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——上海勘测设计研究院盐龙湖生态净化工程札记

  阵阵清风,吹散云雾,太阳欣然露出笑脸,把温热和光辉洒向湖面,青草、芦苇和各式各样的野花也睡醒了,只见它们伸伸腰,抬抬头,在初夏的徐徐凉风中摇摆着,用自己的点点姿色点缀着青春的湿地,空气里充满了甜醉的气息。蝴蝶在草丛间起舞,水鸟或飞翔或游水。

  “好多鸟来到这里搭窝,有时还能看到鸟在水面上用水草筑起的巢,随着水波四处飘动。”上海勘测设计研究院(以下简称“上海院”)的现场经理郭萧博士绘声绘色地介绍着盐城市区饮用水源生态净化工程(以下简称“盐龙湖工程”)。盐城市水利局罗局长也自豪地说:“现在许多的鸟儿鱼儿纷纷来到盐龙湖安家,随着盐龙湖及周边万亩防护林的建设,不仅从根本上改善市区饮用水源状况,而且还极大改善了当地的生态环境,提升了盐城的生活品质。”

  由上海院设计、盐城市水利局建设的盐龙湖工程是一项重大的民生工程、生态工程、创新工程及示范工程,在保障盐城市区城市居民用水安全、改善供水水质的同时,已经成为盐城市的城市美景之一。

  灵动规划展现城市脉络

  “鱼米之乡”盐城地处江苏东部沿海地区,位于淮河流域下游,长期以来市区饮用水源水质并不稳定,2009年2月20日发生的水污染事件给社会造成很大影响。供水安全作为区域社会经济发展的重要保障,面临着严峻的挑战和重要的发展机遇。

  盐龙湖工程位于盐城市区西侧的盐都区龙岗镇,总投资7.9亿元。工程于2009年正式启动,2012年6月建成并投入使用。该工程能够满足市区远期60万立方米的日供水规模,在发生突发性水环境污染事件时,能迅速切断污染源,并保证七天正常供水。

  工程规划整体造型简洁大方,在满足净化功能的同时,与蟒蛇河有机地融为一体,既集约利用土地,又在平面布局上与“鱼米之乡”的整体风貌完美契合。

  技术创新成就时代精品

  盐城市域是一块绿色的平原,绝大部分地区海拔不足5米,废黄河两岸为地势最高处,海拔4~6米。运用平地出新湖的方式以生态技术净化水质,在国内尚无先例,这是摆在上海院设计者面前的巨大压力和严峻挑战。

  敢为天下先的上海院,为此成立了多学科联合的设计项目组进行攻关。他们邀请多位科研院所专家学者进行座谈交流,给予技术指导;到多个水源地工程现场进行调研;分析入海水流流速和入海距离推算消除污染周期;探索适应盐城气候、水质、水文特征的微污染原水生态净化工艺;研究新开湖泊的富营养化防治技术;优选与工艺相配套的闸门、泵站的结构形式……在不断探索中破解一道道难题。

  为了确保盐龙湖工程建成后能够达到预期效果,上海院在业主单位盐城市水利局支持下,在工程所在地等比缩小建造了一个迷你盐龙湖进行工程性原位中试。经过半年优化以及水草更替等调试,终于满足了设计要求:在设计流量下,深度净化试验区的出水清澈透明,稳定达到III类饮用水标准,透明度达1.5米以上。

  以生态治生态,是技术更是艺术

  蟒蛇河、朱沥沟、东涡河、通冈河及五河将盐龙湖完美切割成一颗耀眼的钻石。预处理区、生态湿地净化区(挺水植物区)、生态湿地净化区(沉水植物区)和深度净化区,则是这颗钻石美丽的切面。

  预处理区是生态净化工程的重要前置单元,面积300余亩,主要利用物理和机械増氧、沉淀、生物拦截净化、生物过滤等技术降低水体悬浮物,提高出水透明度,初步净化水质。

  生态湿地净化区是生态净化的核心部分,面积1300余亩,分为挺水植物净化区和沉水植物净化区,采用上海院自主研发的立体式复合表流湿地系统,生物净化滚水坝技术,羽状均匀布水技术等,充分利用自然湿地净化水质的机理,通过生物同化、吸收、转化等作用,强化表流湿地的净化功能,有效降低水体污染物及氮磷营养水平。

