河海大學水利水電學院 渠謝雨
秦淮河是長江下游右岸的一條支流,全長約110公里,呈葉脈狀分布,流域面積2600多平方公里。秦淮河有南北二源,北起句容市寶華山南麓,南起南京市溧水區東廬山,后匯于南京市江寧區方山埭西北村,于龍蟠中路通濟門大橋西側的東水關入南京城,自東向西橫貫南京主城,自升州路西端的西水關出城,最終注入長江。秦淮河分為兩支,一支由東水關入南京城后,向西流經淮清橋、文德橋、武定橋、鎮淮橋轉向西北,過新橋至上浮橋、陡門橋、下浮橋,再向西經夫子廟后從西水關出城,此即著名的內秦淮河;另一支由通濟門經中華門繞行城外,過九龍橋向南轉向西,經長干橋向西至賽虹橋、覓渡橋,在西水關外與內秦淮復合,此稱外秦淮河。“十里秦淮生春夢,六朝煙月薈金陵”,享有“中國第一歷史文化名河”之譽的秦淮河作為南京的母親河,不僅孕育了南京的悠久燦爛的文明,也見證了南京千百年來的歷史變遷。
1.六朝時期
據六朝史料記載,秦淮河洪水泛濫時破壞力巨大,發生過多起大型船只被沖毀,兩岸居民溺亡的事件。當時的古城下游地勢低洼,支流眾多且個別支流(句容河支流)落差大、水流急,再加之作為蓄水湖的赤山湖,湖深較淺,蓄水能力有限,所以每到暴雨時節,河水宣泄不及;六朝時期長江江段的局部西移,使得秦淮河入江口隨之西遷,且距離南京城不遠,水域的變遷加之江水的倒灌,使得南京城易遭洪水侵襲。針對洪澇問題,東吳時期下令夾淮立柵,修建了“柵塘”,在防范洪水侵襲的同時,也起到了御敵的作用[1]。然而,柵塘的防洪效果非常有限,無法從根源上改善洪澇問題,洪澇災害雖然有所減輕,但依然不可控制。
2.明清時期
到了明清時期,秦淮河的水患問題依然十分嚴峻。除了自六朝時期遺留下的問題,氣候變化和人工河修筑成為了新的旱澇因素。15世紀初起,我國氣候進入長達五個世紀的“明清小冰期”,氣候的突變造成了溫度和降水的不穩定——夏季水澇災害頻繁發生,冬季則河道干以至行舟困難。明代朱元璋下令在西城外開掘了上、中、下新河,秦淮河的入江口由此增多,分散了水流,河流流速變緩造成水流搬運能力下降,從上游夾帶的泥沙在入江口處大量淤積,給河水下泄帶來更大阻力。針對入江口大量泥沙沉積的問題,明清兩代曾多次組織疏浚城內正、支河道,然而秦淮河上下游缺乏統籌管理,對在山洪防御方面具有決定性地位的蓄水湖赤山湖疏于修筑,治理內秦淮河時拆除沿河民居恢復河道的工作不到位,為圖方便將疏通的泥沙堆放于河岸等,所以屢疏屢塞,成效并不大。
除了水患問題,秦淮河水質惡化問題更為嚴重。河岸居民習慣用秦淮河水漂洗衣物,并將糞穢等物直接傾倒河中,但是隨著城南人口密度不斷增高,秦淮河水自凈能力達到上限;南京作為三大絲織業中心,沿河染坊數量眾多,漂絲一舉嚴重污染河水,除此之外,制皮等傳統手工業也排污嚴重。
針對水污染問題,明清政府頒布過各種條令,如禁止沿河居民傾倒生活污水,禁止侵占河道,規定春秋夏季午前內河漂染,冬季外河漂染等。但是法令的頒布并沒有得到有效的執行,由于監管疏忽,居民習慣難以改變,地方政府權衡不好自然環境與經濟利益等原因,水環境未能得到改善。
3.中華人民共和國成立后
中華人民共和國成立后,針對秦淮河在防洪、航運和灌溉方面的問題,南京市政府采取了“上蓄、中擋、下泄”的規劃原則——上游丘陵山區注重蓄水,擴建水庫;中下游則注重提高泄水能力,擴大排水出路。
20世紀四五十年代,治理重點為聯圩并圩,修理并加固防洪堤。治理后,秦淮河流域圩區由原來的313座減少到113座,堤防總長也由原來的783千米減少為522千米,防洪戰線大大縮短,在減輕防洪負擔的同時提高了調蓄能力。20世紀60年代,治理重點為在上游丘陵山區修建水庫和引、提江水灌溉。治理成果有:中小型水庫共新建149座,農田灌溉水源增加了5億多m3,洪水泛濫在源頭上得到一定控制;1959年,武定門抽水站和節制閘建成,抽引長江水源來保證上游百萬畝農田的灌溉用水。20世紀七十年代,治理重點為對河道裁彎取直、拓寬浚深和改造阻水橋梁。秦淮河干流在治理中共裁彎取直六處大河灣——包括建康圩、南垾圩、北沿圩、陽山河、小龍圩、機場圩,江寧區西北村至東山段干流河道的行洪斷面拓寬近900㎡,河底高程浚深近2m,改擴建長干橋等六座阻水橋梁[2]。
