感潮閘控河網(wǎng)區(qū)水污染特征及控制斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)方案研究

劉萌斐，焦 濤，賈俊杰

（南京大學(xué)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)股份公司，南京 210000）

靖江市位于長江下游北岸，地處長江三角洲的江蘇腹部，東、西、南三面環(huán)江，北靠廣袤的蘇中平原，是長江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)的組成部分。靖江市屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，雨量充沛。區(qū)域主要水系情況及國控?cái)嗝嫖恢萌鐖D1所示，其中，十圩港為主要納污水體，其下游設(shè)有國控?cái)嗝妗?/p>

圖1 區(qū)域水系及國控?cái)嗝嫖恢?/p>

1 研究區(qū)水文水質(zhì)概況

1.1 研究區(qū)水系特征

靖江市境內(nèi)港道密布，溝河縱橫，共有7條縣級河道、113條鄉(xiāng)級河道和3 767條村級河道。小型水體尚未建立循環(huán)良好的水生態(tài)系統(tǒng)，易受外界人為因素的干擾，缺乏自凈和自維持能力[1]。靖江市地勢平坦，大多數(shù)河道坡降平緩，流量很小，區(qū)內(nèi)河流受潮汐影響閘壩控制，其水文要素復(fù)雜，流量和流速的大小不僅隨時(shí)間發(fā)生變化，而且方向也發(fā)生改變[2]。

正常天氣下，靖江市內(nèi)河水位低于3 m，每潮必引。大潮引水充分利用長江潮汐的潮差變化，通過泵站引水改善主城區(qū)水環(huán)境質(zhì)量。但汛期通過調(diào)度沿江涵閘引水的同時(shí)，部分沿江涵閘并未打開排水裝置，致使部分河道水體沒有充分流動起來，水體復(fù)氧能力差。而在非引排水期間，閘門處于關(guān)閉狀態(tài)，將內(nèi)河水體與長江隔離，形成了近乎封閉的水體。

1.2 主要水環(huán)境問題

由于工業(yè)廢水和生活污水常年就近排入水體，河道水質(zhì)存在明顯的南北區(qū)別。在流經(jīng)城區(qū)前，各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）的Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)；從城區(qū)流出后，水質(zhì)惡化為Ⅳ類水，主要超標(biāo)指標(biāo)為溶解氧、石油類、陰離子表面活性劑、氨氮、化學(xué)需氧量（COD）等；十圩港下游的國控?cái)嗝鏋棰纛愃?，目?biāo)水質(zhì)為Ⅲ類水。

2 河道水污染成因

根據(jù)資料分析及現(xiàn)場調(diào)查，靖江市城區(qū)河道污染的主要成因有三點(diǎn)。

2.1 城區(qū)工業(yè)廢水、生活污水污染，生活垃圾堆積

城區(qū)工業(yè)廢水和生活污水接管率低，由于小型河流密布，未集中收集的工業(yè)廢水和生活污水直接排入河道。靖江市城鎮(zhèn)生活污染物入河量為COD 1 783.59 t、氨氮178.36 t；工業(yè)污染物入河量為COD 2 342.84 t、氨氮220.01 t；農(nóng)村生活污水入河量為COD 577.50 t、氨氮58.04 t；農(nóng)業(yè)面源污染物入河量為COD 1 938.65 t、氨氮271.01 t。工業(yè)、農(nóng)業(yè)面源、農(nóng)村生活和城鎮(zhèn)生活的COD和氨氮入河量占比如圖2所示。

圖2 COD和氨氮入河量占比情況

除COD、氨氮等綜合性水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)外，石油類和陰離子表面活性劑超標(biāo)嚴(yán)重，二者漂浮在水體表面，阻礙了大氣和水體的氧交換。此外，多數(shù)河流生活垃圾堆積，在造成水體污染的同時(shí)阻礙了水體交換。

