潘涇流域水環(huán)境分析及治理對策探究

李 陽

(上?？睖y設(shè)計研究院有限公司，上海 200434)

1 引言

當前，人民對河流生態(tài)系統(tǒng)健康程度的關(guān)注度越來越高，河流生態(tài)系統(tǒng)的健康程度成為河流綜合治理效果的“試金石”。平原河網(wǎng)地區(qū)流域邊界模糊，河流縱橫交錯，水工構(gòu)筑物種類繁多，水體往復(fù)流動現(xiàn)象顯著，水環(huán)境問題突出，呈現(xiàn)出系統(tǒng)性、復(fù)雜化、差異化等特點，局部性、碎片化的治理難以從根本上扭轉(zhuǎn)水環(huán)境惡化的整體形勢[1]。本文以上海市寶山區(qū)潘涇流域馬路河至湄浦河段為研究對象，從水環(huán)境現(xiàn)狀出發(fā)，通過現(xiàn)場踏勘、影像研讀與入河污染物回溯性分析，揭示流域水環(huán)境問題產(chǎn)生原因，提出適用于平原河網(wǎng)地區(qū)流域治理的對策，為平原河網(wǎng)地區(qū)流域污染治理和水體生態(tài)修復(fù)提供參考。

2 研究區(qū)域概況

潘涇呈南北走向，縱貫上海市寶山區(qū)中北部，為“嘉寶北片”水系“八橫九縱”格局中9條縱向骨干河道之一，南連黃浦江支流蕰藻浜，北通長江。潘涇與荻涇、沙浦河、湄浦河、馬路河、練祁河、顧涇、新川沙河等主要河道以及十余條鎮(zhèn)村級河道相接，形成典型的平原河網(wǎng)(圖1)。研究對象干流南起蕰藻浜支河荻涇，北至毛塘河，為內(nèi)河Ⅳ級航道，總長約17.52 km，河口寬47.5 m，河底寬20 m，坡比1∶2.5；水體流向為由北向南，設(shè)計高水位3.90 m，常水位2.50～2.80 m，設(shè)計低水位2.00 m；本次研究潘涇流域馬路河至湄浦河段，長約3.8 km，地表水Ⅳ類水質(zhì)控制區(qū)；流域內(nèi)河道縱橫交錯，研究區(qū)域內(nèi)支流主要為鎮(zhèn)村級河流，具體情況詳見表1。

圖1 潘涇流域區(qū)位

表1 潘涇流域河流基本情況

3 流域水環(huán)境分析

3.1 水文情勢分析

研究區(qū)域內(nèi)富錦路斷面水體的流動性較差，滯流頻率高達70.4%，流動情況下主要流向為自北向南，這與蘊藻浜兩岸水閘控制有關(guān)，根據(jù)總體調(diào)度的要求，水閘開啟的頻率較低，致使局部南北向河道水體停滯不動；水位年內(nèi)變化平穩(wěn)，月平均水位在2.61～2.78 m之間浮動，年平均水位約2.68 m，年內(nèi)最高水位3.19 m，最低水位2.18 m(圖2、圖3)。

圖2 潘涇(富錦路)流向頻率分布

圖3 潘涇(月羅公路)水位

3.2 水質(zhì)分析

研究區(qū)域內(nèi)干流水質(zhì)不能穩(wěn)定達到地表水Ⅴ類水質(zhì)標準[2]，pH值、CODMn、CODcr、BOD5、TP、揮發(fā)酚、石油類的月均值均能達到地表水Ⅴ類水質(zhì)標準，但DO、NH3-N存在超標現(xiàn)象，主要發(fā)生在6～8月份；研究區(qū)域內(nèi)各支流水質(zhì)均為劣Ⅴ類，主要污染因子為NH3-N(圖4)。由圖5可知，研究區(qū)域涉及的干流水質(zhì)順著水流方向整體呈現(xiàn)出不斷變差的趨勢，特別是水流進入研究區(qū)域前，水質(zhì)呈現(xiàn)明顯變差情況，說明研究區(qū)域上游輸入性污染對研究區(qū)域內(nèi)水體水質(zhì)產(chǎn)生顯著影響。由圖6可知，塘匯河、蘇家溝水質(zhì)較其他支流差，此外，塘匯河、蘇家溝位于研究區(qū)域上游，說明研究區(qū)域內(nèi)支流污染對干流的水質(zhì)造成較大威脅。

