城市泵闸建设管理与河道水环境改善

2011-04-01杨小寒顿西峰陈在连

城市道桥与防洪 2011年6期

杨小寒，顿西峰，陈在连

（1.长宁区河道管理所，上海市200336；2.上海全景数字技术有限公司，上海市200083）

0 前言

城市泵闸型式繁多，与河道水环境关系密切的主要有河道节制闸泵站、市政雨水泵站、城郊排灌泵站。除具备防洪挡潮、排水、灌溉、调节水位等功能要求外,泵闸还要担负引清调水、改善水环境及水生态的作用。泵闸的防汛排涝作用历来就倍受重视，在最近几年才逐渐关注泵闸对河道水环境的影响。以上海市长宁区泵闸为例，探讨城市泵闸建设管理与河道水环境改善的几个问题。

1 工程概况

上海市长宁区新建河道泵闸有四座，分别为新泾港泵闸、纵泾港泵闸、通协河水闸、以及南渔浦支流泵闸等，朱家浜泵闸正在建设，门型多样，多为双向运行的泵站，既可排水也可以引水，总流量为27 m3/s。有11座农村排灌泵闸，位于新泾港、周家浜支流的中小河道上，均为单向翻水泵，卷扬式平板闸门，总流量为28.4 m3/s。市政泵站有北虹北块雨水泵站、北虹南块雨水泵站、延西雨水泵站（虹延雨水系统）、哈密路临泵、金家浜合流泵站（花园广场雨水系统）、虹桥路雨水临泵、北新泾南块雨水泵站（在建），均分布在新泾港东西两侧，总流量44.75 m3/s。

2 泵闸现状

2.1 城郊排灌泵站设备老旧

排灌泵站大多数都建于上世纪七、八十年代，性能指标落后，建设标准低，机组结构形式单一，许多淘汰过时的机电设备得不到及时更新，机电设备质量差，机组老化，泵站安全可靠性降低，故障频繁发生，需经常维修；各种闸门、闸阀、压力管道严重锈蚀、腐蚀，造成事故隐患，严重影响泵站安全运行和效益的正常发挥。技术装备落后，自动化程度低，泵站只能单向排水，不能引水，在上海中心城区原有的灌溉功能已经逐渐弱化，对水环境的改善作用有待进一步开发利用。

2.2 泵站信息化水平低

泵闸信息化水平与其他行业相比，显得起步较晚、发展缓慢、相对落后。11座排涝泵站无自动控制程序，新建的河道泵站有自动控制程序两套，北新泾泵闸单独一套自动控制程序，北临空地区的纵泾港泵闸、通协河水闸、朱家浜泵闸有一套集中式中控程序，在通协河中控室中可以实现对三座泵闸的远程控制与监测。

目前还存在不少待解决的问题：一是信息建设缺乏统一的规划和布局，规划和管理水平不能适应信息化的需要，信息化建设中低水平重复建设问题仍然很突出，条块分割现象依然存在，没有针对三类泵闸进行的统一信息规划，水利资源不能够共享。二是信息化建设投入不足，信息基础设施十分薄弱，信息采集和传输手段还不高。三是普遍缺少自动化监控设施和信息化，已建成的两套控制系统没有联网，排灌泵闸、市政泵闸信息没有监控系统，不能实现泵闸的优化调度和合理运行，以便科学有序的引清调水，促进河道水环境质量进一步提高。

2.3 市政泵站污水截流设施不足

中心城区的雨污分流制排水系统存在大量的雨污混接现象，导致分流制地区的雨水泵站污水放江也成为河道重要的污染源，雨水泵站旱流和初期雨水放江对河道的污染很严重，加剧了河道水质不断恶化。长宁区已建成的市政泵站都位于新泾港沿线，只有延西泵站和北虹南块泵站有污水截流设施，尽管采取了旱流截污措施，但由于受到各种不利因素影响，截流泵流量不足、运行不合理，导致实际运行效果较差。因此，每当雨天新泾港及沿线支流河道往往会因污染负荷超载而出现短时黑臭，这也是河道水质仍不稳定的主要原因之一。

2.4 泵闸对水生态的不利影响

泵闸本身并不产生污染物，但是不合理的使用会对水生态产生一系列不利影响。市政泵站承接了大量雨污水，在干旱的天气泵闸较少开启，调蓄池雨污水经过长期存放更加腐败黑臭，在雨天泵闸突然开启，这些高浓度污水集中下泄，往往造成河道突然黑臭。泵闸如果长期关闭，只在排涝或换水时偶尔开启，就会破坏水系的连通性，导致河道纳污能力大幅度下降，水体自净能力下降，使水体污染加剧；一些中小河道每到高温季节就会出现富营养状态，浮萍、蓝藻大量滋生，“水华”现象严重；泵闸长期关闭还会导致水流流速趋缓，河道径流减少，引起河床形态变化，河道淤积，会都使河流的行洪蓄洪能力降低。