4.改革開放后
秦淮新河分洪道自1975年起采用人工挖河施工,歷時5年完成開挖通水。它集行洪、灌溉、航運功能于一體,較好地解決了秦淮洪水入江通道的問題,在南京市多次遭遇特大洪峰時,發揮了至關重要的作用。1985年秦淮新河口水利樞紐建成,補充上游區域100多萬畝農田的灌溉用水,且承擔下游地區的排澇作用;20世紀90年代,句容河得到全面整治,城市防洪和標準堤防建設也積極開展。在標準堤防建設中,秦淮河城市段干流的土質堤防全面改建成鋼筋混凝防洪墻。
秦淮河干支流河道在經歷了近半個世紀的大規模治理后,相較于古代時期面貌大變,防洪標準由原來的3~5年一遇,提升到50~100年一遇,抗洪能力大大提升,灌溉、航運等功能得到了恢復與發展。
進入21世紀,隨著南京市城市化的飛速推進,更多的秦淮河干支流被劃入到城市范圍內,一些新情況和新問題也接踵而來,例如河道水質污染、工程破壞等。2002年,南京市政府對城市段秦淮河干支流進行全面治理,以提高防洪能力、恢復河流水質、建設濱河景區為目標,集水利、城建、文化等多部門合作,于2015年初步建成外秦淮河段景觀帶。
針對國內地方河湖非法排污、侵占水域等違規行為所暴露出的監管疏漏、執法不嚴等問題,中央政府于2016年年底下發《關于全面推行河長制的意見》,明確提出要在2018年底前全面建立“河長制”。“河長制”以生態優先、綠色發展,黨政領導、部門聯動,問題導向、因地制宜,強化監督、嚴格考核為四大原則,有效調動地方政府履行環境監管的職責,統籌協調各部門力量,讓各級黨政主要負責人親自抓環保,并接受上級和社會的共同監督。2017年2月22日,南京市政府發布《關于全面推行“河長制”的實施意見》,明確了納入河長制管理的1082個重要水體,其中外秦淮河(東山大橋以下至外秦淮河入長江口段)等作為重要河道被市級河長“認領”。針對外秦淮河存在的突出問題,河長制工作從河道資源管理與保護、水污染防治及水環境治理、水安全提升三方面開展,力求按時完成年度目標,將此創新型河湖保護管理體制建設成長效工作機制[3]。通過三年多來河長制工作的落實,秦淮外河水環境質量得到很大改觀,水生態環境狀態有所好轉,水安全保障能力也在增強,河道管護制度逐漸健全且向精細化、現代化快速發展。
1.物理化學方法
以內秦淮河為例,其水質為劣Ⅴ類水,下游水質劣于上游水質且水體黑臭現象明顯。引起水體黑臭現象的主要原因是城市生活及三產的污染物大量排入水體,從而造成BOD、氨氮、總磷含量嚴重超標。除此之外,內源污染釋放和城市水動力不足導致的河道嚴重淤積,也加劇了河道黑臭現象[4]。
針對此問題,市政府采取了物理措施:(1)定期清淤。清淤主要采用人工清理配合機械運卸的施工方法。采用該措施的原因是城市段河道流速小、水動力不足,造成富含重金屬污染物的底泥大量沉聚河底,且在溫度升高時釋放大量氮磷物質,減緩水體自然修復速度;(2)曝氣充氧。強制加速向水體中傳遞氧氣,讓空氣中的氧氣和活性污泥、污染物充分混合,促使氧氣轉移到活性污泥上,保證微生物有足夠的氧進行物質代謝。采取的化學方法是通過秦淮河沿線污水處理廠加入化學物質與污水中有害物質發生化學反應,將水中污染物與水分離或者直接反應消除。具體化學反應包括中和、氧化、還原、分解、混凝、化學沉淀等。
2.引江換水
在江蘇省水利廳和南京市政府的共同探討研究下,于2005年7月22日成功啟動引江調水工程。工程使得長江水從秦淮新河進入秦淮河,對秦準河的污水進行稀釋和沖洗,最后經三漢河口閘再次流入長江,形成“長江—秦淮新河—外秦淮河—長江”的引水線路。引水線路總長約40km,引換水量約2700萬m3,大約用時5~7天可將沿線水體置換一遍[5]。工程在保證流域防洪抗旱安全的前提下,在長江水位高于秦淮新河水位時,實施長江自流引水;在不滿足以上條件時,利用秦淮新河抽水站抽引長江水入秦淮河,力圖達到沖污與自然凈化相結合的功效。
3.編制河道藍線
河道藍線是指河道工程的保護范圍控制線,河道藍線范圍包括河道水域、沙洲、灘地、堤防、岸線等以及河道管理范圍外側因河道拓寬、整治、生態景觀、綠化等目的而規劃預留的河道控制保護范圍。外秦淮河河道藍線編制和河道管理范圍確權劃界工作已完成,已于2018年上報市政府批復。
