济南市历阳河生态补水技术研究

李 寅

（济南市城乡水务局，山东 济南 250099）

选取舜耕路东侧的广场东沟及上游东山坡山水沟，引用外来水源建设历阳湖、历阳河生态河道景观。串联千佛山、趵突泉、大明湖三大景观，将历阳河舜耕路沿线打造成为类似于环城公园一样的景观河道，使山东财经大学（舜耕校区）、济南电视台、山东电视台、泉城公园等公众场所和周边居民密集区均能享受到生态河道的优美环境，成为泉城新名片。把原来只有泄洪功能、且有生活污水污染的广场东沟进行生态改造，引水补源是必不可少的。本文重点探讨水源选取、补水工程等方面的内容。

1 水源的选取

本次生态河道建设的水源选取采取了创新型的做法，以市中心著名风景区——大明湖的弃水作为水源，巧妙利用了现有设施，建设三级泵站和输水管道，将大明湖水逐级提升到生态河道中。历阳河生态河道的建设方案分为历阳湖渗漏水库和历阳河河道景观两部分。生态水库注重蓄水渗漏，河道景观突出绿色休闲，而选取大明湖水作为水源，特别适合本工程的客观需求。大明湖湖水来源于趵突泉、珍珠泉、黑虎泉等自然泉水，水质纯净，水量稳定。同时社会上对于优质泉水“先观后用”的呼声很高，市政部门也根据群众需求建设了泉水直饮水系统，收获大量好评。利用大明湖水作为生态补源的景观用水，主要优点：一是水质优良。大明湖湖水来自天然泉水，受污染少，用作景观用水和地下水补源均可以达标。二是水量稳定。该方案采取在大明湖北水门出口取水6万m3/d，计划在用于生态用水和下渗补源以后，有4万m3/d水回流至北水门，对大明湖本身并没有影响。三是工程量小。大明湖距历阳湖直线距离仅8.0 km，且市区内有部分设施可供改造使用，占地面积小。

2 渗漏水库设计

2.1 水库的选址

济南市有着特殊的地质结构，自西向东具有多个渗漏区，单独修建渗漏水库将会面临移民拆迁、征地以及造价较高的问题，因此，选址以现状河道建设蓄水坝作为渗漏水库，以增加补满蓄水水量为主，兼做景观水面，形成良好的河道生态系统。综合考虑水源位置、渗漏性能，并结合现有设施情况，经广泛巡查、实地勘测，发现旅游路西首东山沟处是渗漏水库的理想建设地点。该处位于历阳河上游太平庄渗漏区，地貌为荒地，几乎不需拆迁。确定在该处建设历阳湖渗漏水库，作为生态河道的源头是合理可行的。

2.2 水库的设计规模

历阳湖渗漏水库主要的设计参数：设计湖底高程127.81 m，坝顶高程132.81 m，坝高 5.0 m，内边坡坡度 1∶2，蓄水量约 2.0万m3。

根据地勘报告，工程场地土质类别为I～II类，库区范围内无崩塌、滑坡、泥石流、地下采空区等不良地质现象，未发现影响库区稳定性的其它不良地质构造。

2.3 水质净化系统

经第三方监测，大明湖水质CODcr、总氮达不到《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GBT18919）的规定要求。为保证地下水不受污染，本工程生态补源的水质标准选为地表水Ⅲ类水质标准。

在历阳湖西岸、金鸡岭别墅区东侧建设历阳湖水处理站，对大明湖弃水进行处理。工程设计处理规模10 000 m3/d，采用初沉+高效藻类系统+气浮+紫外线消毒处理工艺，构筑物为平流式初沉池、高效藻类处理池、气浮池及紫外线消除渠等构筑物组成。水处理流程如下：原水首先经引水泵房提升进入平流式初沉池处理，再一次流经高效藻类处理池、气浮池，最终经紫外线消毒渠后出水至历阳湖。

3 河道补水工程

历阳河补水工程由三个部分组成：三级泵房、输水管道、生态河道。泵房和输水将湖水提升至源头历阳湖，生态河道中含有谷坊、拦水坝等蓄水设施供补给水更好下渗。

3.1 取水地点的选择

从保护大明湖的角度考虑，本工程采用从出水口取水的方式，引弃水作为生态补水的水源。大明湖出水有两路，一路从北水门出向西经生产渠流入工商河，一路从西侧进水口向北流入东泺河。两处出水口对比情况如表1所示。

表1 取水点位置比较

对比可得出，选取西护城河出水，取水泵房在顺河高架路附近更好。

3.2 输水管线铺设方案

鉴于本工程输水路径较长，为减少管线施工对交通的影响，本方案的主体思路为输水管线沿河敷设，这样既可解决管线位置问题又不影响交通。具体的敷设路线及比选情况如表2所示。

表2 三个供水方案的优劣对比

方案一：取水点→西圩子壕→南圩子壕→历阳河→历阳湖，输水管线约12.0 km。

方案二：取水点→西圩子壕→南圩子壕→玉绣河→历阳湖，输水管线约10.0 km。

方案三：取水点→西圩子壕→南圩子壕→玉绣河→舜玉路→历阳河→历阳湖，输水管线约13 km。

考虑到济南市的交通情况，如果工程在河道附近道路上施工，务必会造成城中心拥堵、社会影响较大。因此优先考虑对道路影响最小的建设方案。方案一需要穿黎明坝，对现有水利设施有较大影响。故本次方案选取方案三。方案三施工时可结合舜玉路改造工程实施，施工时间可以最大化利用，同时该线路一次能满足历阳河、玉绣河两条河的生态补水需求。

3.3 供水量计算

蓄水量包括渗漏水库蓄水量、广场东沟景观用水量。

历阳湖水库设计蓄水量2.0万m3，景观用水量按河道长9 200.0 m，宽20.0 m，水深1.0 m计，需水量为18.4万m3，合计总蓄水量为20.4万m3。为了保证广场东沟的生态水系达到“河畅、水清、景美”的目标，本工程中按照旱季每5天循环一次的蓄水量考虑，需用水量为5.08万m3。

河道及景观皆由石头护砌，根据规范要求，侧渗量最大为3 L/m2·d，河底铺设防渗膜其渗水量微小，这里按照0.5 L/m2·d进行计算。（GB 50141-2008给水排水构筑物工程施工及验收规范 GB 50141-2008）河道侧渗及底部渗漏水量计算结果见表3。

表3 渗漏水量计算

本工程主要的蒸发量来源于广场东沟河道及渗漏水库，相关蒸发量计算见表4。

表4 蒸发水量计算

因此，本工程取水50 800 m3，蒸发下渗水量合计10 871 m3，每日循环回大明湖水量约40 000 m3。

3.4 水质监测

取样地点采用历阳河上游山财舜耕校区内或者经十路路口处，水样采用《地表水环境质量标准（GB3838-2002）》规定的监测方法进行化验。

表5 2017年历阳湖、历阳河水质化验结果

从表中可以可出，用于历阳河生态补源的大明湖水保持了优秀的水质，污水处理厂出水在流经湖体、河流后几乎没有污染物增加。完全达到再生水回用的标准。

4 生态效应和社会效应评估

从历阳湖中水站运行情况来看，历阳湖中生态补水水质优良，水质稳定维持在地表水Ⅲ类水质标准，运行模式采用PPP，委托给社会单位运行。运行以来历阳湖湖水常年保持清澈，历阳河河水充盈，湖周边植被茂盛，成为鸟类繁衍生息的家园。市民闲暇时光来到湖畔散步、钓鱼，周边居民对此普遍好评。生态补源水也在趵突泉泉群保持常年喷涌中起到了明显作用。