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建立城市河网水循环净化综合调控体系

时间:2021-02-23 10:50:15 来源:中国环境报 作者:

北方多个城市具有密集的城市河网,承担雨季排水、非雨季水景观和水文化营造等多重功能。因河道内源、雨季面源、大气沉降等可能污染源存在,城市河网仍存在典型时期水质不达标的现象。对此,城市多采取引补水调控结合净化的措施来维持或改善河网水质条件。上述方式虽能达到效果,但是通常因没有全面考虑河网的复杂水量联系特征和净化装置净化效果与河道水动力条件的协同关系,使得引补水量的利用效率不高,可能存在无效补水的问题。净化装置的效果发挥不充分,也进一步加大了引补水量。因此,面向北方缺水城市的河道水环境管理工作需求,应建立城市河网水循环净化综合调控体系,改善城市水环境质量。

针对建立北方缺水城市河网水循环净化综合调控体系,笔者提出以下建议:

第一,研发集成水动力调控和净化技术效果协同效应的城市河网水质数值模拟模型。不同原理的净化技术对河道水动力条件的响应不同,合适的水动力条件可以最大程度发挥净化装置的净化效果,同时可在同等水质目标下,降低引补水资源的总量,提高水资源利用效率。因此,建议在已有城市河网一维水质数值模拟模型的基础上,集成利用试验数据提出的水动力调控和净化技术净化效果的协同效应成果,采取量化函数的方式加入到已有数值模拟模型中,实现对不同水动力调控和净化装置布设条件下的河网水质演变过程的精细模拟。同时,建议采取精细模拟结果支持河网水环境管理决策工作。

第二,建立城市河网分时、分区水循环净化综合调控预案库。城市河网在雨季和非雨季的功能需求、管理方式等均存在不同,河网内各河道的水环境状况也存在区别。比如雨季,河网要保证雨水排出通畅,降低城市积水内涝。在此期间,雨水洗刷道路和管网干期积累的污染物快速集中汇入河道,产生冲击负荷。河道因降水位导致水流流速显著增加,使得内源污染集中释放。上述综合作用使得河网水环境较差。因此,建议综合考虑城市河网分时和分区的多源特征,建立城市河网分时、分区水循环净化综合调控预案库。预案为补水调控或其与净化装置的组合利用方案,仅面向最合理的河网范围,将产生及时高效的水环境改善效果。

第三,构建城市河网联动水循环净化综合调控管理信息平台。建议利用信息化、物联网、大数据和人工智能技术,以“实时掌握水质情况、及时预判水质演变、快速制定调控方案、迅速响应突发状况”为目标,开发城市河网联动水循环净化综合调控管理信息平台,整体提高城市河网水环境管理工作的信息完备性、响应及时性和决策有效性。

(作者:马超、李茹莹、徐奎,天津大学;宾零陵,天津师范大学 )

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