  深度净化区是生态净化工程的水质保障单元,面积1600余亩,具有储水、水质维护与改善、降低有机物、营养盐以及改善区域生态景观等特点。通过生物间相互作用及合理调度,进一步净化并稳定水质。

  1300多亩的生态湿地净化区里,挺水植物和沉水植物共有20多个品种,包括伊乐藻、菹草、轮叶黑藻、芦苇、茭草、香蒲等。盐龙湖工程就是这样依靠人工打造的生态湿地对水源进行深度净化。

  不仅水面和湖底有植物,环湖大堤上也设计了相应的绿化工程,环湖路旁的香樟、女贞、杨柳等各种绿化树木环抱于湖畔,形成了一道护卫湖堤的绿色屏障。

  除了植物,设计投放的许多水生动物对水质的净化也起到了很大作用,鱼类、蚌类、螺类以水中的浮游生物或植物腐烂的根叶为食,能进一步提高水体的透明度,还能有效抑制水华发生。

  不添加任何药剂而只通过人为设计的水生动植物生态链来净化水源,这在国内是一种创举。经过近一年的调试运行,验证了这种生态净化工艺是科学合理可行的,能适应盐城地区的气候及水质特征,可保证水源主要指标稳定达到Ⅲ类饮用水水质标准。

  让艺术在细节中绽放

  预处理区分为内圈、外圈两个区域,环环相扣。内圈、外圈同时工作。当需要清淤时,可关闭其中一个区域进行清理,而另一个区域正常发挥功效。

  挺水植物区采用国内首创的立体复合式表流湿地,分为18个单元,采用羽状布水,利用各进水闸门处的水位、流量测报系统的自动反馈和调节,由配水总渠向各净化单元均匀布水,充分发挥各净化单元的作用。俯瞰该区域好似天空飘落一片片凝碧羽毛。

  挺水植物区流向沉水植物区的滚水坝,水帘落下,撞击在这些无序码放的竖向大石块上,碰得星碎,泛起千万朵水花,宛如一道小瀑布。而这道小瀑布有效提高了水体中的溶解氧。

  沉水植物区采用耐寒型植物和常温型植物,植物交替生长并持续发挥作用,形成摇弋多姿的水下美景。

  郭萧博士的上述介绍充分说明了盐龙湖工程的独具匠心之处,细节上的功力在这里得到了充分展现。

  超越时代成就明天的辉煌

  作为国内首个平原上开挖的人工湖,上海院工程设计人员通过不断摸索和思考,克服了一系列困难和难题,终于设计建成了国内首个平地人工湖水源生态净化工程。

  盐龙湖工程植物配置科学合理,人工构建的生态系统健康稳定;有机物及营养盐去除效率高,水质净化效果好,出水水质稳定达标;安全性高,经济性好,具有很好的经济及环境效益;同时,该工程维护管理简单,又具有很好的景观效果,成为国内同类工程中的一大亮点。完美的诠释了习近平总书记关于“要正确处理好经济发展同生态环境保护的关系,更加自觉地推动绿色发展、循环发展、低碳发展,决不以牺牲环境为代价去换取一时的经济增长”这一重要指示精神。

  这一水利科技上的创新与突破,不仅获得了许多科研成果,还形成了多项专利,更是获得多个技术奖项,工程本身也引起了全国各地的高度关注。2013年5月,江苏省水利厅对这一科技成果组织了鉴定,结论为“成果总体上达到了国内领先水平,在保障饮用水安全的湿地净化工艺和工程结构设计方面处于国际先进水平”。鉴定委员会组长河海大学王超院士及其他6位资深委员对所取得的科技成果给予了高度评价,建议该成果进一步在平原河网地区饮用水源地建设中推广应用。

  科技,创新,发展,将始终作为水利工程的价值典范。