蘇州河水環境治理20年回顧與展望

季永興，劉水芹

(1.上海市水利工程設計研究院有限公司 上海 200061； 2.上海市水文總站 上海 200336)

蘇州河被譽為上海的母親河，自20世紀20年代逐漸被污染以來，恢復其清澈亮麗，一直是無數上海市民的夙愿。受制于經濟原因，直到20世紀80年代初才開始研究治理，真正大規模實施是在1998年5月上海市政府批準《蘇州河環境綜合整治方案》之后。1998—2011年，上海市實施了蘇州河環境綜合整治一期、二期、三期工程，實現了蘇州河由臭河浜向景觀河的轉變，水環境面貌大為改觀。2018年12月31日，蘇州河環境綜合整治四期工程開工建設，期望進一步提升河道水質、防汛能力、綜合功能和管理水平。本文回顧了自1998年開始的蘇州河環境綜合整治一期、二期、三期工程及開展的相關科研工作，利用干流歷年水質變化過程分析歷次治理取得的成效，并依據蘇州河綜合整治四期工程總體方案，展望未來蘇州河水環境治理，以期為更長一段時期蘇州河治理提供借鑒。

1 蘇州河概況

1.1 河道歷史演變

根據《尚書》記載，蘇州河在戰國時期被稱為“松江”，到唐朝中期根據杜甫的“剪取吳淞半江水”詩句，將其稱為“吳淞江”，因此蘇州河上游至今仍被稱為“吳淞江”。近代，西方人因其可以直通蘇州而稱其為“蘇州河”[1]。歷史上的吳淞江是太湖的主要泄洪通道，黃浦江(舊稱“黃浦”)則是它的一條支流，其交匯口位于現在的嘉興路橋附近(舊稱“黃浦口”)[2]。北宋慶歷二年間(1042年)，為便于糧食運輸，在吳淞江與太湖的出口處建設長堤和長橋，其后由于下游來水不暢和泥沙隨潮汐上溯，吳淞江的河道逐漸萎縮，而黃浦江的上游由于太湖洪水南泄，加上人工疏浚，河槽逐漸發育擴大。明朝隆慶三年(1569年)，海瑞組織疏拓黃渡至宋家橋(今福建中路橋)40 km的河道，使黃浦江與吳淞江在外白渡橋匯合(史稱“江浦合流”)[1-4]。后來，吳淞江上游段日漸淤積萎縮，黃浦江逐漸轉變為太湖流域的下泄通道，而吳淞江則成為其支流，河面寬度約15～25丈(約50～70 m)。

目前蘇州河全長125 km，西起江蘇瓜涇口，東至黃浦江(圖1)，蕰藻浜上游仍稱“吳淞江”，以下稱“蘇州河”。上海市境內河長約53.1 km，穿越上海市嘉定、長寧、普陀、靜安、閘北、黃浦、虹口等中心地帶。蘇州河進入市區后蜿蜒彎曲，在約17 km范圍內彎道多達21處，最小彎道轉角達150°左右。市區段內河面寬度平均50～80 m，河口段最寬達 130 m左右[4]。

圖1 蘇州河水系示意圖

1.2 水文特性變化

蘇州河自明代以后河道規模與走向基本同現今一致，受黃浦江漲落潮影響成為一條非正規半日潮感潮河流，每天兩漲兩落。黃浦公園水文站1950年以來的水文資料統計顯示，河口平均高潮位為 3.12 m，平均低潮位為1.29 m，平均潮位為2.21 m，平均潮差為1.93 m。歷史最高潮位發生在“9711”號臺風期間，最高達5.72 m(1997年8月19日)。河口實測最低潮位為1914年1月1日的0.24 m，最大潮差為3.55 m，最小潮差為0.02 m，平均漲潮歷時為258 min，平均落潮歷時為488 min。蘇州河上游水文站為趙屯站，其水位受潮汐影響小。據統計，受全球氣候變化、海平面上升、地面沉降和黃浦江支河建閘控制等多種因素影響，蘇州河河口水位呈不斷抬升趨勢，黃埔公園水文站不同年代最高潮位見表1，歷次水文頻率分析中最高潮位頻率統計結果見表2[4]。

