浅谈秦皇岛戴河、新河水系连接工程对新河水质的改善

　　【摘要】:新河水质由于上游污染、来水不足等原因，导致新河水质不断下降，急需改善，通过戴河、新河水系连接，将水质较好的戴河水引到新河，改善新河下游水环境质量，营造水景观，为北戴河森林湿地公园增添了一道亮丽的风景线，社会效益及生态效益等非常显著。
　　【关键词】:戴河;新河;连接;水质
　　
　　前言:新河作为北戴河区的主要河流，地理位置独特，横贯于北戴河森林湿地公园，但是由于随着城市的发展，河道水质问题比较突出，位于新河西部的戴河也是北戴河区的重要河流，水质较好，为改善新河水体质量，营造湿地公园的水景观，自戴河京山铁路桥下游180m处建加压泵站利用管道引水至新河，定期更换水体，改善新河的水环境。
　　1、戴河、新河河道现状
　　新河位于北戴河区东部，河流全长15km，其中京山铁路以下至入海口段长度7.75km。野生动物园至秦海公路之间位于北戴河森林公园范围内，该段河道的水面、水生植物、河道两侧湿地均属森林公园自然景观之一，新河在入海口上游建有赤土山防潮橡胶坝一座。受上游污水、河道自然淤积、上游来水不足等因素的影响，河道水质问题较为突出，与周边景观极不协调。据环保监测结果表明，新河水环境质量由I类水体已下降为Ⅴ类水体，并有逐年下降的趋势。
　　戴河是北戴河的母亲河，位于北戴河区的西部，全长40km，流域面积290km2，是冀东沿海独流入海河流之一。戴河水环境质量为Ⅲ类，戴河上游已建成北庄河和鸽子塘2座小（一）型水库，其中北庄河水库控制流域面积16km2，总库容400万m3；鸽子塘水库控制流域面积6.5km2，总库容136.5万m3。戴河下游在西坨头建有蓄水闸一座，蓄水位3.8m，蓄水量31万m3，可利用水量为水位2.5m～3.8m间水量，为17万m3，在戴河村建有橡胶坝一座，蓄水位6.0m，蓄水量30万m3。两座建筑物蓄水基本联通，可以作为向新河调水的取水点。
　　2、新河径流分析
　　新河是独流入海河流，发源于抚宁县栖云寺东北麓，从北向南穿京山铁路后向东南穿北戴河森林公园，穿秦海公路注入渤海。
　　新河径流主要是由降雨产生，流域的径流具有年际变化悬殊年内分配又过于集中的特点。新河流域缺乏实测水文资料，本次径流分析依据《秦皇岛市水文手册》数据进行计算，计算结果见表1-1。
　　表1-1新河不同保证率径流量
　　项目 不同频率年径流量（万m3）
　　多年平均 10% 50% 75% 95%
　　552 1501 248 50 0
　　2.1上游现状用水量分析
　　上游现状用水量主要为农业用水，据调查新河流域农业作物主要为水稻，面积共700亩，其中新河橡胶坝回水区段有稻田400亩。保证率50%农业用水量为27.44万m3/a，保证率75%用水量为31.36万m3/a。
　　为保障景观要求新河橡胶坝最低蓄水位为1.8m，相应库容为27万m3，最高蓄水位为2.1m，相应库容为34万m3，根据兴利调节计算结果，在来水保证率50%年份，新河流域缺水5.62万m3/a，在来水保证率75%年份，新河流域缺水10.3万m3/a，在来水保证率95%年份，新河流域基本断流。
　　3、戴河径流分析
　　戴河总流域面积290km2，上游已建成北庄河和鸽子塘2座小（一）型水库，其中北庄河水库控制流域面积16km2，总库容400万m3；鸽子塘水库控制流域面积6.5km2，总库容136.5万m3。本次年径流计算扣除2座小（一）型水库流域面积，按267.5km2计算年径流。
　　不同保证率戴河年径流量及年内分配成果见表3-1。
　　表3-1戴河不同保证率年径流量
　　项目 不同保证率年径流量(万m3)
　　多年平均  50% 75% 95%
　　3127  2345 1094 250
　　3.1戴河上游用水量
　　上游现状用水量主要为农业用水，据调查新河流域农业作物主要为水稻，面积共300亩。保证率50%农业用水量为11.76万m3/a，保证率75%用水量为13.44万m3/a。
　　根据兴利调节计算，戴河在各种保证率在满足本流域用水的情况下均有弃水。西坨头蓄水闸、戴河村橡胶坝常年蓄水量47万m3。可以作为向新河调水的水源。
　　本工程所在的北戴河区是中央暑期办公所在地，滨海旅游休闲度假胜地。
　　4、戴河、新河连接的必要性
