建立城市河網(wǎng)水循環(huán)凈化綜合調(diào)控體系

城市河網(wǎng) 水循環(huán)凈化 凈化裝置

水處理網(wǎng)訊:北方多個城市具有密集的城市河網(wǎng)，承擔雨季排水、非雨季水景觀和水文化營造等多重功能。因河道內(nèi)源、雨季面源、大氣沉降等可能污染源存在，城市河網(wǎng)仍存在典型時期水質(zhì)不達標的現(xiàn)象。對此，城市多采取引補水調(diào)控結(jié)合凈化的措施來維持或改善河網(wǎng)水質(zhì)條件。上述方式雖能達到效果，但是通常因沒有全面考慮河網(wǎng)的復雜水量聯(lián)系特征和凈化裝置凈化效果與河道水動力條件的協(xié)同關系，使得引補水量的利用效率不高，可能存在無效補水的問題。凈化裝置的效果發(fā)揮不充分，也進一步加大了引補水量。因此，面向北方缺水城市的河道水環(huán)境管理工作需求，應建立城市河網(wǎng)水循環(huán)凈化綜合調(diào)控體系，改善城市水環(huán)境質(zhì)量。

針對建立北方缺水城市河網(wǎng)水循環(huán)凈化綜合調(diào)控體系，筆者提出以下建議：

第一，研發(fā)集成水動力調(diào)控和凈化技術效果協(xié)同效應的城市河網(wǎng)水質(zhì)數(shù)值模擬模型。不同原理的凈化技術對河道水動力條件的響應不同，合適的水動力條件可以最大程度發(fā)揮凈化裝置的凈化效果，同時可在同等水質(zhì)目標下，降低引補水資源的總量，提高水資源利用效率。因此，建議在已有城市河網(wǎng)一維水質(zhì)數(shù)值模擬模型的基礎上，集成利用試驗數(shù)據(jù)提出的水動力調(diào)控和凈化技術凈化效果的協(xié)同效應成果，采取量化函數(shù)的方式加入到已有數(shù)值模擬模型中，實現(xiàn)對不同水動力調(diào)控和凈化裝置布設條件下的河網(wǎng)水質(zhì)演變過程的精細模擬。同時，建議采取精細模擬結(jié)果支持河網(wǎng)水環(huán)境管理決策工作。

第二，建立城市河網(wǎng)分時、分區(qū)水循環(huán)凈化綜合調(diào)控預案庫。城市河網(wǎng)在雨季和非雨季的功能需求、管理方式等均存在不同，河網(wǎng)內(nèi)各河道的水環(huán)境狀況也存在區(qū)別。比如雨季，河網(wǎng)要保證雨水排出通暢，降低城市積水內(nèi)澇。在此期間，雨水洗刷道路和管網(wǎng)干期積累的污染物快速集中匯入河道，產(chǎn)生沖擊負荷。河道因降水位導致水流流速顯著增加，使得內(nèi)源污染集中釋放。上述綜合作用使得河網(wǎng)水環(huán)境較差。因此，建議綜合考慮城市河網(wǎng)分時和分區(qū)的多源特征，建立城市河網(wǎng)分時、分區(qū)水循環(huán)凈化綜合調(diào)控預案庫。預案為補水調(diào)控或其與凈化裝置的組合利用方案，僅面向最合理的河網(wǎng)范圍，將產(chǎn)生及時高效的水環(huán)境改善效果。

第三，構建城市河網(wǎng)聯(lián)動水循環(huán)凈化綜合調(diào)控管理信息平臺。建議利用信息化、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術，以“實時掌握水質(zhì)情況、及時預判水質(zhì)演變、快速制定調(diào)控方案、迅速響應突發(fā)狀況”為目標，開發(fā)城市河網(wǎng)聯(lián)動水循環(huán)凈化綜合調(diào)控管理信息平臺，整體提高城市河網(wǎng)水環(huán)境管理工作的信息完備性、響應及時性和決策有效性。

作者單位：馬超、李茹瑩、徐奎，天津大學；賓零陵，天津師范大學