圖4 水質(zhì)監(jiān)測斷面位置分布

圖5 潘涇干流沿程水質(zhì)變化

圖6 潘涇支流水質(zhì)變化趨勢

3.3 污染源分析

根據(jù)現(xiàn)場踏勘情況、結(jié)合搜集掌握的資料和與之相關(guān)的研究成果[3，4]，初步判斷研究區(qū)域內(nèi)入河污染物主要來源于工業(yè)點源、農(nóng)村生活、堆場、船舶和面源。研究區(qū)域內(nèi)工業(yè)點源污染主要來自10家不具備納管條件的企業(yè)，這些企業(yè)暫時采用構(gòu)建污水儲存池，定期抽運的方式，將污水外運至污水處理廠處理，可能存在溢流或偷排的污水進入水體現(xiàn)象；農(nóng)村生活污染主要集中于羅店鎮(zhèn)王家村，該村生活污水處理設(shè)施建于2008～2010年，基本實現(xiàn)全村覆蓋，所用工藝主要為A2/O、接觸氧化以及人工濕地，部分生活污水處理設(shè)施不能正常運行或運行效果不理想，此外，該村常住人口相較于2009年出現(xiàn)大幅增長，平均增長率為213%，污水處理設(shè)施的設(shè)計規(guī)模已不能滿足實際污水處理需求；堆場污染[5]來自研究區(qū)域內(nèi)6座碼頭，這些碼頭附近散布著大小不等的堆場，面積約19.11 hm2，約占工業(yè)用地的12%；船舶污染來自船只航行過程中排放的含油廢水(包括油輪壓艙水，洗艙水及船舶艙底污水)和船員生活污水[6，7]；利用羅店鎮(zhèn)航拍等影像圖，對研究區(qū)域內(nèi)的土地利用類型進行統(tǒng)計，結(jié)合平原河網(wǎng)地區(qū)面源污染研究成果[8，9]，研究區(qū)域內(nèi)工業(yè)用地占比最大，其產(chǎn)生的面源污染占比亦最大，道路產(chǎn)生的面源污染次之，公建用地占比最小，面源污染占比亦最小(圖7)。

圖7 農(nóng)村生活污水處理設(shè)施分布

以道路為界對研究范圍進行分區(qū)，根據(jù)污染源分布情況，在分析污染物入河路徑的基礎(chǔ)上,運用污染物入河量計算方法[10]，研究區(qū)域內(nèi)污染物入河總量為：CODCr567.27 t/年、NH3-N 22.95 t/年、TP 6.41 t/年。從不同指標分析，CODCr指標方面，面源和工業(yè)點源污染的貢獻量較大，均占40%左右，船舶污染占比最小，約1%左右；NH3-N指標方面，農(nóng)村生活污染的貢獻量最大，占45%，其次是工業(yè)點源污染，占28%，船舶污染占比最小，占3%；總磷指標方面，農(nóng)村生活污染的貢獻量最大，占38%，其次是城鎮(zhèn)面源污染，占34%船舶污染占比最小，占3%(表2)。

表2 研究區(qū)域各污染源入河量統(tǒng)計

4 流域治理對策

根據(jù)研究區(qū)域水文、水質(zhì)呈現(xiàn)的特點，結(jié)合污染源調(diào)查分析結(jié)果，以改善研究區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量并保障生態(tài)安全為目標，從提高農(nóng)村生活污染處理率和點源污染納管率、堆場及船舶污染協(xié)同治理、河流生態(tài)綜合治理等方面著手，制定針對性的治理對策并配套發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟加快經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和強化污染物排放管控等管理性措施，做到標本兼治，明顯改善研究區(qū)域水質(zhì)，基本恢復(fù)研究區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)功能，為水資源的開發(fā)利用提供基礎(chǔ)條件。

4.1 加快農(nóng)村生活污水處理設(shè)施改造及城鎮(zhèn)管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)

對羅店鎮(zhèn)王家村的宗南宅、田堵宅、宗北宅和王北宅農(nóng)村生活污水處理設(shè)施實施提標改造，使其出水達到上海市《污水綜合排放標準》(DB31/199-2018)中二級排放標準要求；對王家村田堵宅和王北宅等12座農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進行擴建改造，使其處理能力與服務(wù)人口規(guī)模相匹配。新建錦南路污水二級管網(wǎng)1.1 km，管徑DN300～400，管網(wǎng)接入楊南路二級管網(wǎng)從而實現(xiàn)研究區(qū)域內(nèi)干管全覆蓋；新建配套三級管網(wǎng)1.2 km，管徑DN300，將研究區(qū)域內(nèi)排污企業(yè)全部納管(圖8)。

表3 研究區(qū)域內(nèi)農(nóng)村生活污水設(shè)施治理措施

4.2 堆場及船舶污染協(xié)同治理

參照海綿城市建設(shè)技術(shù)標準[11]，對碼頭附近堆場產(chǎn)生的面源污染采取雨水滯留設(shè)施與雨水收集和排放系統(tǒng)相結(jié)合的方式減輕降雨徑流對研究區(qū)域水體的污染。新建雨水收集系統(tǒng)8.2 km、初期雨水調(diào)蓄池5000 m3和雨水排放系統(tǒng)1.8 km；參照《上海港船舶污染防治辦法》，結(jié)合相關(guān)研究成果[12]，通過與上海市寶山區(qū)建交委等職能部門協(xié)調(diào)，在研究區(qū)域干流沿線碼頭設(shè)置污染物接收設(shè)施，待船舶?？看a頭時，將其航行過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)生活廢水及垃圾等污染物統(tǒng)一導(dǎo)入污染物接收設(shè)施，每座碼頭均設(shè)置一座污染物接收設(shè)施。

