象

阳澄淀泖区地处北亚热带季风气候区，气候温和，四季分明，日照充足，雨水充沛。降水特点是春夏之交多梅雨，夏末初秋多热带气旋暴雨,区域洪水主要由梅雨和台风暴雨所形成；由于年内降雨分布不均，太湖流域历史上不乏严重干旱、湖泊干涸赤地千里的记载。遇枯水年份，生产、生活用水均受到较大的影响，同时河湖水生态急剧恶化。

（2）河流水系

阳澄淀泖区内河道纵横，湖泊众多，是太湖流域水面率最大的地区之一。流域骨干河道望虞河和太浦河分别位于本区域北、南边界，阳澄淀泖区形成了一个相对封闭的区域。望虞河以东常熟境内主要引排河道有白泖塘、常浒河、盐铁塘、耿泾、海洋泾、青墩塘、南福山塘、环城河等23条。

（3）水资源概况

阳澄淀泖区虽地处江南水乡，临近长江和太湖、望虞河和太浦河，但过境客水多，本地水资源量少。随着经济社会的发展和城市化进程的加快，常熟市用水量迅速增大，常熟市水资源量配置能力明显不足。

（4）现状水环境

目前，常熟市委、市政府对本市水环境治理极为重视，并于近年已着手水环境整治。主要措施是：对重点污染企业进行整顿，加大环保监测力度，削减工业、生活污染源向河道的排放量；加快城区污水处理厂和截污管道的建设；同时减少农田泾流面源污染；结合城区建设实施昆承湖地区综合整治等。

3海洋泾引排工程是保障区域经济社会的可持续发展的需要

海洋泾是常熟城北片的主要通江河道，位于流域骨干河道—望虞河、区域骨干河道—常浒河之间。海洋泾引排综合整治工程，是阳澄区在“大引大排”工程布局的基础上，结合常熟城市防洪和改善区域水环境的需要，也是《江苏省常熟市水资源综合规划》改善水环境方案的综合重点工程之一。

该工程的实施，将形成长江向常熟城区供水通道，可增加片区的引水能力，将提高常熟市水资源的配置能力，有利于望虞河集中向太湖供水；增强区域西北部的水动力条件，改善区域水环境；同时形成骨干排水通道，提高城北片防洪除涝能力，并配合区域治理其它骨干项目，有效提高区域的防洪除涝标准，保障区域经济社会的可持续发展。

4引江设置规模比选

水环境质量的好坏与水体的流动形态息息相关。海洋泾引江入城实质就是为提高常熟城区河网水体的循环与交换能力，有效缩短河网水体的置换周期，从而达到改善城区水环境质量。以改善常熟城区水环境为目标的水量水质联合调度方案，需要考虑海洋泾合适的引水流量。

4.1引水流量设计

水体的流速、容量是影响水体自净能力的关键因素，水体的自净能力随流速和容量的增大而明显增大。对于引清调水而言，河网水体的流速与调水流量有关，调水流量大则河网内水体的流速加快、容量增大，水体的自净能力也相应增强。

研究区处于平原河网地区，河流往复流动，流速缓慢，因此引水流量的选择对改善水环境的效果关系很大。为了最大发挥海洋泾引排工程的功效，选择一个合理的引水流量则显得尤为重要。本文初选20m3/s、30m3/s、40m3/s三种引水流量，进行模拟计算。通过对不同方案的引江量和代表断面的水质变化情况，以确定海洋泾引江改善常熟城区水环境的所需的最佳引水流量。

4.2计算方案

1971年型是本区域供水设计典型年之一，降雨保证率94%。采用太湖流域一维河网水量水质模型，进行设计年型的水量水质联合调度模拟计算。

1971年型海洋泾不同引江计算方案，见表1。

据《常熟市水资源综合规划》，未实施海洋泾引江工程前，1971年型常熟城区全年平均水位约为2.9 m上下。从表2可以看出：三种引江方案下，常熟城区全年平均水位分别达到3.018m、3.044m和3.068m，抬高了12～17cm，效果显著。当海洋泾引江流量增大到30m3/s、40 m3/s时，相比较20m3/s，其中非汛期的增加幅度最为明显。分别增加3.3和9cm，增幅为1.1%和3.02%。由此可见，加大海洋泾引江流量效果明显，常熟城区整体河网水位有了一定幅度的抬升，其中40m3/s方案增幅较大。

