北方多個城市具有密集的城市河網，承擔雨季排水、非雨季水景觀和水文化營造等多重功能。因河道內源、雨季面源、大氣沉降等可能污染源存在，城市河網仍存在典型時期水質不達標的現(xiàn)象。對此，城市多采取引補水調控結合凈化的措施來維持或改善河網水質條件。上述方式雖能達到效果，但是通常因沒有全面考慮河網的復雜水量聯(lián)系特征和凈化裝置凈化效果與河道水動力條件的協(xié)同關系，使得引補水量的利用效率不高，可能存在無效補水的問題。凈化裝置的效果發(fā)揮不充分，也進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，應建立城市河網水循環(huán)凈化綜合調控體系，改善城市水環(huán)境質量。
針對建立北方缺水城市河網水循環(huán)凈化綜合調控體系，筆者提出以下建議：
第一，研發(fā)集成水動力調控和凈化技術效果協(xié)同效應的城市河網水質數(shù)值模擬模型。不同原理的凈化技術對河道水動力條件的響應不同，合適的水動力條件可以最大程度發(fā)揮凈化裝置的凈化效果，同時可在同等水質目標下，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一維水質數(shù)值模擬模型的基礎上，集成利用試驗數(shù)據提出的水動力調控和凈化技術凈化效果的協(xié)同效應成果，采取量化函數(shù)的方式加入到已有數(shù)值模擬模型中，實現(xiàn)對不同水動力調控和凈化裝置布設條件下的河網水質演變過程的精細模擬。同時，建議采取精細模擬結果支持河網水環(huán)境管理決策工作。
第二，建立城市河網分時、分區(qū)水循環(huán)凈化綜合調控預案庫。城市河網在雨季和非雨季的功能需求、管理方式等均存在不同，河網內各河道的水環(huán)境狀況也存在區(qū)別。比如雨季，河網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干期積累的污染物快速集中匯入河道，產生沖擊負荷。河道因降水位導致水流流速顯著增加，使得內源污染集中釋放。上述綜合作用使得河網水環(huán)境較差。因此，建議綜合考慮城市河網分時和分區(qū)的多源特征，建立城市河網分時、分區(qū)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范圍，將產生及時高效的水環(huán)境改善效果。
第三，構建城市河網聯(lián)動水循環(huán)凈化綜合調控管理信息平臺。建議利用信息化、物聯(lián)網、大數(shù)據和人工智能技術，以“實時掌握水質情況、及時預判水質演變、快速制定調控方案、迅速響應突發(fā)狀況”為目標，開發(fā)城市河網聯(lián)動水循環(huán)凈化綜合調控管理信息平臺，整體提高城市河網水環(huán)境管理工作的信息完備性、響應及時性和決策有效性。
作者單位：馬超、李茹瑩、徐奎，天津大學；賓零陵，天津師范大學
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