陈少舟

（唐山市陡河河道管理处，河北 唐山 063000）

1 基本情况

南湖是开滦采煤沉降区土地复垦生态重建工程，主要包括森林湿地、休闲娱乐、经济开发等项目，28km2的中心风景区内湖水及湿地面积约为11.5km2，年需水量3000万m3左右。

通过对南湖生态水充分合理的调度运用，实现南湖生态城周边资源与环境的动平衡。通过人工渠连接陡河和南湖，引用北郊、东郊污水处理厂中水，市区雨洪资源，荆各庄矿疏干水，城市生态用水；通过青龙河引用西郊污水处理厂中水、城市雨洪资源。

2 水资源配置及调度运用

2.1 雨洪资源利用及调度运用方法

（1）降雨地表径流水质监测显示表明：污染物指标一般在降水10mm，明显下降（NH3－N浓度2.5mg/L，COD浓度120mg/L），部分区域降水5mm，明显降低，降雨强度越大，水质改变越明显。南新道、缸窑路等区域污染物指标在降水40mm，明显下降，此区域受重车影响，路面污染严重，污染物起始浓度高，下降缓慢；雨水利用以分散式利用为主。市区降水30mm后，汇入陡河、青龙河水体水质（主要污染物NH3－N、COD等）优于Ⅴ类标准，此时可将雨洪资源利用。

（2）有机质含量顺序为：路面（机动车、人行）大于屋顶径流大于绿地。NH3－N含量呈分散状态，一般顺序为：路面大于绿地大于屋顶径流。

（3）南湖引用陡河、青龙河雨水资源时，同时考虑排入河流工矿企业污水、中水等，计算雨洪水量纳污能力，陡河流量达到25m3/s（最佳引水流量30～60m3/s）时，此时水质优于Ⅴ类，水体浊度较低，可向南湖引水。

（4）调度方式：对外环线橡胶坝充水，拦蓄径流，经引水渠注入南湖；青龙河水直接注入南湖。

（5）特殊状况调度：大到暴雨时，引水与防洪相结合。洪峰过后径流呈递减时，根据观测河流水位、计算水量、上游水情预报等，橡胶坝充水，引水注入南湖。橡胶坝充排水采用强注强排方式，防止溃坝事故。

2.2 生态水配置及调度运用方法

生态水水源取自陡河水库，一般水质为II类。由于受河道排水污染物胁迫，调水流量根据纳污能力计算求得，以实现向南湖补水IV水质。

生态用水调度宜在10月份至来年4月份实施，根据水质监测结果和湖水水质变化规律性进行，次引水量400万m3。

南湖引水采用“掐头去尾”法，河道输水30min后，立坝引水入南湖，排出久滞水体和浊物，保证水质、减少淤积。输水结束的尾部水受河道排污影响，水质较差，不能引入南湖。

2.3 灌溉水置换湖水调度运用方法

利用陡河水库向下游丰南灌区输水 （每年6000万m3，5月份实施）置换南湖湖水。南湖水主要污染物为氨氮，被置换湖水沿湖下游的王家河、煤河进入灌区，其水质不影响农业灌溉。延长输水线路长度而增加的水量损失，由沿河工矿企业排水补偿，不影响灌区总用水量。按每年置换一次计算，可节省潘大水库配置唐山市生态水指标。

2009年5～6月，向南湖输水500万m3，养龙水、青天镜、白鹭沚水质明显改善，水质达到地表水IV类标准（多类指标达到III类）。监测显示：南湖一次补水可保证其水质4～5个月符合水质要求，污水处理厂的中水不能直接入湖（NH3－N为例：一级标准小于等于15mg/L，二级标准小于等于25mg/L。远低于地表水Ⅴ类标准），只作为混合配置资源的一部分。

3 水环境主要影响

3.1 地下水影响

（1）南湖一带地下水位自1996开始快速下降，水位由4.0m下降至2003年的－1.14m， 下降速率0.63m/a，2004年后水位基本稳定在－0.50m，各年水位变化如图1。