表1 黃浦公園水文站不同年代最高潮位

表2 黃浦公園水文站最高潮位頻率統計結果

1.3 水質變化

蘇州河是上海市重要的自然地表水體，原本水質清澈(圖2)。蘇州河水質惡化起于20世紀20年代，由于第一次世界大戰，上海市人口增多，工業速度加快，河道兩岸因水路交通便捷而建起大量工廠，大量生活污水和工業廢水未經處理就直接排入了蘇州河，遠超出了河流的自凈能力，于是開始出現黑臭[5]。1949年后，上海市工業進入高速發展期，蘇州河兩岸工廠更多、居民也更多；1956年，蘇州河黑臭段蔓延到北新涇；1964年，黑臭段延伸到華漕；1978年，蘇州河已經全線黑臭(圖3)。蘇州河水嚴重污染，水體功能受到嚴重損害，嚴重影響了兩岸居民生活，對城市環境造成了十分不利影響，與上海國際大都市的環境要求極不相稱，成為上海市可持續發展的一個主要問題。

圖2 1949年蘇州河照片

圖3 1980年蘇州河照片

2 水環境治理回顧

從20世紀50年代開始，蘇州河就嘗試了各種治理方法，直到1978年改革開放以后才更加受到重視。1988年上海合流污水一期工程開工建設，至1993年投入運行，為蘇州河水質改善起了巨大作用。1995年4月，上海市政府成立由市環保局牽頭，市水利局、市委、市航道局、市建委、市環衛局、市政局派員參加的“上海市蘇州河污染綜合整治管理辦公室”，加強蘇州河污染監督管理，籌劃蘇州河綜合整治工作。1998年5月，《蘇州河環境綜合整治方案》獲上海市政府批準。1998年9月，上海市成立了蘇州河綜合整治建設有限公司，開始了3期12年的蘇州河環境綜合整治，將蘇州河由臭河浜轉變景觀河，并為今后蘇州河水環境進一步改善和生態修復打下堅實基礎。

2.1 一期工程及技術研究

蘇州河綜合整治一期工程1999年開工，集水利、防汛、市政排水、截污治污、環衛、綠化為一體，共實施了10項工程，包括：①通過6條支流截污，消除排入蘇州河的直排點源污染；②通過支流建閘控制，減少輸入蘇州河干流的污染物總量；③搬遷環衛碼頭，削減傳統生活方式的特定污染；④通過石洞口污水處理廠建設，處理截流污水；⑤通過上游底泥疏浚，增加河道槽蓄量，減少底泥耗氧量；⑥通過移動式曝氣復氧，提高水體溶解氧濃度；⑦通過部分防汛墻改造，提高防洪安全和親水性；⑧通過兩岸部分綠化，改善臟亂環境；⑨通過綜合調水，增加水體流動，提高自凈能力；⑩通過相鄰虹口港水系治理，改善水系相互影響。工程于2002年底竣工，基本實現了消除蘇州河干流黑臭、兩岸臟亂差環境明顯改善的階段性目標。

為確保綜合整治效果，在編制蘇州河環境綜合整治方案和可行性研究階段，眾多高校、科研和設計單位開展研究，重點對蘇州河底泥、污染源、綜合調水、水環境改善措施進行研究。在底泥方面，開展了底泥時空分布特征、底泥耗氧量、底泥對水環境影響、底泥疏浚生態學、環保疏浚工藝、泥水分離技術、底泥處置技術等研究[6]；在污染源方面，開展了污染源調查、排水泵站雨天溢流影響、既有截污治污設施利用、污水處理廠工藝試驗等研究[7-8]；在綜合調水方面，開展了蘇州河水系同步水文水質調查、支流建閘控制影響、水環境數值模擬、綜合調水試驗、吳淞路閘橋改造可行性研究等[9-13]；在水環境改善方面，開展了水環境功能區規劃、曝氣復氧方案、水生態系統生態毒理學、水環境改善措施等方面研究[14-16]。

