城市泵閘建設管理與河道水環境改善

楊小寒，頓西峰，陳在連

（1.長寧區河道管理所，上海市200336；2.上海全景數字技術有限公司，上海市200083）

0 前言

城市泵閘型式繁多，與河道水環境關系密切的主要有河道節制閘泵站、市政雨水泵站、城郊排灌泵站。除具備防洪擋潮、排水、灌溉、調節水位等功能要求外,泵閘還要擔負引清調水、改善水環境及水生態的作用。泵閘的防汛排澇作用歷來就倍受重視，在最近幾年才逐漸關注泵閘對河道水環境的影響。以上海市長寧區泵閘為例，探討城市泵閘建設管理與河道水環境改善的幾個問題。

1 工程概況

上海市長寧區新建河道泵閘有四座，分別為新涇港泵閘、縱涇港泵閘、通協河水閘、以及南漁浦支流泵閘等，朱家浜泵閘正在建設，門型多樣，多為雙向運行的泵站，既可排水也可以引水，總流量為27 m3/s。有11座農村排灌泵閘，位于新涇港、周家浜支流的中小河道上，均為單向翻水泵，卷揚式平板閘門，總流量為28.4 m3/s。市政泵站有北虹北塊雨水泵站、北虹南塊雨水泵站、延西雨水泵站（虹延雨水系統）、哈密路臨泵、金家浜合流泵站（花園廣場雨水系統）、虹橋路雨水臨泵、北新涇南塊雨水泵站（在建），均分布在新涇港東西兩側，總流量44.75 m3/s。

2 泵閘現狀

2.1 城郊排灌泵站設備老舊

排灌泵站大多數都建于上世紀七、八十年代，性能指標落后，建設標準低，機組結構形式單一，許多淘汰過時的機電設備得不到及時更新，機電設備質量差，機組老化，泵站安全可靠性降低，故障頻繁發生，需經常維修；各種閘門、閘閥、壓力管道嚴重銹蝕、腐蝕，造成事故隱患，嚴重影響泵站安全運行和效益的正常發揮。技術裝備落后，自動化程度低，泵站只能單向排水，不能引水，在上海中心城區原有的灌溉功能已經逐漸弱化，對水環境的改善作用有待進一步開發利用。

2.2 泵站信息化水平低

泵閘信息化水平與其他行業相比，顯得起步較晚、發展緩慢、相對落后。11座排澇泵站無自動控制程序，新建的河道泵站有自動控制程序兩套，北新涇泵閘單獨一套自動控制程序，北臨空地區的縱涇港泵閘、通協河水閘、朱家浜泵閘有一套集中式中控程序，在通協河中控室中可以實現對三座泵閘的遠程控制與監測。

目前還存在不少待解決的問題：一是信息建設缺乏統一的規劃和布局，規劃和管理水平不能適應信息化的需要，信息化建設中低水平重復建設問題仍然很突出，條塊分割現象依然存在，沒有針對三類泵閘進行的統一信息規劃，水利資源不能夠共享。二是信息化建設投入不足，信息基礎設施十分薄弱，信息采集和傳輸手段還不高。三是普遍缺少自動化監控設施和信息化，已建成的兩套控制系統沒有聯網，排灌泵閘、市政泵閘信息沒有監控系統，不能實現泵閘的優化調度和合理運行，以便科學有序的引清調水，促進河道水環境質量進一步提高。

2.3 市政泵站污水截流設施不足

中心城區的雨污分流制排水系統存在大量的雨污混接現象，導致分流制地區的雨水泵站污水放江也成為河道重要的污染源，雨水泵站旱流和初期雨水放江對河道的污染很嚴重，加劇了河道水質不斷惡化。長寧區已建成的市政泵站都位于新涇港沿線，只有延西泵站和北虹南塊泵站有污水截流設施，盡管采取了旱流截污措施，但由于受到各種不利因素影響，截流泵流量不足、運行不合理，導致實際運行效果較差。因此，每當雨天新涇港及沿線支流河道往往會因污染負荷超載而出現短時黑臭，這也是河道水質仍不穩定的主要原因之一。

2.4 泵閘對水生態的不利影響

泵閘本身并不產生污染物，但是不合理的使用會對水生態產生一系列不利影響。市政泵站承接了大量雨污水，在干旱的天氣泵閘較少開啟，調蓄池雨污水經過長期存放更加腐敗黑臭，在雨天泵閘突然開啟，這些高濃度污水集中下泄，往往造成河道突然黑臭。泵閘如果長期關閉，只在排澇或換水時偶爾開啟，就會破壞水系的連通性，導致河道納污能力大幅度下降，水體自凈能力下降，使水體污染加劇；一些中小河道每到高溫季節就會出現富營養狀態，浮萍、藍藻大量滋生，“水華”現象嚴重；泵閘長期關閉還會導致水流流速趨緩，河道徑流減少，引起河床形態變化，河道淤積，會都使河流的行洪蓄洪能力降低。