　　秦皇岛市北戴河区是我国著名的旅游避暑胜地,是党和国家领导人暑期办公所在地，素有“夏都”之称。新河位于北戴河区的东部，是北戴河生态环境系统中重要的组成部分，其水环境的优劣直接影响着沿海自然环境。据环保监测结果表明，新河水环境质量由I类水体已下降为Ⅴ类水体，并有逐年下降的趋势。
　　秦皇岛市环境保护局2006年8月新河河口水质主要污染物监测及评价结果见表4－1。
　　表4－1新河河口水质主要污染物监测及评价结果
　　监测站位 高锰酸钾指数 氨氮
　　 监测值（mg/L） 污染现状 监测值（mg/L） 污染现状
　　大桥下 8.32 Ⅳ类 3.27 Ⅴ类
　　入海口 6.56 Ⅳ类 2.78 Ⅴ类
　　新河赤土山橡胶坝塌坝泄洪或新河上游水质污染等突发情况需放空橡胶坝蓄水，此后若新河来水量无法满足橡胶坝蓄水要求时，需从相邻流域（戴河）调水，改善新河中下游水环境质量，营造水景观。
　　5、工程任务和规模
　　5.1工程任务
　　在戴河京山铁路桥下游180m处戴河河道左岸建一泵站，利用引水管道将戴河水引入新河，改善新河京山铁路至赤土山橡胶坝段河道水质。
　　5.2引水工程规模
　　6、7、8月份，遇到水质污染等突发情况橡胶坝需塌坝放空蓄水，考虑在4天内需重新蓄满27万m3。6月下旬至7月上旬新河基流量仅为0.14万m3/日，不能保障4天蓄满27万m3的要求。而戴河在各种保证率在满足本流域用水的情况下均有弃水。西坨头蓄水闸、戴河村橡胶坝常年蓄水量47万m3，能够满足新河用水要求。
　　经计算，4天引27万m3水量，引水流量为0.78m3/s,考虑蒸发渗漏损失等因素综合考虑确定设计引水流量1m3/s。泵站装机流量1m3/s。
　　6、引水建筑物设计
　　管线自戴河京山铁路桥下游180m处河道左岸建泵站引水，沿规划的戴河左岸支流向东约500m后沿规划的戴河支路六向北越300m后，至京山铁路南侧平行于戴河支路七1470m，最终在新河京山铁路桥下40m处汇入新河，线路长度2270m。
　　6.1取水头部工程设计
　　取水头部位于京山铁路桥下游180m处戴河河道左岸，由沉砂池、输水涵洞，泵房、调节井组成。沉砂池尺寸6×5.5m，为钢筋混凝土结构。输水涵洞长27m，宽2m与泵室连接，涵洞进口设拦污栅及叠梁闸槽。泵室尺寸6.3×5.6m，内设3台潜水排污泵扬水后与DN1200钢管连接。泵房北侧设6.5×5.6m的管理房。钢管下游设调节井，与DN1200管道连接。调节井水位超过8m溢流至戴河河道。
　　6.2引水管道工程设计
　　6.2.1管材选择
　　根据管材特点，本工程不存在太高的压力要求，造价是管材选择的控制因素。按照输送相同流量情况下，管材价格由高到低排列，依次是焊接钢管、玻璃钢管和预应力钢筋混凝土管。经技术和经济比较，结合管线的工作压力和覆土深度，本工程以钢筋混凝土管为设计推荐的主要管材，在管线拐弯、穿越公路、其他地下构筑物等特殊部位，选用钢管。
　　6.2.2水力计算
　　（1）取水口设计水位：最低水位2.5m，最高水位3.8m。
　　（2）设计流量：1m3/s
　　（3）线路长度：2270m
　　管道糙率的n值的确定：
　　管道糙率取决于管材，主要管材为预应力钢筋混凝土管，部分采用了钢管。埋地钢管内防腐采用8701饮用水防腐蚀涂料，具有成熟应用经验和成功运行实例，且效果良好。根据类似工程经验，n值综合选取为0.013。
　　沿程水头损失按h1=iL计算，管道局部水头损失按沿程水头损失的10％计，总水头损失h=1.95m。
　　6.3出水口工程设计
　　出水口位于京山铁路桥下游40m新河右岸，为钢筋混凝土竖井结构。出水口平面尺寸2.8×2.8m，与DN1200钢筋混凝土管连接，竖井靠近新河侧设1.2×1.5m的排水口注入新河，排水口上游设拦污栅。排水口两侧设浆砌石八字墙，下部为浆砌石护底。
　　4 结语
　　戴河、新河连接工程于2011年6月建成后，充分发挥了作用，不仅改善了新河水环境质量，营造了良好的水景观，而且调节了周边的小气候，吸引了更多的鸟类来到这里，其社会效益及生态效益非常显著。
　　
　　参考文献:
　　(1)《室外给水设计规范》（GB50013－2006）中国计划出版社

《浅谈秦皇岛戴河、新河水系连接工程对新河水质的改善》

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