南湖生態補水配置及水環境影響分析

陳少舟

（唐山市陡河河道管理處，河北 唐山 063000）

1 基本情況

南湖是開灤采煤沉降區土地復墾生態重建工程，主要包括森林濕地、休閑娛樂、經濟開發等項目，28km2的中心風景區內湖水及濕地面積約為11.5km2，年需水量3000萬m3左右。

通過對南湖生態水充分合理的調度運用，實現南湖生態城周邊資源與環境的動平衡。通過人工渠連接陡河和南湖，引用北郊、東郊污水處理廠中水，市區雨洪資源，荊各莊礦疏干水，城市生態用水；通過青龍河引用西郊污水處理廠中水、城市雨洪資源。

2 水資源配置及調度運用

2.1 雨洪資源利用及調度運用方法

（1）降雨地表徑流水質監測顯示表明：污染物指標一般在降水10mm，明顯下降（NH3－N濃度2.5mg/L，COD濃度120mg/L），部分區域降水5mm，明顯降低，降雨強度越大，水質改變越明顯。南新道、缸窯路等區域污染物指標在降水40mm，明顯下降，此區域受重車影響，路面污染嚴重，污染物起始濃度高，下降緩慢；雨水利用以分散式利用為主。市區降水30mm后，匯入陡河、青龍河水體水質（主要污染物NH3－N、COD等）優于Ⅴ類標準，此時可將雨洪資源利用。

（2）有機質含量順序為：路面（機動車、人行）大于屋頂徑流大于綠地。NH3－N含量呈分散狀態，一般順序為：路面大于綠地大于屋頂徑流。

（3）南湖引用陡河、青龍河雨水資源時，同時考慮排入河流工礦企業污水、中水等，計算雨洪水量納污能力，陡河流量達到25m3/s（最佳引水流量30～60m3/s）時，此時水質優于Ⅴ類，水體濁度較低，可向南湖引水。

（4）調度方式：對外環線橡膠壩充水，攔蓄徑流，經引水渠注入南湖；青龍河水直接注入南湖。

（5）特殊狀況調度：大到暴雨時，引水與防洪相結合。洪峰過后徑流呈遞減時，根據觀測河流水位、計算水量、上游水情預報等，橡膠壩充水，引水注入南湖。橡膠壩充排水采用強注強排方式，防止潰壩事故。

2.2 生態水配置及調度運用方法

生態水水源取自陡河水庫，一般水質為II類。由于受河道排水污染物脅迫，調水流量根據納污能力計算求得，以實現向南湖補水IV水質。

生態用水調度宜在10月份至來年4月份實施，根據水質監測結果和湖水水質變化規律性進行，次引水量400萬m3。

南湖引水采用“掐頭去尾”法，河道輸水30min后，立壩引水入南湖，排出久滯水體和濁物，保證水質、減少淤積。輸水結束的尾部水受河道排污影響，水質較差，不能引入南湖。

2.3 灌溉水置換湖水調度運用方法

利用陡河水庫向下游豐南灌區輸水 （每年6000萬m3，5月份實施）置換南湖湖水。南湖水主要污染物為氨氮，被置換湖水沿湖下游的王家河、煤河進入灌區，其水質不影響農業灌溉。延長輸水線路長度而增加的水量損失，由沿河工礦企業排水補償，不影響灌區總用水量。按每年置換一次計算，可節省潘大水庫配置唐山市生態水指標。

2009年5～6月，向南湖輸水500萬m3，養龍水、青天鏡、白鷺沚水質明顯改善，水質達到地表水IV類標準（多類指標達到III類）。監測顯示：南湖一次補水可保證其水質4～5個月符合水質要求，污水處理廠的中水不能直接入湖（NH3－N為例：一級標準小于等于15mg/L，二級標準小于等于25mg/L。遠低于地表水Ⅴ類標準），只作為混合配置資源的一部分。

3 水環境主要影響

3.1 地下水影響

（1）南湖一帶地下水位自1996開始快速下降，水位由4.0m下降至2003年的－1.14m， 下降速率0.63m/a，2004年后水位基本穩定在－0.50m，各年水位變化如圖1。

圖1 南湖地下水位年季變化圖

市區淺層地下水位多年變化呈下降趨勢，1991年中心區平均地下水位為3.05m，到2007年平均水位為－2.57m，17a水位下降了5.62m，下降速率0.33m/a。 1993年至2004年，下降速率0.63m/a，水位下降較快，自2004年后，下降速率0.24m/a，下降速率變緩。龍王廟觀測井地下水位變化詳見圖2。

圖2 龍王廟井地下水位年季變化圖

2009年6月南湖蓄水后，2009年11月在建設路東60m游泳館南200m處（南湖）打井，井深93m，實測地下水埋深11.2m（高程2.6m）。 水位明顯上升，較2008年升高3m。

2008年前南湖一帶地下水位與市區龍王廟一帶地下水位差別不大，南湖區域地下水位下降比市區地下水位下降緩慢，與降水關系密切（尤其下墊面不同）。2009年南湖蓄水后，區域內地下水位明顯升高。

2009年12月2日實測鳳凰臺南側地下水，符合GB/T14848—93《地下水質量標準》Ⅳ類水，與市中心區大體相同。

3.2 水質影響

原來采煤沉降區水體是積雨、積水形成的，水質很差，最大污染物超標指數31.3倍（NH3－N）。治理后的南湖水體水質根本改變，水生動植物的多樣性顯現，水質一般保持在Ⅴ類。

受青龍河直排（主河道及輻射區域）和人類活動影響，南湖水體環境保護仍很艱巨，水面藻類繁殖過剩，水體富營養化嚴重。

3.3 小氣候影響

水體與綠地共同作用，增加了空氣濕度，有效調節溫度。實測南湖周圍夏季氣溫比城市空闊地低2℃～4℃，相對濕度高15%～40%（湖周圍3000m范圍內，由湖邊向外遞減）。對城市熱島效應有抑制調節作用。南湖綠地固定大量的二氧化碳、釋放氧氣，為改善城區環境發揮了重要作用。水體、樹木還發揮著吸附粉塵等作用。

4 改進措施

4.1 擴大污水收集管網覆蓋面

提高污水收集率，提高污水處理標準，真正實現中水資源化。

4.2 實施青龍河下游濕地工程建設

青龍河水通過濕地處理、凈化匯入南湖。

4.3 增加人工種植和放養

在湖面及周圍種植水草等植物，對氨氮有很好的凈化作用；放養貝類、魚類對水體重金屬、微生物等有凈化作用。

4.4 加大宣傳力度

利用多種形式宣傳污染的危害性和保護環境的重要性。

4.5 加強管理

不斷優化南湖補水調度方案，強化水面日常潔凈管理，保護水生動植物種群（如禁放巴西龜）。

5 結語

開灤采煤沉降區蛻變為唐山市風景區——南湖，水資源優化配置和水環境保護發揮了支撐作用，從研究成果看，未來兩年內，南湖水質有一定提升，水體指標變化幅度較小，趨于穩定。

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