4.3 河流生態(tài)綜合治理

以河道藍線范圍為整治核心，根據(jù)河道實際存在的問題，提出針對性較強的對策及措施，梳理出重點建設(shè)工程，以完成任務(wù)和目標。加快研究區(qū)域內(nèi)塘匯河、東長浜、周家新宅溝、東張茜涇、蘇家溝、王南宅溝和潘涇等河流的生態(tài)環(huán)境治理工作，以生態(tài)學、生物學和環(huán)境科學原理為指導(dǎo)，在控源截污的基礎(chǔ)上，清除內(nèi)源釋放，建設(shè)生態(tài)型護岸和陸域緩沖帶，恢復(fù)水生動植物群落系統(tǒng)，建立健康的河流生態(tài)系統(tǒng)。研究區(qū)域內(nèi)新建截污管網(wǎng)7.14 km，建設(shè)生態(tài)護岸20.78 km，建設(shè)陸域緩沖帶41340 m2，構(gòu)建河流生態(tài)系統(tǒng)106470 m2，疏浚底泥62040 m3，設(shè)置水體循環(huán)設(shè)備13套(圖8)。

圖8 河流生態(tài)綜合治理技術(shù)路線

4.4 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟加快經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型

在研究區(qū)域內(nèi)建立水資源、水環(huán)境承載能力監(jiān)測評價體系，實行承載能力監(jiān)測預(yù)警，對于超過承載能力的區(qū)域?qū)嵤┧廴疚锵鳒p方案。加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，嚴格控制高耗水、高污染行業(yè)發(fā)展，新建、改建、擴建重點行業(yè)建設(shè)項目實行主要污染物排放減量置換，將污染物的末端治理轉(zhuǎn)為生產(chǎn)全過程的污染預(yù)防，從源頭上控制污染物的產(chǎn)生量，最終減少污染物的排放量。積極保護生態(tài)空間，嚴格水域岸線用途管制，土地開發(fā)利用應(yīng)按照有關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)標準要求[13,14]，留足河道的管理和保護范圍，非法擠占的應(yīng)限期退出。

4.5 強化污染物排放控制與監(jiān)管

截污納管是改善研究區(qū)域內(nèi)水環(huán)境的根本保障，加快污水收集管網(wǎng)的建設(shè)，提高污水收集率，基本實現(xiàn)研究區(qū)域內(nèi)工業(yè)污水全部納管。加強盲點時間對抽運廢水的執(zhí)法監(jiān)察力度，將盲點時間的監(jiān)管由運動化轉(zhuǎn)為常態(tài)化，從而杜絕污水的偷排漏排現(xiàn)象；加強面源污染治理方面的研究，落實海綿城市建設(shè)管控指標及生態(tài)高效循環(huán)標準農(nóng)田建設(shè)，有效降低地表徑流攜帶污染物進入水體，從而真正減輕面源污染；農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的運行維護是確保農(nóng)村生活污水減排的關(guān)鍵，農(nóng)村污水處理設(shè)施建成后，維護管理單位應(yīng)切實加強維護管理，確保設(shè)施正常有效運行。當農(nóng)村生活污水處理設(shè)施處理效果不能滿足排放標準或超負荷運行時，應(yīng)及時對設(shè)施進行升級改造，以保證農(nóng)村生活污水達標排放(圖8)。

5 結(jié)論

本研究通過對潘涇流域水環(huán)境現(xiàn)狀和入河污染物回溯性分析，進行了流域水環(huán)境綜合治理對策探究，結(jié)果如下。

(1)受區(qū)域水閘調(diào)度影響，研究區(qū)域內(nèi)水體流動性較差，滯流頻率高，流動情況下主要流向為自北向南。

(2)上游輸入性污染對研究區(qū)域內(nèi)水體水質(zhì)產(chǎn)生顯著影響，農(nóng)村生活污染為研究區(qū)域內(nèi)主要入河污染源，支流污染對干流的水質(zhì)造成較大威脅。

(3)根據(jù)研究區(qū)域水環(huán)境呈現(xiàn)的特點，從提高農(nóng)村生活污染處理率和點源污染納管率、堆場及船舶污染協(xié)同治理、河流生態(tài)綜合治理等方面著手，制定針對性工程性治理措施并配套相應(yīng)的管理性措施，基本恢復(fù)研究區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)功能。