佛山北村水系水资源综合调度研究.docx

佛山北村水系水资源综合调度研究何贞俊苏波潘文慰(珠江水利委员会珠江水利科学研究院)摘要在北村水系调度现状分析的基础上,提出了北村水系水资源闸、泵调度一系列方案,通过一维水动力-水质数学模型,对各方案进行对比分析和评价后提出了推荐方案,以期通过闸、泵联合调度改善北村水系内河涌整体水体环境,维持河涌健康与水资源可持续利用。关键词北村水系水资源调度水质数学模型水环境水系概况1北村水系是佛山市南海区的主要内河涌水系之一,位于珠江三角洲河网区,涉及狮山、大沥、里水三镇,集雨面积122.8km2,占南海区总面积的11.4%。雅瑶水道是北村水系的主干河涌,通过北村水闸与珠江连接,主要干支涌有大榄涌、大坑涌、松岗涌、香基河、龙沙涌等30余条,河涌总长135.8km,共同担负着北村水系排水、灌溉、生态、景观之重任。北村水系外围是西南涌、佛山水道、水口涌,径流主要受上游北江来水影响,年际丰枯变化较大,如图1所示。北村水闸外江潮位资料统计,日平均高潮位为0.83m,日平均低潮位为-0.52m;日平均高高潮位为1.11m,日平均低低潮位为-0.70m。图1北村水系图·73·水系调度现状2北村水系内已建的水利工程设施有水闸32座、泵站28座,其中主要的水闸有北村水闸、瓜步汛水闸、街头水闸、汀圃水闸、大榄水闸、黎岗水闸、镇水东水闸、盐步水闸和沙海水闸等,主要的泵站有沙头泵站、街头泵站、汀圃电排站、瓜步汛泵站和沙海电排站等,这些水利工程初期建设时的主要功能是防洪、挡潮和排涝,目前北村水系防洪排涝体系已较为完善,水系内闸、泵运行调度以排涝为主。北村水系内涝水以水闸、泵站联合调度排出,各围内部实施自治,设有电排站实现二级排水。具 体做法是将各二级围内涝水先排至北村水系主干、支干河涌,再经外围排水闸排出。当具备闸门排水条件时(内江水位高于外江水位)开闸排涝;当不具备闸门排水条件时(外江水位高于内江水位),开泵强迫排水。出现持续降雨天气或气象台预报未来数天将持续降雨天气,则执行“准出不准入”制 度,提前降低闸内水位,留出闸内库容。水系综合调度总体思路3随着南海区经济的迅猛发展和城市化进程的不断加快,内河涌严重淤积,河水污染恶化,河涌过流断面能力下降,河涌水系存在的主要问题有:河涌水系局部淤积严重,致使排涝不畅;人为侵占河道、设障,阻水已严重影响排涝;部分河涌岸线脏、乱、差,影响景观和居民生活环境;河涌水系污染较严重,水环境日益恶化,影响工、农业生产用水;受到上游径流、下游潮汐以及水闸、泵站水利工程的交互影响,水动力过程与污染物扩散过程都十分复杂,由于潮水顶托作用,水流反复回荡,污 染物难以扩散至外江。为了改善北村水系极为恶化的水污染情势、减轻防洪排涝压力,开展北村水系水资源综合调度研究工作,以期通过闸、泵联合调度,改善北村水系整体水环境,维持河涌健康与水资源可持续利用。水系调度的总体思路是:(1)通过科学调度水闸、泵站,从外江引入大量清水,改变或控制水流流向和流量,将北村水系内河涌潮汐双向流变为单向流,提高水流速度,加快水体循环,达到“调双为单,以动治静,以清释污,改善水质”的目的,并实现景观蓄水。(2)在水质条件较为恶劣的情况下,水闸、泵站调度考虑降低污水排出口水位进行集中冲污,提 高排水效率。(3)在遭遇暴雨、暴潮或者干旱时,水闸、泵站调度以防洪排涝安全和保障灌溉为主,实现防洪与改善水环境的相互协调转换。水系调度方案研究4水系调度基本原则4.1结合北村水系具体情况,水系调度的基本原则如下:(1)引水时要保证局部低洼地区(如黎岗水闸上游、谭边等地段)不致受淹。 (2)要保障内河涌生态环境,保持生态基流,避免内河涌河床出露。 (3)闸门调度较为方便,便于操作;在静水条件进行闸门启闭。 (4)从节能的角度出发,优先采用闸门调度,以水闸调度为主,泵调度为辅。·74·水系调度基本线路4.2根据北村水系情况确定了三条引水调度基本线路:(1)线路一:通过瓜步汛、镇水东、盐步水闸或泵站引入佛山水道清水,通过街头水闸或泵站引水西南涌清水,由北村水闸排出。(2)线路二:通过北村水闸引入水口涌清水,由街头、瓜步汛等水闸或泵站排出。 (3)线路三:通过瓜步汛、镇水东、盐步水闸或泵站引入佛山水道清水,由北村水闸、街头水闸或泵站排出。北村水系水闸、泵站众多,方案研究选取主要影响因素设定情景进行,并举一反三,综合分析, 提出优化方案。清污调度方案4.3根据北村水系具体情况,清污调度西北片区线路一引水调度试验方案见表1。西北片区内河涌主要包括大榄涌、雅瑶水道、香基河、松岗河、大布涌、机场涌、公路坑涌和谢边涌。表1西北片区清污调度方案表中片区内河涌主要包括龙沙涌、盐步涌及铁路坑涌中段,相对西北片区而言,中片区调水路线较短,水系相对简单。中片区调度采取闸引泵排模式,试验方案见表2。表2中片区清污