水專項(xiàng)引領(lǐng)—構(gòu)建河網(wǎng)水體品質(zhì)和水生態(tài)修復(fù)樣板
全面步入環(huán)境治理轉(zhuǎn)型期的蘇州市，對(duì)水環(huán)境治理提出了更高的要求。為此，水專項(xiàng)“河道水環(huán)境品質(zhì)提升與水生態(tài)健康維系技術(shù)及示范” 課題組成了以清華大學(xué)為承擔(dān)單位的“產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合的科技攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，開展城市區(qū)域徑流多維立體控制、河道水體快速凈化、河網(wǎng)水動(dòng)力優(yōu)化與活水調(diào)控以及河流水生態(tài)構(gòu)建與健康維系技術(shù)研究，構(gòu)建了多個(gè)“蘇式樣板”工程體系，為蘇州市水環(huán)境治理提供有力的科技支撐，為我國類似城市的水環(huán)境治理工作發(fā)揮積極的示范和引領(lǐng)作用。
蘇式海綿樣板，讓城市與自然和諧共生
有路面都換成了透水鋪裝，并建設(shè)了一系列海綿設(shè)施，提高場(chǎng)地對(duì)雨水的“蓄、滯”能力。
海綿城市建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作，僅以獨(dú)立的項(xiàng)目很難實(shí)現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)，往往需要住建、資規(guī)、園林、水務(wù)等相關(guān)部門協(xié)同推進(jìn)。同時(shí)，這又是一項(xiàng)長(zhǎng)期和可持續(xù)的城市發(fā)展方式，項(xiàng)目建成后還需定期對(duì)海綿設(shè)施進(jìn)行運(yùn)營維護(hù)，避免雨水篦子、溢流口、排水盲管等部件堵塞，確保設(shè)施正常運(yùn)行。
斜河浜和陸家莊河道海綿改造項(xiàng)目便是如此，項(xiàng)目采用源頭措施為主，兼顧過程和末端的控制，在河道清淤和暢流工程的基礎(chǔ)上，因地制宜選擇生物滯留池、生態(tài)樹池、綠化修復(fù)等海綿措施，控制初期雨水徑流污染，恢復(fù)生態(tài)，同時(shí)，首次在蘇州市嘗試使用“管道防沉積裝置—雨水調(diào)節(jié)池—彈性濾池”的管網(wǎng)末端凈化系統(tǒng)，減少初期徑流及混接污水入河，大大提高了河道水質(zhì)。
2016年蘇州市入選首批江蘇省海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市。蘇州市面臨著水位落差小、水體流動(dòng)性差的自然缺陷，近年來極端天氣頻發(fā)讓問題更加凸顯。蘇州市住建局主管的海綿城市建設(shè)，則讓問題迎刃而解。2020年，姑蘇城在雨季中安然無恙，基本實(shí)現(xiàn)了小雨不積水、大雨不內(nèi)澇，緩解入河徑流污染，海綿建設(shè)在其中發(fā)揮了很好作用。
課題研發(fā)的區(qū)域徑流多維立體控制技術(shù)為蘇州市海綿城市建設(shè)提供了非常重要的技術(shù)支撐，除了在5.58平方公里的平江新城進(jìn)行了工程示范外，也應(yīng)用在金閶新城、高新區(qū)、吳江區(qū)、工業(yè)園區(qū)等的海綿改造中，構(gòu)建了一套“全域全程全覆蓋”的管控體系，打造了一份可復(fù)制、可推廣的“蘇州樣板”，并成功推廣至上海市臨港等地。
位于平江新城的新天地家園北區(qū)是動(dòng)遷安置小區(qū)，小區(qū)內(nèi)透水磚鋪裝的人行道、隔幾十厘米就有一個(gè)開孔的馬路牙子、下沉式綠地、生態(tài)停車位等海綿設(shè)施，不僅增強(qiáng)了截流、蓄滯、凈化雨水能力，也讓它成為海綿景觀小區(qū)。“過去我們擔(dān)心的道路積水、停車位緊張等問題，現(xiàn)在都不是問題。”談及改造后小區(qū)的變化，居民紛紛點(diǎn)贊。
片區(qū)內(nèi)的水岸家園小區(qū)兩面臨河，通過立管斷接、側(cè)石開孔引流雨水、預(yù)制拼裝透水基塊、綠地下沉等方式，改變雨水快排、直排的傳統(tǒng)做法，減少小區(qū)雨水外排量，緩解下游河道壓力。這樣不僅美化了小區(qū)居住環(huán)境，更有助于構(gòu)建良好的生態(tài)雨水系統(tǒng)，可謂是蘇州市的“海綿城市發(fā)展樣本”。