2.2 水體交換緩慢

受閘壩控制影響，大多數(shù)河流流速緩慢，甚至處于滯流狀態(tài)，多數(shù)入江河流僅在引排水期間打開閘門，流速整體變化不大，形成了一個(gè)密閉的水動力系統(tǒng)。水體間緩慢的置換速度大大降低了水體的自凈能力?，F(xiàn)有調(diào)水方案僅為常規(guī)的引水運(yùn)行，從引調(diào)水前后的水文水質(zhì)調(diào)查結(jié)果對比分析來看，現(xiàn)有調(diào)水方案并不能有效改善內(nèi)河水質(zhì)。

2.3 內(nèi)源污染

由于河道水流緩慢，河水中的泥沙、污染物等容易沉積到河底，經(jīng)過長期沉淀累積，河床底泥淤積嚴(yán)重。而引排水期間，大引大排加大了對河底淤泥的擾動。

3 控制斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)方案

目前常用的控制斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)方案包括控源截污、引清沖污和生態(tài)修復(fù)等。其中，控源截污是水污染治理的前提和基礎(chǔ)；引清沖污是平原河網(wǎng)區(qū)水資源調(diào)度與管理的一種普遍手段，通過閘控科學(xué)調(diào)度水資源進(jìn)行引清沖污，不僅可以補(bǔ)給河道水量，提高河道水環(huán)境自凈能力，還可使污染物得到稀釋，在短期內(nèi)迅速改善水質(zhì)[3-5]；生態(tài)修復(fù)是根據(jù)水生態(tài)學(xué)基本原理，對受損的水生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)，最終恢復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)的完整性。

目前，水污染治理工程普遍非常強(qiáng)調(diào)控源截污?？卦唇匚蹖τ陂L江、黃河等有長期穩(wěn)定清水補(bǔ)給、水體長期流動的大江大河是非常有用的，但徹底截污難度很大。靖江市老城區(qū)的雨污分流需要大量拆遷，工程量巨大，即便不計(jì)成本，也要10～20年的漫長時(shí)間。而城市河道水源不穩(wěn)定，流速緩慢或靜止，汛期和干涸期水位落差大，普遍存在自凈能力極端低下甚至為負(fù)的問題。即便引清水進(jìn)入河道，水體也會逐步惡化，呈現(xiàn)出“自污”傾向。這種情況下，無論截污、清淤做得多好，如果不大幅提升水體自凈能力，扭轉(zhuǎn)“自污”趨勢，河道水體就不可能真正治理成功。因此，自凈能力的大幅提升是必不可少的環(huán)節(jié)，必須引起足夠重視。

根據(jù)平原閘控河網(wǎng)的水系特征以及各類工程的實(shí)施難易程度，按照“分類、分級、分期、分區(qū)”原則，設(shè)計(jì)該國控?cái)嗝嫠|(zhì)達(dá)標(biāo)方案的總體框架，如圖3所示。

圖3 國控?cái)嗝嫠|(zhì)達(dá)標(biāo)方案總體框架

3.1 控源截污工程

針對工業(yè)類污染，繼續(xù)加強(qiáng)重點(diǎn)工業(yè)集聚區(qū)、重點(diǎn)行業(yè)廢水達(dá)標(biāo)整治，完善工業(yè)集聚區(qū)污水收集配套管網(wǎng)。重點(diǎn)工業(yè)集聚區(qū)內(nèi)企業(yè)廢水必須經(jīng)預(yù)處理達(dá)到集中處理要求，方可進(jìn)入污水集中處理設(shè)施。針對污染較為嚴(yán)重、廢水排放量較大的企業(yè)，應(yīng)著重進(jìn)行排查，開展企業(yè)專項(xiàng)整治，對違規(guī)項(xiàng)目依法采取關(guān)停、整治、罰款等措施。

對于船舶港口污染，制定船舶修造廠污染防治設(shè)施改造計(jì)劃，對有問題的船舶依法強(qiáng)制報(bào)廢或改造，規(guī)范船舶修造和拆解行為。開展沿江、內(nèi)河港口、碼頭、裝卸站、船舶修造廠廢水治理與廢棄物處理設(shè)施基本情況調(diào)查，從污水存儲配套設(shè)施建設(shè)、垃圾接收暫存設(shè)施建設(shè)、區(qū)域污水管網(wǎng)建設(shè)、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)、風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急能力建設(shè)等方面制定港口碼頭裝卸站污染防治方案，并嚴(yán)格落實(shí)。