4.4不同方案水量变化分析

1971年型海洋泾不同方案引江水量，见表3。

根据《常熟市水资源综合规划》，当常熟市年总引水量达到6.4亿m3，可基本满足常熟城区水功能区划值的要求。虽然常熟市通江引排河道较多，但由于内部河网水质较差等因素，引水水质无法满足要求。本次仅考虑通过海洋泾清水通道(两岸封闭)引进的长江水、以及通过望虞河“引江济太”时期经虞山船闸口门处可分入的水量，分析是否满足年总引水量的要求。

常熟市原从望虞河年引水天数约为120天左右，流量35～50m3/s，年引水量约4.4亿m3。根据2007年望虞河东岸（西塘河、冶长泾和虞山船闸三处）按50m3/s总量控制分水的情况，经分析，若按照原引水总量的三分之一进行匡算，虞山船闸从望虞河年引水总量可达1.46亿m3左右。

根据表3的计算成果，若设置按20m3/s进行引水，南福山塘～护城河处入城水量4.02亿m3，加上虞山船闸年引水量1.46亿m3，总计为5.48亿m3，仍小于常熟城区水功能区划值要求的引水总量6.4亿m3，仅为需水量的85.6%。而若按30m3/s或40m3/s规模进行引水，南福山塘～护城河处入城水量分别为5.23亿m3和6.38亿m3，加上虞山船闸年引水量，其总引水量均大于6.4亿m3，且比需水量超出4.5%和16.9%。因此，海洋泾引水流量30m3/s或40m3/s，均能满足常熟市水资源配置和城区水环境容量的要求。

4.5不同水质变化分析

水体本身具有一定的净化水体中污染物的能力。在水体中，污染物会发生稀释分散、降解两个过程。调水可加快河道内水体的流动，从而改善区域水环境。

选取常熟站(护城河与白茆塘交汇处)作为常熟城区的代表断面。1971年型不同引江流量下CODcr、总磷、NH3-N月均浓度变化，见图1～图3。

图1海洋泾口不同引流规模下常熟站COD指标过程线

图2海洋泾口不同引流规模常熟站总磷指标过程线

图3海洋泾口不同引流规模常熟站NH3-N指标过程线

从图1～3中可以看出，海洋泾以30m3/s进行引水，遇1971年特枯年型常熟城区主要河道断面月均浓度COD 、总磷、NH3-N改善程度可分别达4.8～ 24.4％、12.6～70.7％和15.2～ 69.1％，基本满足常熟市区引水量和改善片区水环境的要求，较以20m3/s引水时的各类污染物浓度，在全年的大部分时间内有明显的下降；而若按40m3/s进行调水虽可扩大引江水量，而各类污染物浓度下降幅度趋缓，大部分时间与30m3/s的各类污染物浓度值接近或稍有下降，效果不太明显。

5结束语

据以上成果，如遇阳澄淀泖区域的1971年特枯年型，随着海洋泾引江流量的增大，河网水位值抬高的幅度随之增大，由此也增大了常熟城区的水体容量；实施海洋泾引江工程对缓解常熟城区紧缺的水资源量，是十分必要的，但20m3/s引江方案不能满足入城总年水量配置的要求；从三种引江流量方案改善城区水环境的程度来看，均基本满足片区水功能的水质要求，但30m3/s和40m3/s引江方案对于改善城区水环境的效果大致相当。因此，综合考虑该工程的经济效益、工程运行费用等问题，本文认为海洋泾引江流量为30m3/s较为合适。

作者简介包含的内容

第一作者

姓 名：王伟杰

性 别：男

籍 贯：汉

职 称 ：工程师

学 历 ：本科

从事工作 ：水利规划

单位名称：苏州市水利局

第二作者

姓 名：韩琼玥

性 别：女

籍 贯：汉

职 称 ：工程师

学 历 ：本科

从事工作 ：水利规划工程

单位名称：苏州市水利设计研究院有限公司

第三作者

姓 名：朱丽丽

性 别：女

籍 贯：汉

职 称 ：工程师

学 历 ：硕士

从事工作 ：水资源管理

单位名称：常熟市水利局

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。