厦门筼筜湖水动力改善思路分析.pdf

四 川 水 利厦门筼筜湖水动力改善思路分析曾华荣(厦门市筼筜湖保护中心福建 厦门)【摘 要】厦门筼筜湖水系承担厦门本岛近/的行洪排涝任务又是市民日常生态休闲的重要场所兼具多项功能加强综合整治对优化水系功能和提升城市品质具有重要意义 经过多轮治理工程筼筜湖已达到旱天污水不入湖的目的但由于历史原因局部区域本底条件相对不足提升区域水动力是改善环境的一种思路 通过工程措施改善区域水流条件可有效提升水动力在水质不好的情况下快速将水进行更换改善环境【关键词】筼筜湖 水动力 缓流 导流堤 堵坝 中图分类号:文献标志码:文章编号:()引言筼筜湖位于厦门岛内西部湖区北、东、南三面环山流域上游山地植被良好山坡较陡湖区通过西堤闸门与西海域联通 湖区水域面积 可划分为天地湖、松柏湖、引水渠、干渠、筼筜湖内湖、筼筜湖外湖 个区域汇水面积排洪沟 条是厦门市最重要和历史最悠久的湖泊之一 二十世纪八十年代以来伴随着厦门岛的不断发展筼筜湖秉承“依法治湖、截污处理、清淤筑岸、搞活水体、美化环境”的理念经历了四次大规模的治理周边已经形成了相对完整的污水收集系统达到了旱天污水不入湖的目的从而实现筼筜湖水环境总体得到改善尤其是改善了旱天的水环境品质 筼筜湖作为城市系统自然地理的一部分汛期提供防洪、排涝及排水的水安全功能非汛期为城市提供水源、绿地、滨水空间及市民文体娱乐场所等一系列的水生态、水景观功能 筼筜湖现状 水水体体现现状状筼筜湖湖水的主要来源有两项一是依靠纳潮闸在高潮位时从西海域纳入新鲜海水沿引水渠进入筼筜湖低潮位时将湖水通过排潮闸排出二是雨天的雨水通过排洪沟进入筼筜湖湖水通过排涝泵站抽排或排潮闸排出 经过持续的治理筼筜湖周边已实施全截流旱天污水不入湖主要污染源为雨天污水截留设施溢流及初雨径流 目前主要通过纳潮入湖进行水体交换提高水动力改善筼筜湖水质 水水动动力力现现状状日常筼筜湖水动力交换通过西堤闸进行调控控制湖区水位在黄海高程 纳潮时海水通过西堤纳潮闸由引水渠进入内湖东侧及干渠西侧后沿导流堤拐弯进入内湖和外湖排水时湖水通过西堤排潮闸排至西海域纳潮排潮闸 引水渠中段海水泵站负责为上游天地湖、松柏湖和南 号排洪沟进行补水增加水动力补水在莲岳路处汇入干渠东侧进而至内湖图 筼筜湖湖区水动力现状 在在建建项项目目影影响响第二排涝泵站及西堤闸工程主要建设 曾华荣:厦门筼筜湖水动力改善思路分析 /泵站一座提升筼筜湖防洪能力至 年一遇重建西堤闸增加纳潮能力通过边纳边排方式调控纳潮能力最高可提升约 倍对于湖东桥以西湖区水动力改善明显但对干渠水动力改善效果较小“西水东调”生态补水工程主要建设内容为新建海水补水管道并修复原有补水管道形成互为备用保障补水稳定性改造海水泵站提升补水能力至最高 万/沿途增设 个补水点明显改善天地湖、松柏湖等水体交换能力水动力明显改善 局部水动力不足问题分析筼筜湖整体水动力条件向好但因历史原因仍存在局部本底条件相对不足 水质亟待改善 根据筼筜湖特点主要存在三类缓流点:交换不畅类如干渠堵坝类如湖滨中路南侧引桥两侧弯角死水类如南 号沟沟口弯角 交交换换不不畅畅类类干渠属于水体交换不畅类总长约 宽库容约 万 区位见图 干渠上游松柏湖通过溢流或莲岳闸门进入干渠东侧后向西流动流量理论上为 万/但受制于该流量已消纳上游污染源水质较差其换水对干渠水质改善不明显干渠下游受纳潮时引入海水顶托影响水流存在短时间自西向东的现象上游来水较难通过纳潮、排潮进行交换 因此干渠承接上游污染源、下游纳潮顶托虽然总体水流自东向西但干渠水体交换非常不畅甚至局部时段有下降风险再加之干渠两岸南 号、号和北 号等 条大排洪沟污染源输入特别不利于降雨后水体改善 堵堵坝坝类类湖滨中路南岸引桥属于堵坝类现状为长约 的堤岸垂直水流方向伸入内湖湖区区位见图 堵坝隔断了两岸水体流动导致湖滨中路南岸引桥两侧存在较大面积的水体缓流区其中西侧缓流区呈条带状长约、宽 东侧缓流区呈三角状长约、最宽约是具有代表性的主要阻水点之一 现状水流沿北侧桥下自东向西通过南岸引桥东、西侧受缓流影响水质较差尤其引桥西侧存在南 号排洪沟出口污染物易在此区域堆积不利于雨后水环境快速恢复 弯弯角角死死水水类类南 号沟排口所处凹岸属于弯角死水类位于外湖直角湖湾处也是具有代表性的弯角死水点之一区位见图 