3 城市泵閘建設管理措施

3.1 充分發揮新建泵閘的作用

新建泵閘在設計時充分考慮了改善水環境與水生態的需求，水泵在滿足設計流量及運行要求的同時，兼顧排水和引水功能，采用“S”型葉片雙向泵；廣泛應用了液壓啟閉系統，新建泵閘操作基本都采用自動控制。這些硬件設施的建成為水資源調度提供了便利，在保證防洪除澇安全的前提下，在高潮位時河道水閘利用潮差引水，低潮位時開啟水泵引水，將蘇州河水引入內河，并通過新涇港、周家浜、縱涇港等河道向下游和周邊支流供水，以加快水體流動，提高自凈能力，縮短內河換水周期，改善區域河道水環境。自2008年6月北新涇泵閘投入使用以來，在有暴雨臺風預警時，全力防汛排澇，在天氣良好時，大潮汛每天開閘引兩潮水，約8 h，小潮汛時每天開泵引水6 h，事實證明對水質改善效果比較明顯，新涇港沒有出現長時間的黑臭現象。相對工程整治而言，利用泵閘引清調水是一種投資少、見效快的方法，在今后的運行中要最大限度的發揮河道泵閘工程的作用，充分利用潮汐動力，對泵閘進行科學合理的調度，促使內河水體有序流動，從而有效改善內河水環境。

3.2 改造排灌泵閘

有必要對一些已建泵閘進行重新評估，并在評估基礎上調整運行方式，分析哪些泵閘需要改建，一些防汛排澇、引清調水作用不明顯的予以拆除。在規劃設計階段即充分考慮泵閘生態影響，泵閘需運行穩定、可靠、方便，充分調活水體，泵閘及管理房簡潔美觀，與周圍環境相協調。通過對泵站的更新改造，提高泵站機電設備的技術裝備水平，消除工程安全隱患，達到安全、高效，并通過機組適度增容，適當增加排灌流量，采用雙向泵，提高泵站防洪、排澇標準，提高泵站水資源調度能力；通過對建筑物的改造，全面改善泵站的運行環境和管理條件；應用先進的科學技術，實現泵站自動化，逐步實施信息化；加強管理，推進改革，促進現代管理技術的應用和推廣。

3.3 推進市政雨水泵站改造

在有條件的雨水泵站附近設置末端調蓄池，旱季時調蓄削峰，避免應急排放的沖擊負荷對排水設施產生負面影響，雨季時用以調蓄預抽空產生的混接污水和初期雨水；同時，應在分流制地區雨水泵站內，增設污水截流設施及外排的截流污水管，減少雨季污水溢流放江的次數，削減排江的污染物負荷。

3.4 加強信息化建設

加快泵站信息自動化建設，增加泵站管理的科技含量，是泵站管理邁向現代化、正規化的有效途徑。不斷提高水利工程自動化管理水平，把現代信息技術、計算機技術、自動控制技術應用于水利工程管理中，提高科技含量，使工程管理走向科學化。以區域泵閘自動化監測為基礎，在防洪減災及水資源調度方面，研究、引進國內外先進技術，重點利用信息網絡技術，逐步實現泵站信息監控自動化、信息傳輸與處理網絡化、管理調度自動化，實現實時調度、科學決策，建立區級泵閘防洪減災及水資源調度決策指揮系統。

3.5 統一調度管理

由于分屬不同條塊，調度執行者往往按照本行業的規程運行，無論是在防汛還是在水環境改善方面都時常發生整體利益與局部利益關系的問題。因此在進行工程更新改造的同時，需要形成統一的調度管理方式，推進現代化的信息管理，使各類泵閘其充分發揮防汛及水環境改善的綜合效益。對已建閘壩的調度運行方式進行相應調整，以兼顧生態目標，不僅從防汛角度進行調度，而是兼顧防治污染實施調度。

存在混接污水問題的雨水泵站進行旱天截流設施改造，杜絕其放江污染問題，進一步減少入河污染量。對于目前無條件改造的市政泵站定期開機，保持污水小流量排放，避免雨前大量污水瞬間污染河道，通過清水稀釋及充分發揮干流水體的自凈能力，降解污染物。另外，在調水時，為防止主干河道和支流污水疊加，在一定程度上進行“錯峰”調度，以減緩對新涇港等干流污染影響。逐步從單一的防洪調控，向水資源的綜合調度和優化配置轉變，河道上閘門基本上全年開啟，只在遭遇天文高潮、臺風高潮和排澇高潮時才關閘擋潮，盡可能地敞開閘門以恢復河道的自然流態，修復和促進河道水環境及水生態的優勢。

4 結語

在河道污染源還沒有得到有效控制前，河道水污染事件還時有發生，可利用現有泵閘工程綜合調度水資源，稀釋污染水體，改善水環境。對泵閘的建設管理有以下幾點建議：

（1）合理規劃泵閘建設與改造，使泵閘布局合理，保證足夠水動力，促使水體有序流動。

（2）加強基礎設施建設，使泵閘具備雙向引排水功能，加快推進市政雨水截流改造，逐步實現管理現代化、自動化、信息化。

（3）理順關系，加強部門之間的協調與溝通，理順工作關系，形成統一的水資源調度運行方案，最大程度發揮泵閘的防汛排澇、引清調水效益。

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