图1 南湖地下水位年季变化图

市区浅层地下水位多年变化呈下降趋势，1991年中心区平均地下水位为3.05m，到2007年平均水位为－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，水位下降较快，自2004年后，下降速率0.24m/a，下降速率变缓。龙王庙观测井地下水位变化详见图2。

图2 龙王庙井地下水位年季变化图

2009年6月南湖蓄水后，2009年11月在建设路东60m游泳馆南200m处（南湖）打井，井深93m，实测地下水埋深11.2m（高程2.6m）。 水位明显上升，较2008年升高3m。

2008年前南湖一带地下水位与市区龙王庙一带地下水位差别不大，南湖区域地下水位下降比市区地下水位下降缓慢，与降水关系密切（尤其下垫面不同）。2009年南湖蓄水后，区域内地下水位明显升高。

2009年12月2日实测凤凰台南侧地下水，符合GB/T14848—93《地下水质量标准》Ⅳ类水，与市中心区大体相同。

3.2 水质影响

原来采煤沉降区水体是积雨、积水形成的，水质很差，最大污染物超标指数31.3倍（NH3－N）。治理后的南湖水体水质根本改变，水生动植物的多样性显现，水质一般保持在Ⅴ类。

受青龙河直排（主河道及辐射区域）和人类活动影响，南湖水体环境保护仍很艰巨，水面藻类繁殖过剩，水体富营养化严重。

3.3 小气候影响

水体与绿地共同作用，增加了空气湿度，有效调节温度。实测南湖周围夏季气温比城市空阔地低2℃～4℃，相对湿度高15%～40%（湖周围3000m范围内，由湖边向外递减）。对城市热岛效应有抑制调节作用。南湖绿地固定大量的二氧化碳、释放氧气，为改善城区环境发挥了重要作用。水体、树木还发挥着吸附粉尘等作用。

4 改进措施

4.1 扩大污水收集管网覆盖面

提高污水收集率，提高污水处理标准，真正实现中水资源化。

4.2 实施青龙河下游湿地工程建设

青龙河水通过湿地处理、净化汇入南湖。

4.3 增加人工种植和放养

在湖面及周围种植水草等植物，对氨氮有很好的净化作用；放养贝类、鱼类对水体重金属、微生物等有净化作用。

4.4 加大宣传力度

利用多种形式宣传污染的危害性和保护环境的重要性。

4.5 加强管理

不断优化南湖补水调度方案，强化水面日常洁净管理，保护水生动植物种群（如禁放巴西龟）。

5 结语

开滦采煤沉降区蜕变为唐山市风景区——南湖，水资源优化配置和水环境保护发挥了支撑作用，从研究成果看，未来两年内，南湖水质有一定提升，水体指标变化幅度较小，趋于稳定。

［1］董哲仁，孙东亚.生态水利工程原理与技术［M］.北京：中国水利水电出版社，2007.

［2］钱易，刘昌明，邵益生.中国城市水资源可持续开发利用［M］.北京：中国水利水电出版社，2002.

［3］黄君礼.水分析化学［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.

［4］张尧旺.水质监测与评价［M］.郑州：黄河水利出版社，2002.

［5］金向灿.湖泊和湿地水环境生态修复技术与管理［M］.北京：科学出版社，2007.

［6］陈晓宏，江涛.水环境评价与规划［M］.北京：中国水利水电出版社，2007.

［7］陈少舟.城市化对河务管理的影响及对策［J］.水利建设与管理，2010（7）.

［8］王树谦，陈南祥.水资源评价与管理［M］.北京：中国电力出版社，1996.

［9］林益冬，孙保沭，林丽蓉.工程水文学［M］.南京：河海大学出版社，1993.

［10］金玉玺，王庆平.唐山市市区地下水位变化分析［M］.北京：中国水利水电出版社，2010.

［11］金玉玺，王庆平.唐山市市区地表径流分析计算［M］.北京：中国水利水电出版社，2010.