3 城市泵闸建设管理措施

3.1 充分发挥新建泵闸的作用

新建泵闸在设计时充分考虑了改善水环境与水生态的需求，水泵在满足设计流量及运行要求的同时，兼顾排水和引水功能，采用“S”型叶片双向泵；广泛应用了液压启闭系统，新建泵闸操作基本都采用自动控制。这些硬件设施的建成为水资源调度提供了便利，在保证防洪除涝安全的前提下，在高潮位时河道水闸利用潮差引水，低潮位时开启水泵引水，将苏州河水引入内河，并通过新泾港、周家浜、纵泾港等河道向下游和周边支流供水，以加快水体流动，提高自净能力，缩短内河换水周期，改善区域河道水环境。自2008年6月北新泾泵闸投入使用以来，在有暴雨台风预警时，全力防汛排涝，在天气良好时，大潮汛每天开闸引两潮水，约8 h，小潮汛时每天开泵引水6 h，事实证明对水质改善效果比较明显，新泾港没有出现长时间的黑臭现象。相对工程整治而言，利用泵闸引清调水是一种投资少、见效快的方法，在今后的运行中要最大限度的发挥河道泵闸工程的作用，充分利用潮汐动力，对泵闸进行科学合理的调度，促使内河水体有序流动，从而有效改善内河水环境。

3.2 改造排灌泵闸

有必要对一些已建泵闸进行重新评估，并在评估基础上调整运行方式，分析哪些泵闸需要改建，一些防汛排涝、引清调水作用不明显的予以拆除。在规划设计阶段即充分考虑泵闸生态影响，泵闸需运行稳定、可靠、方便，充分调活水体，泵闸及管理房简洁美观，与周围环境相协调。通过对泵站的更新改造，提高泵站机电设备的技术装备水平，消除工程安全隐患，达到安全、高效，并通过机组适度增容，适当增加排灌流量，采用双向泵，提高泵站防洪、排涝标准，提高泵站水资源调度能力；通过对建筑物的改造，全面改善泵站的运行环境和管理条件；应用先进的科学技术，实现泵站自动化，逐步实施信息化；加强管理，推进改革，促进现代管理技术的应用和推广。

3.3 推进市政雨水泵站改造

在有条件的雨水泵站附近设置末端调蓄池，旱季时调蓄削峰，避免应急排放的冲击负荷对排水设施产生负面影响，雨季时用以调蓄预抽空产生的混接污水和初期雨水；同时，应在分流制地区雨水泵站内，增设污水截流设施及外排的截流污水管，减少雨季污水溢流放江的次数，削减排江的污染物负荷。

3.4 加强信息化建设

加快泵站信息自动化建设，增加泵站管理的科技含量，是泵站管理迈向现代化、正规化的有效途径。不断提高水利工程自动化管理水平，把现代信息技术、计算机技术、自动控制技术应用于水利工程管理中，提高科技含量，使工程管理走向科学化。以区域泵闸自动化监测为基础，在防洪减灾及水资源调度方面，研究、引进国内外先进技术，重点利用信息网络技术，逐步实现泵站信息监控自动化、信息传输与处理网络化、管理调度自动化，实现实时调度、科学决策，建立区级泵闸防洪减灾及水资源调度决策指挥系统。

3.5 统一调度管理

由于分属不同条块，调度执行者往往按照本行业的规程运行，无论是在防汛还是在水环境改善方面都时常发生整体利益与局部利益关系的问题。因此在进行工程更新改造的同时，需要形成统一的调度管理方式，推进现代化的信息管理，使各类泵闸其充分发挥防汛及水环境改善的综合效益。对已建闸坝的调度运行方式进行相应调整，以兼顾生态目标，不仅从防汛角度进行调度，而是兼顾防治污染实施调度。

存在混接污水问题的雨水泵站进行旱天截流设施改造，杜绝其放江污染问题，进一步减少入河污染量。对于目前无条件改造的市政泵站定期开机，保持污水小流量排放，避免雨前大量污水瞬间污染河道，通过清水稀释及充分发挥干流水体的自净能力，降解污染物。另外，在调水时，为防止主干河道和支流污水叠加，在一定程度上进行“错峰”调度，以减缓对新泾港等干流污染影响。逐步从单一的防洪调控，向水资源的综合调度和优化配置转变，河道上闸门基本上全年开启，只在遭遇天文高潮、台风高潮和排涝高潮时才关闸挡潮，尽可能地敞开闸门以恢复河道的自然流态，修复和促进河道水环境及水生态的优势。