2.2 二期工程及技術研究

一期工程完工后，干流水質仍然不穩定，主要因為市政泵站雨天放江、支流污染仍十分嚴重，兩岸陸域環境仍然較差。為穩定蘇州河干流水質、改善陸域環境，2003—2005年上海市政府實施了蘇州河綜合整治二期工程，包括：①建設5座市區雨水調蓄池，并改造3個分流制的排水系統；②建設市區兩岸共90 km污水管道，將中下游污染源截污納管；③建設2座南翔地區污水泵站，敷設污水管道 27 km，上游水系部分污染源截污納管并處理；④建設蘇州河河口100 m寬水閘(圖4)，保障蘇州河綜合調水順利實現；⑤建設夢清園公共綠地示范項目；⑥建設周橋公園等23萬m2大型公共綠地，基本形成濱河景觀廊道；⑦改造中上游沿河10處垃圾堆場，并建設黃浦區垃圾中轉站、市容環衛執法管理和保潔維修基地。經過3年整治，蘇州河干流上下游水質差別逐步縮小、中心城區主要支流基本消除黑臭(圖5)。

圖4 蘇州河河口水閘擋潮實景照

蘇州河環境綜合整治二期工程除了對工程實施的效果進行研究外[17-18]，重點和難點是為了滿足綜合調水需要，須在蘇州河河口建設一座能靈活啟閉、雙向擋水，同時需滿足防御千年一遇高潮、施工期不斷航不斷流的水閘[19]。由于水閘位于黃浦江和蘇州河的交界口，地理位置非常重要，為滿足景觀、通航需要，水閘須與河口同寬設置(圖6)。研究針對閘門型式、閘址位置、總體布置、閘門制造和運輸、防滲和防沖減淤等技術難題進行了攻關[4]，設計了底軸驅動的翻板閘門作為擋水結構，由底軸旋轉直接驅動門葉，改變了傳統門葉受力方式，突破了閘門寬度對其厚度的制約[20-21]。

圖5 二期工程后蘇州河兩岸及水環境實景照

圖6 蘇州河河口水閘位置

2.3 三期工程及技術研究

為持續改善蘇州河干支流水質，促進蘇州河水系生態修復，針對二期建成后水質保障機制脆弱、水體自凈能力尚未有效恢復、兩岸面貌未根本改善等主要問題，2006—2011年上海市又實施了蘇州河環境綜合整治三期工程，包括：①市區段底泥疏浚和防汛墻改建工程；②建設4座雨水泵站截流設施，改造和完善支流排澇泵站污水收集管網；③建設青浦污水處理廠配套管網；④搬遷長寧區3處環衛碼頭。工程實施后使蘇州河干流與支流水質得到同步改善[22-23]，同時也帶動了上海市中心城區、近郊和郊區的河道整治。

蘇州河環境綜合整治三期工程的研究重點是在一期相關研究基礎上如何確定適宜的疏浚深度和如何實施環保疏浚[6]。為此，相關設計、施工和科研單位根據國內外疏浚設備參數進行優化改進，并開展了中試研究，選擇了適合于蘇州河底泥的疏浚設備和疏浚工藝，盡量減少底泥擾動對水質的影響[24-27]。

3 下一步治理及展望

蘇州河綜合整治一期、二期、三期工程實施后，仍存在許多遺留問題：①干流安全隱患尚未完全消除，主要包括：真北路以西防汛墻高度尚未達標，暴雨期間市區段河道內水位過高；②兩岸臟亂差現象仍然存在，與確定的“全球城市”發展目標尚有很大差距；③干支流水質仍未達到Ⅴ類水標準(圖7)，主要原因是兩岸雨水泵站放江、污水處理廠未達標排放、上游污水直接排放、上游來水水質不穩定以及支流尚有污染排放等因素綜合作用[26]。因此，上海市政府開展了蘇州河環境綜合整治四期工程(簡稱“蘇四期”)。

