北方多個(gè)城市具有密集的城市河網(wǎng)，承擔雨季排水、非雨季水景觀(guān)和水文化營(yíng)造等多重功能。因河道內源、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(shí)期水質(zhì)不達標的現象。對此，城市多采取引補水調控結合凈化的措施來(lái)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(méi)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(dòng)力條件的協(xié)同關(guān)系，使得引補水量的利用效率不高，可能存在無(wú)效補水的問(wèn)題。凈化裝置的效果發(fā)揮不充分，也進(jìn)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)凈化綜合調控體系，筆者提出以下建議：
第一，研發(fā)集成水動(dòng)力調控和凈化技術(shù)效果協(xié)同效應的城市河網(wǎng)水質(zhì)數值模擬模型。不同原理的凈化技術(shù)對河道水動(dòng)力條件的響應不同，合適的水動(dòng)力條件可以最大程度發(fā)揮凈化裝置的凈化效果，同時(shí)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)數值模擬模型的基礎上，集成利用試驗數據提出的水動(dòng)力調控和凈化技術(shù)凈化效果的協(xié)同效應成果，采取量化函數的方式加入到已有數值模擬模型中，實(shí)現對不同水動(dòng)力調控和凈化裝置布設條件下的河網(wǎng)水質(zhì)演變過(guò)程的精細模擬。同時(shí)，建議采取精細模擬結果支持河網(wǎng)水環(huán)境管理決策工作。
第二，建立城市河網(wǎng)分時(shí)、分區水循環(huán)凈化綜合調控預案庫。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)內各河道的水環(huán)境狀況也存在區別。比如雨季，河網(wǎng)要保證雨水排出通暢，降低城市積水內澇。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(zhù)增加，使得內源污染集中釋放。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(shí)和分區的多源特征，建立城市河網(wǎng)分時(shí)、分區水循環(huán)凈化綜合調控預案庫。預案為補水調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(shí)高效的水環(huán)境改善效果。
第三，構建城市河網(wǎng)聯(lián)動(dòng)水循環(huán)凈化綜合調控管理信息平臺。建議利用信息化、物聯(lián)網(wǎng)、大數據和人工智能技術(shù)，以“實(shí)時(shí)掌握水質(zhì)情況、及時(shí)預判水質(zhì)演變、快速制定調控方案、迅速響應突發(fā)狀況”為目標，開(kāi)發(fā)城市河網(wǎng)聯(lián)動(dòng)水循環(huán)凈化綜合調控管理信息平臺，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(shí)性和決策有效性。
作者單位：馬超、李茹瑩、徐奎，天津大學(xué)；賓零陵，天津師范大學(xué)
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