“我們需要把空間還給水，應(yīng)該把水當(dāng)做寶貴的資源，而非敵人。”在蘇州草橋中學(xué)的操場(chǎng)，綠茵場(chǎng)地下全部鋪上透水混凝土，一旦遭遇特殊天氣，雨水就會(huì)透過操場(chǎng)流至管道，最終被收集到綠色的蓄水裝置中，雨水不但沒有成為積水，還得到了重新利用，收集后的雨水可以進(jìn)行綠化澆灌。此前，學(xué)校的活動(dòng)場(chǎng)地和道路均為石材、瀝青路面，遇到暴雨時(shí)，操場(chǎng)排水不暢、積水嚴(yán)重，而改造之后，所
智慧水務(wù)樣板，實(shí)現(xiàn)平原河網(wǎng)精準(zhǔn)調(diào)度
蘇州市城區(qū)閘泵工程眾多、水系復(fù)雜，閘泵聯(lián)合調(diào)度難度大，缺乏智能化、精準(zhǔn)化的調(diào)度管理決策平臺(tái)，人工調(diào)度響應(yīng)時(shí)間一般為20分鐘以上，水力調(diào)度精度也難以保證，經(jīng)常導(dǎo)致流速忽高忽低，水資源利用效率不高，水環(huán)境改善效果也不穩(wěn)定。
課題組研發(fā)的河網(wǎng)水動(dòng)力—水質(zhì)聯(lián)控聯(lián)調(diào)技術(shù)解決了這些問題。集成傳感器、計(jì)算機(jī)測(cè)控、自動(dòng)化控制、視頻監(jiān)控、現(xiàn)代通信、數(shù)學(xué)模型、GIS、大數(shù)據(jù)分析、云平臺(tái)等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建了蘇州城區(qū)活水聯(lián)控聯(lián)調(diào)智慧管理平臺(tái)（覆蓋中心城區(qū)100.8平方公里的總長(zhǎng)200多公里的河網(wǎng)），實(shí)現(xiàn)全智能化一鍵精準(zhǔn)調(diào)度，水位調(diào)控精度控制在5厘米以下，水動(dòng)力調(diào)度響應(yīng)時(shí)間提高至5分鐘以內(nèi)，破解了城市河網(wǎng)水環(huán)境精準(zhǔn)提升的國際難題，助力蘇州市城區(qū)水環(huán)境品質(zhì)穩(wěn)步提升。
課題形成了“科學(xué)治水、精準(zhǔn)治水、依法治水、全民治水”為核心的“智水蘇州”智慧水利水務(wù)樣板，大大提升了蘇州市城區(qū)防汛、排澇、水環(huán)境治理工作的現(xiàn)代化管理水平和科學(xué)決策能力。
這項(xiàng)成果還通過中國國際進(jìn)口博覽會(huì)水環(huán)境提升聯(lián)控聯(lián)調(diào)系統(tǒng)、常州市防洪與水環(huán)境聯(lián)合調(diào)度電子沙盤等形式，有效助力了常州、上海等地區(qū)的水環(huán)境管理工作。
清水樣板，助力蘇城河網(wǎng)品質(zhì)提升與水生態(tài)修復(fù)
從2013年“自流活水”工程實(shí)施以來，城區(qū)河道水體流動(dòng)的問題得到改善，水質(zhì)總體由原來的Ⅴ類~劣Ⅴ類水穩(wěn)定提升至Ⅳ類，但水體感官水平低，河道水生生物生境差，生態(tài)系統(tǒng)功能失衡等問題依然突出。
為此，課題組開展了攻關(guān)研究。依托蘇州市中心區(qū)清水工程，采用5萬噸/天的磁分離旁位凈化設(shè)備，快速提升平江河水系水體感官，水體透明度可高達(dá)1.2米以上，甚至清澈見底。
與此同時(shí)，應(yīng)用基于膜分離的水體懸浮物快速去除技術(shù)，實(shí)施了平江歷史片區(qū)生態(tài)凈水項(xiàng)目，采用建筑面約為7000平方米的全地下式廠房布置，設(shè)施處理能力5萬噸/天，設(shè)施出水進(jìn)入古城區(qū)，在確保平江河水系水質(zhì)的同時(shí)，逐步改善古城區(qū)河網(wǎng)水環(huán)境。
再結(jié)合平江河水系內(nèi)5.4萬平方米的基于生境營造的水生態(tài)修復(fù)示范區(qū)，重塑完整的河道生態(tài)系統(tǒng)，讓水清河暢碧波再現(xiàn)。
“蘇式海綿”“智水蘇州”“清水樣板”相輔相成，形成了“水動(dòng)力—水質(zhì)—水生態(tài)”一體化、“源頭減排—過程優(yōu)化—末端控制”全方位的水體品質(zhì)提升與水生態(tài)修復(fù)樣板，為宜居蘇州增添一張生態(tài)名片。
“河道水環(huán)境品質(zhì)提升與水生態(tài)健康維系技術(shù)及示范”課題組 供稿
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