摘要：中心涌是珠江三角洲河网地区的一座江心洲，是东莞市水污染治理的最后主战场之一，整治工程包括雨污分流改造、排污口整治、内源治理等措施。由于中心涌与东江水力联系全部由闸站控制，水动力不足，工程措施实施后水质仍难以满足考核要求。本文通过分析东江潮水资源利用可行性，制定闸站引潮活源调度方案，建立水环境数值模型，研究闸站联合调度对中心涌流域水质改善效果。
关键词：中心涌；引潮活源；闸站调度；水质模型
1 引言
中心涌流域位于东莞市北部，总流域面积63.15km2，流域四面由东江北干流、东江南支流包围，通过16座水闸与东江进行水力联系。现状流域内河涌水质整体表现为劣V类，其中南排涌及其支渠超标倍数最大，超标指数也最多，COD、BOD5、NH3-N、总磷最大超标倍数分别为2.48倍、3.62倍、3.99倍、1.21倍。根据水质水动力模型分析，在外源治理、内源治理、生态修复等措施削减入河污染物后，中心涌流域水质距目标V类水目标仍有一定差距。
通过分析东江潮水活源调度可行性，计算引潮水量，制定闸站联合调度方案，增加中心涌流域水动力，改善水质。
2 引潮必要性分析
中心涌流域水质目标为2020年水环境明显改善，水生态系统功能初步恢复，黑臭水体总体得到消除，流域水质达到V类水标准，COD浓度低于40mg/L，NH3-N浓度低于2.0mg/L。
通过建立中心涌流域MIKE 11AD水质水动力模型分析[1]，外源治理、内源治理、生态修复等措施削减入河污染物后，考核断面水质指标距目标V类水仍有一定差距，需考虑相应措施进一步改善水质[2]。
3 引潮可行性分析
1) 潮水水位
结合泗盛围站多年潮位资料和沙腰水闸实测潮位资料，本次计算中，引潮平均高潮位取1.6m，退潮平均低潮位取0.5m。中心涌内河涌上游水位约在1.3m；下游水位约0.7m，流域内外江存在较为稳定的潮差时段，具备引潮条件，见图1。
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图1 典型潮位过程与河涌设计水位对比
通过对流域干支流河涌河道195个断面实测，流域内干流河底高程在-0.3m~-2.1m，支流河底多在-0.4m~0.8m之间。潮水位高于内河涌设计水位，基本可实现自流引潮活源。
2) 循环周期
调度方式：涨潮时关闭下游水闸，打开上游水闸，引潮入中心涌；退潮时关闭上游水闸，打开下游水闸，排出潮水；使水体单向流动，实现水体交换。
水体循环周期T=V总涌容/（V自排引潮+V电排引潮+V污水厂补水）
由理论计算可知，在“引潮活源调度”情况下，当上游8座引水水闸全部开启时，中心涌流域水体大约每4.7天可以实现一次水体交换，起到增加水动力，改善水环境的目的[3]。下节将利用水质水动力模型对引潮方案水质水质改善效果进行进一步分析。
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图2 中心涌流域河网水动力模型范围图
4 引潮活源方案
1) 涨潮引水调度
当处在非汛期时段，内外江均未遭遇洪水，当涨潮时，进入“涨潮引水调度”模式：
①下游芦村围、芦村、高埗、稍谭水闸关闭，抵挡潮水，防止潮水倒灌；
②当外江水位高于内江水位0.03m时，打开沙腰、塘厦、护安围、茶洲、石碣、横滘、鹤田厦、上江城水闸引潮水入内河涌；开启动力泵站系统主闸站闸门引水，补充中心涌水量；
③当外江水位低于内江水位0.03m时，关闭中心涌调水动力泵站系统主闸站闸门，开启水泵，向中心涌补水；开启中心涌调水动力泵站系统1号分水闸、2号分水闸。
2) 补水效果分析
采用MIKE 11AD对中心涌流域河网进行概化分析，本次河网概化保留了研究区域内大部分河流，部分小支渠和外江河道概化为点源进入模型，加载入实测河道断面信息以及边界水动力条件，建立中心涌流域水动力模型，见图2。
根据闸站引潮活源调度方案，外围水闸按自排2h，动力泵站电排4h计，水质水动力模型分析中心涌流域水质改善情况见图3，可见实施引潮补水后中心涌流域干支流河涌水质较好，满足V类水水质目标要求。
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图3 中心涌流域NH3-N浓度分布情况
5结论
水环境综合整治是生态文明建设重要组成部分，2020年是广东省水污染治理攻坚战的决胜之年，东莞作为水污染治理攻坚战的主战场之一，在采取雨污分流、排污口整治、内源治理、生态修复等措施同时，需要考虑河网地区水力联系特点，采取闸站调度进一步改善河湖水质。同时，潮水作为一种可重复利用的水资源，可作为补水活源的生态补水水源之一。
参考文献：
[1]丁志强.河网多闸联合调度水动力及水质数学模型的研究[D].2009
[2]张哲海,徐瑶.生态补水对玄武湖水质的影响[J].南京市环境监测中心站,2012
[3]王世涛.城市化发展对南昌市水系结构与河网连通性变化及其调蓄能力的影响研究[D].南昌大学,2016)
作者简介：程发顺（1988-），男（汉族），硕士，中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司。
论文作者:程发顺,隆怿
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/21
标签：水质论文; 水闸论文; 中心论文; 河网论文; 东江论文; 动力论文; 潮水论文; 《基层建设》2020年第1期论文;