论文摘要
城市内湖在旅游观光、调节局部小气候、排泄雨洪、渔业和工农业生产等方面发挥着重要的作用,俨然一个城市的心肺。然而,在经济利益最大化的驱动下,人们开始了对湖泊掠夺式的开发利用,水质不断恶化。保护城市内湖水环境是和谐社会的根本要求,湖泊的污染治理已迫在眉睫。本文以福州西湖左海为研究对象,将其视为由多个湖体单元组成的浅水湖泊群。因各湖体单元间的水流、水质存在相互影响,湖泊群的水环境治理工作较单个湖泊复杂。水环境问题的解决迫切需要相应的科学理论及技术的支持。文章选取适用于浅水湖泊的平面二维水流水质数学模型对引水活水方案进行模拟分析,研究内容及成果如下：(1)基于层次分析法(AHP)在评价体系中的应用思想,结合福州西湖左海湖泊群的水体特性,在多目标线性加权法的理论指导下,加入工程费用和浊度变化率两项评价标准,构建包含水质改善指标、生态动力学指标、经济指标和感观指标4个方面的湖泊引水方案改善效果综合评价体系(简称为"ESLI"),该体系遵循定量与定性相结合的原则,可更加合理、客观地反映湖泊引水方案的改善效果,因此,适用于城市内湖引水方案的评选。(2)针对福州西湖左海滞水区多、水质差和水体浑浊的现状,分析湖泊群各湖体单元间的联系和水源情况,选择合理的调水路径,拟定如下四种活水思路：①湖体内部设置泵站集中抽取湖水,加压后沿湖底敷设分散式出水口以盘活水体：②在前思路的基础上,引水水源改为左海来水；③在湖体单元之间增设连通管；④局部设置固定式浅水堰。采用ESLI综合比较不同引水方案发现,引排水口的增设可减少滞水区面积,并使水质及感观得到改善,但造价偏高；设置浅水堰可以显著改善局部水动力、水质及浊度,却不经济；而设置连通管的方法采用最利于污染物扩散的引水路径,达到显著改善湖泊群水质和感观状况的效果,且造价最低。上述活水思路设计遵循着“滞水区最少化、工程费用最省化、污染物扩散最快化”的原则,对湖泊活水方案的设计和实施有一定参考价值。(3)浅水堰设置后可显著改善局部水环境,却存在堰前阻水区水质差和造价高等弊端。利用充气式橡胶堰便于调节湖泊内部水流状态,利于运行管理等优点,进行引水活水与工程措施相结合的优化。结果表明橡胶堰的合理规划可达到生态效益、经济效益和社会效益的有机统一,人、湖泊、堰、周围环境等要素也得以和谐共处。