針對城鎮(zhèn)生活污水，要完善污水管網(wǎng)，加快老城區(qū)管網(wǎng)改造。簡單來說，要加強(qiáng)污水收集管網(wǎng)的配套建設(shè)和管理維護(hù)，尤其是支管網(wǎng)建設(shè)，擴(kuò)大納管范圍，穩(wěn)步提高城鄉(xiāng)污水收集能力。要結(jié)合城鎮(zhèn)集中居住區(qū)舊城改造、道路改造、新建小區(qū)建設(shè)，加快實(shí)施城鎮(zhèn)雨污分流管網(wǎng)建設(shè)，對于暫不具備改造條件的，要盡快建設(shè)截流干管，適當(dāng)加大截流倍數(shù)。

3.2 水利循環(huán)調(diào)度工程

由于現(xiàn)有調(diào)水方案對河道水質(zhì)污染的緩解效果有限，因此要開展引調(diào)水試驗(yàn)對調(diào)水方案進(jìn)行優(yōu)化，充分利用現(xiàn)有水利工程實(shí)現(xiàn)聯(lián)合調(diào)度，針對不同典型條件下閘泵系統(tǒng)復(fù)雜水情，在滿足防洪和水資源配置的基礎(chǔ)上，采用多目標(biāo)方法進(jìn)行方案比較，獲取水體自凈的最佳引水流量、引水時(shí)間和流速等參數(shù)，最終確定大幅提高水體自凈能力的閘泵調(diào)度優(yōu)化方案。

3.3 重點(diǎn)河段清淤及生態(tài)強(qiáng)化修復(fù)工程

聯(lián)合河道管理部門，對底泥淤積嚴(yán)重的河段，尤其是城區(qū)至國控?cái)嗝鎱^(qū)間開展疏浚，減小上游底泥擾動對國控?cái)嗝嫠|(zhì)的影響。同時(shí)，通過移栽挺水植物、設(shè)置人工浮床等方式進(jìn)行生態(tài)強(qiáng)化修復(fù)，改善重點(diǎn)河段的水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，逐步恢復(fù)水體自凈能力。

3.4 控制斷面穩(wěn)定達(dá)標(biāo)保證措施

一是實(shí)行河長負(fù)責(zé)制和目標(biāo)管理，由行政首長作為河長直接負(fù)責(zé)水功能區(qū)保護(hù)和污染物總量控制，嚴(yán)格進(jìn)行環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管，嚴(yán)厲打擊超排、偷排等行為。將河道管理任務(wù)分解到匯水區(qū)各行政單元，建立責(zé)任落實(shí)及追查制度，確保水環(huán)境管理工作的長期穩(wěn)定開展。二是加快水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提高重點(diǎn)污染源水質(zhì)在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的覆蓋率。三是加強(qiáng)環(huán)保宣傳和公眾參與，引導(dǎo)市民愛護(hù)水環(huán)境、節(jié)約用水，同時(shí)參與社會監(jiān)督，構(gòu)建全民行動格局。

4 結(jié)論

本文針對靖江市城區(qū)河道污染進(jìn)行成因分析，按照“分類、分級、分區(qū)、分期”理念提出控制斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)方案。簡單來說，先對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行排污口排查及整治，再通過優(yōu)化的閘壩調(diào)度方案引長江水進(jìn)入城區(qū)，同時(shí)開展河道垃圾清理、船舶油污清理等，改善城區(qū)水體水動力條件。重點(diǎn)河段要進(jìn)行清淤及生態(tài)強(qiáng)化修復(fù)，改善水體自凈能力。另外，要從行政監(jiān)管、監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、環(huán)保宣傳和公眾參與三個(gè)方面明確政府、企業(yè)、公眾的責(zé)任和義務(wù)，建立國控?cái)嗝孢_(dá)標(biāo)的長期有效機(jī)制，這對平原閘控河網(wǎng)區(qū)水環(huán)境改善有一定借鑒意義。