3.1 四期工程方案

蘇四期以“市區聯動、水岸聯動、上下游聯動、干支流聯動、水安全水環境水生態聯動”為原則，按照“水岸聯動、截污治污”、“溝通水系、調活水體”和“改善水質、修復生態”三大步驟，從“控源截污、溝通水系、生態修復、環境整治、長效管理”5個方面開展綜合治理[28]。范圍包括：蕰藻浜以南、淀浦河以北、滬蘇邊界以東、黃浦江以西，4個水利片12個行政區12 855 km2內2 012條河道。蘇四期工程總投資約254.5億元[28]，大于前三期的總和。工程于2018年底開始全面實施。

蘇四期主要措施包括：①堅持水岸聯動、標本兼治，污染源截污納管、初期雨水攔蓄處理、污水處理廠提標改造、支流及周邊環境整治同步實施，區域污染全面治理；②依托吳淞江工程，疏拓蕰藻浜以西段，建設兩岸堤防，提高沿線25個排水系統能力，提高暴雨標準至5年一遇，并確保應對100年一遇強降雨；③貫徹“綠色、開放、共享”理念，完成蘇州河中心城區42 km公共岸線空間貫通開放，因地制宜對蘇州河堤防進行生態改造，并建設生態景觀，提升蘇州河防汛、航運、景觀、人文、公務等綜合功能；④以蘇州河綜合整治為示范，提升管理水平，形成市區聯動、協同整治、條塊聯手、建管并舉、良性互動的體制機制[28]。

3.2 四期工程實施效果展望

根據總體方案，蘇四期整治目標是：2020年底前，干流消除劣Ⅴ類水，支流基本消除劣Ⅴ類水；2021年底前，支流消除劣Ⅴ類水、干流堤防全面達標、航運功能得到優化、生態景觀廊道基本建成，形成大都市濱水空間示范區、水文化和海派文化開放展示區、人文休閑自由活動區，為最終實現“安全之河、生態之河、景觀之河、人文之河”愿景奠定基礎[28]。預計蘇四期結束后，干流水質維持在Ⅴ類標準，可為水體生態功能修復打下基礎，但全面恢復蘇州河的生態功能還需要采取其他措施。另外，蘇州河還有一大部分位于江蘇境內，該段河流的水環境治理對恢復蘇州河整體生態功能具有不可替代的作用，需要整體協調。

(a) CODCr

(c) NH3-N

(d) DO

4 結 語

與歐洲諸多河流的污染歷程類似，蘇州河的污染也源于兩岸工業大量興起。歐洲的河流治理，一般歷經20～30年，有的甚至更長[29-33]。蘇州河的水環境治理限于經濟原因，起步較晚，但治理歷時也不會太短。蘇州河跨越江蘇與上海，雖不屬于兩個國家，但也有行政區劃問題，治理可以參考歐洲有些跨國河流，依托流域機構，實施統一治理[31-33]。蘇州河實施了環境綜合整治一、二、三期工程，從水環境角度分析，一期工程對水質指標改善較快，而二、三期影響較小。但是在蘇州河綜合整治引導下的郊區河道進一步治理，支流水環境進一步改善，在2011年蘇州河環境綜合整治三期工程結束以后，干流水質逐步好轉。正在實施的蘇州河環境綜合整治四期工程，更大范圍、更加徹底地對支流水環境進行標本兼治，會同時提升蘇州河干流水環境。但是，從治理的目標來看，要恢復蘇州河的“水清岸綠、魚翔淺底”的生態功能，還有漫長的道路要走，同時需要上游江蘇河道同步實施治理。