4.加強截污系統
外秦淮河沿岸多為老城區,雨污分流、控源截污尚不徹底,仍然存在大量不明污染,大量生活污水通過雨水排口或雨水泵站直接排入外秦淮河。在目前合流制和分流制并存的狀態下,應完善規范現有的截流系統,防止汛期水量較大時,污水因截流倍數不足而混入雨水進入水體,導致河道溢流污染嚴重的情況發生。
1.河道生態護岸
生態河道護坡的功能性體現在兩個方面:首先是護坡,特別是水位變動區的水土保持,其次是生態。其具體內涵有:保證岸坡的穩定,防止水土流失;開放式的系統,與周圍生態系統不斷進行物質交換;整個生態系統(自然和社會生態系統)的一個子系統,與其他生態系統協同發展;可持續發展的系統,具有自我更新修復能力。河道生態護岸可以促進地表水和地下水的交換,恢復河中動植物的生長,利用動植物自身的功能凈化水體,避兔人工化、機械化治理帶來的負面作用[6]。
2.生物多樣性工程
構建水生植物種植平臺,優先選種耐污的挺水植物,利用植物的吸收和自凈作用,吸收水體中的高氫、高有機物。生物多樣性工程通過恢復河流的水生物多樣性,以達到生態平衡、強化系統、提高自凈能力的目的。
采取的物理化學措施中,清淤疏浚的開展取得了明顯的成果:在豐水期沖淤,枯水期防淤,河道蓄水量得到提高,河段整體水流平順,底泥污染物的釋放得到防治,尤其是對武定門上游淤積情況做出了很好的應對,外秦淮河水質狀況也得到明顯改善,恢復了外秦淮河作為南京城主軸的功能,還原了往日的風采;經環保、水文部門監測數據顯示,引江換水工程特別是在青奧會、國家公祭日等重要活動期間,為水質改善做出巨大貢獻:改善了水動力條件,水體無異味,具有一定透明度,河面無漂浮物,滿足景觀水質要求,且大部分斷面水質達到Ⅳ類水以上,增加了整個秦淮河的環境容量;生態護岸工程除了有利用動植物自身功能凈化水體、改善水質、增加溶解氧的功能外,還促進了地表水和地下水的交換,滯洪補枯、調節水位,穩定河床的同時,避免了混凝土工程帶來的副作用,實現了“凈化-綠化-美化”三位一體的綜合功能提升。秦淮河在這些措施的共同作用下,水質得到明顯的改善,重新煥發出新生,成為一張南京城市景觀的名片。
南京城依秦淮河而生,無論是貫穿金陵城提供水源的內秦淮河,還是繞城而走作為護城河的外秦淮河,千百年來秦淮河哺育和守護著這片土地。正是因為這樣強大的依賴關系,科技水平、城市化等一系列人類進程會對它造成十分嚴重的影響,也正是這份依賴關系,南京市政府才急需采取一系列涉及全面且行之有效的措施:
首先在管理層面上,亟須摒除上層領導不作為、疏管理的風氣。為了解決新時期復雜的水問題,推進水生態水環境的整體改善,就必須在河湖管理的頂層設計上取得突破,于是“河長制”應運而生。而在作為探索先鋒的無錫市采用“河長制”處理太湖水環境問題初見成效后,南京市便大力推行河長制,重點關注了秦淮河水問題。
其次是工程技術層面,對于常年累積的黑臭水問題,單一的除污技術治標不治本,已經遠無法滿足河水凈化的需求。引江換水工程因此設計開工,重點解決了秦淮河因地勢平坦、河道占用等原因造成的水動力不足問題,將改善水動力和沖污凈化巧妙結合。長江、秦淮新河和秦淮河三條主要河流相交且存在自然水位差;秦淮新河節制閘、秦淮新河抽水站和武定門節制閘的參與聯合調度管理;工程開展以保證流域防洪抗旱安全為前提等保證了引江換水工程的可行性。
還有沿岸生態方面,河道治理需要工程,但是工程的過度化,反而會適得其反。在可持續發展戰略的思想引領下,將河道環境歸還自然成為了潮流。生態護岸、河道植被等設計,在起到了提高其自凈和調蓄能力的同時,居民們的生活環境也得到了很大的改善,對于濱河水景觀的滿意度逐漸上升,環境責任意識也隨之提高。
秦淮河水質問題是歷朝歷代問題的積累結果,雖然在多重措施的實施下,相較以往有了極大的改善,但是河流污染問題依舊存在,管理和維護方面也依然有提升的空間。就下一階段治理方向而言,應著重分析近幾年各種治理方案的利弊與成效,重新評估取舍和改進,將工程與新技術相結合,以綠色可持續發展為出發點,在城市中心實現人與水與自然的和諧,在城市經濟發展的同時,發展中心城區生態文明理念,把秦淮河建設成南京最璀璨的城市名片。