郑州市民公共文化服务区水系供水方案研究

2016-10-13刘登科

治淮 2016年9期

刘登科

郑州市民公共文化服务区水系供水方案研究

刘登科

一、区域概况

郑州市民公共文化服务区是郑州市“一心两翼”城市发展战略思路中西翼新城区的核心，生态水系建设是城市生态文明和景观体系建设的主要组成部分。《郑州市民公共文化服务区水系专题规划》明确了水系规划格局为“两纵两横、六湖一库”，并对区域水源条件进行分析，提出项目区水系生态用水无法利用区域自身水资源进行解决、需调用外部水源的研究结论。

二、水系总体布局

项目区现状水体由贾鲁河、须水河、常庄水库、南水北调中线总干渠、西流湖、植物园湖及柳湖构成。《郑州市民公共文化服务区水系专题规划》对项目区现状水系进行了完善，增加了“秀水河、市民公园湖、九曲莲湖、太极湖”，与现有水系共同构成了“两纵两横、六湖一库”的水系格局。

三、水系需水量预测

需水预测主要包括四部分：河道内生态基流；湖泊及河道拦蓄水体的换水量；湖泊、水库的蒸发及渗漏水量；其他环境需水量。项目区规划水系中，南水北调中线总干渠、贾鲁河、西流湖、常庄水库需水量已在各相关规划设计中考虑，本次仅对须水河、秀水河、柳湖、太极湖、市民公园湖、九曲莲湖进行需水量预测，并考虑植物园湖的水源替换。

1.河湖水体运行方式

项目区内须水河水体按照拦蓄水体方式运行。规划秀水河大部分河段拦蓄水体，末端设景观瀑布入西流湖，故秀水河规划以拦蓄水体和生态基流两种方式同时运行。

景观湖泊：规划项目区内需要考虑供水的景观湖泊中，柳湖、太极湖为吞吐型，但其所在须水河属于季节性河流，湖泊上游无稳定水源，其余湖泊均为闭口型，故本次规划供水湖泊需要外调水源进行补水，考虑供水成本，均采用间歇式补水运行方式。

2.河道基流需水量

规划秀水河基流量主要为瀑布运行需水量。瀑布按照全年运行，其中冬季120d不间断运行，其余时段每天运行12h；节假日设计流量按外部水源工程秀水河分水口设计流量0.74m3/s计算，其余时段设计流量按0.3m3/s计算，瀑布全年运行需水量为850.18万m3/a。

3.河湖水体更换及水质保护需水量

供水水源拟采用黄河水，原水基本达到III类水质，国内同类工程经验表明，河湖拦蓄水体每年需完全置换4～6次，才可保证水质不会严重恶化。根据水环境规划各水体水质要求，规划湖泊及河道拦蓄水体蓄水每年置换6次，年需水量为788.36万m3/a。

4.水体蒸发渗漏损失量

根据《河南省地表水资源附图》，查得郑州地区多年平均水面蒸发量1250mm。按拟补水河湖蓄水总面积51.41hm2计算，河湖水面蒸发量为64.27 万m3/a。

参考郑州市区水文地质情况，采用河海大学Autobank程序建模进行计算，须水河、柳湖按照正常渗漏计算，植物园湖考虑现有湖底防渗影响，且由于项目区拟建地下交通体系，为确保运行安全，秀水河蓄水段、太极湖、市民公园湖及九曲莲湖亦考虑防渗措施影响。经计算，河湖水体渗漏量为21.1万m3/a。

5.其他环境需水量

考虑景观及生物栖息的需要，取上述水量（不含河道生态基流需水量）的20%作为其他环境需水量，为174.75万m3/a。

6.水系总需水量

根据需水预测结果，从水量重复利用的角度看，秀水河河道内生态基流需水量可以同时满足秀水河拦蓄水体的蒸发、渗漏、换水和其他环境需水量，故总需水量测算不包含秀水河拦蓄水水体需水量。项目区水系总需水量为1745.65万m3/a，详见表1。

四、区域水源条件

项目区水体主要包括河道拦蓄水体、景观湖泊。其中河道拦蓄水体仅在非汛期运行，汛期来临前需放空以便河道泄洪，故秀水河、须水河拦蓄水体需水量不考虑雨水资源的补充，太极湖直接与须水河连通，与须水河拦蓄水体运行方式一致，汛期须放空，故太极湖无法利用雨水资源补充，可利用雨水资源进行补充的水体有市民公园湖、九曲莲湖、植物园湖及柳湖。

湖泊可集蓄雨水量按《雨水集蓄利用工程技术规范》中的相关公式进行计算。

式中：W—蓄水工程的年雨水可集蓄利用量（m3）；

Si—第i种材料的集流面面积（m2）；

ki—第i种材料的年集流效率；

Pp—设计保证率下的年降水量（mm），此次采用多年平均降雨量；

n—集流面材料种类数。

经计算，项目区可利用雨水资源量为14.2万m3/a，远小于河湖生态需水量。项目区现状有固定水源的水体中，南水北调中线总干渠输送水资源由国家统一调配，常庄水库已确定为南水北调中线调蓄水库之一，现状植物园湖水系均靠抽取地下水自身循环，西流湖及贾鲁河有其自身景观用水需求，故植物园湖、常庄水库、西流湖及贾鲁河的现状水资源均无法调用；而西部须水河属于雨源型河流，枯水季节基本断流。故项目区水系生态用水无法利用区域自身水资源进行解决，需调用外部水源。