南 号沟口本身为规模较大的弯角死水区受地形影响严重滞缓流仅能通过日常湖区调度形成的涨落潮进行稀释加之 号沟污水雨天溢流入湖区域污染源无法快速扩散长期集聚水质常年不佳 局部水动力改善思路 改改善善原原则则()采取低影响工程措施有效提升区域水动力()科学导流加强区域水动力()合理打通通畅过流降低次生影响()科学改线合理降低弯角水容量提升换水效率 交交换换不不畅畅类类改改善善思思路路干渠改善重点为提升水体交换干渠最佳水动力来源为纳潮 通过向东延伸导流堤至末端近莲岳路处纳潮时计划将纳潮海水引入干渠形成稳定推流使干渠水体快速交换导流堤延伸主要受位置、长度、堤顶高度等影响 根据数模分析为避免湖滨东路两侧出现过高雍水导流堤宜设置在干渠中间位置为了更好提升排洪沟出口的水动力导流堤宜延伸至北 号、南 号处延伸约 为了降低导流堤延伸对行洪的影响便于与周边景观协调导流堤宜设置为潜堤暂定比平均潮位略低 堵堵坝坝类类改改善善思思路路湖滨中路南岸堵坝两侧改善重点为打通堵坝连通水系有效改善两侧缓流区水动力湖滨中路南岸堵坝两侧打通主要受打通范围、位置等影响 根据数模分析为了改善两侧水动力堵坝打通效果明显且打通范围越大堵坝范围水动力改善越明显但到一定值后由于过流面积增大流速随之下降为了更好地改善两侧水动力且不带来次生影响堵坝宜局部打通利用局部水动力改善两侧水环境使工程建设方案具 四 川 水 利有较好的经济性 弯弯角角死死水水类类改改善善思思路路南 号沟排口弯角重点为沟口改线、弯角水量降低快速扩散污染源提高换水速度南 号沟弯角死水主要受沟口改线位置、弯角水量等影响 根据数模分析为了改善弯角污染总量沟口改线至主流位置可使入湖污染物随排潮加速扩散弯角基本无污染源输入为了提高弯角换水速度对弯角及上游直角进行修圆处理并且进行地形塑造在不占水面面积和库容的情况下降低弯角蓄水量 总总体体效效果果验验证证为了更好地验证上述三类水动力改善措施采用现有的筼筜湖物模进行实际验证采用恒定流、非恒定流分别进行验证总体结论与数模基本保持一致因此三类水动力改善措施均切实有效干渠导流堤延伸后对改善干渠水动力效果明显纳潮时从基本不动提升至平均 /延伸长度直接影响改善范围堤顶高程越低对纳潮、排洪影响越小但受精度影响雍水高度物模无法给出结论湖滨中路南岸堵坝打通坝根部及中间各 以上即可满足两侧水动力改善需求流速从 /提升至 /打通区并非越宽越好打通超 能改善堵坝两侧水动力但会造成北岸形成新的滞缓流流速从 /降低至 /南 号沟排口改线后出水快速扩散基本不入弯角弯角内流速基本不变如图 所示图 湖区水流动改善后特征 结语筼筜湖经过多次综合治理目标从“湖水基本不臭”到“晴天污水不入湖”再到“水更清、景更美、魂更强”湖区水动力受天然环境限制通过改造湖区边界与地形加强局部水动力是改善环境的一种方式 导流堤延伸可有效改善干渠水动力打通湖滨中路堵坝一定宽度可有效改善堵坝两侧缓流区水动力南 号沟排口改线可有效减少弯角污染源输入间接提升水质 通过各类点状针对性措施可使筼筜湖局部水环境得到较大提升参 考 文 献蒋启华.厦门市筼筜湖综合整治工程方案介绍.工程建设与设计():.傅海燕于淑杰黄国和等.筼筜湖无机氮分布特征与赤潮灾害防治研究.自然灾害学报():.王 欢陈江海陈 翔等.基于 模型的厦门筼筜湖水质提升方案.水电能源科学():.张伟勤.福建省主要湖泊水库水环境污染现状及防治措施.工程建设与设计():.中国市政工程中南设计研究总院有限公司.筼筜湖第二排涝泵站及西堤闸工程初步设计文件汇编.武汉:中国市政工程中南设计研究总院有限公司.上海勘测设计研究院有限公司.搞活筼筜湖五缘湾水体及改善周边环境工程研究报告.上海:上海勘测设计研究院有限公司.牛晨曦侯雨坤耿世洲等.城市湖泊水动力评价体系研究.水利水电技术():.龚 然徐 进徐力刚等.基于 城市景观湖泊水动力模拟研究.环境工程():.上海勘测设计研究院有限公司.筼筜湖湖滨中路桥南侧活水效果评估.上海:上海勘测设计研究院有限公司.上海勘测设计研究院有限公司.筼筜湖干渠导流堤延伸工程专题研究.上海:上海勘测设计研究院有限公司.作者简介:曾华荣()男汉福建厦门人工程师硕士研究方向:水体改善、水治理: