感潮閘控河網區水污染特征及控制斷面水質達標方案研究

劉萌斐，焦 濤，賈俊杰

（南京大學環境規劃設計研究院集團股份公司，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、南三面環江，北靠廣袤的蘇中平原，是長江三角洲經濟區的組成部分。靖江市屬亞熱帶季風氣候區，四季分明，雨量充沛。區域主要水系情況及國控斷面位置如圖1所示，其中，十圩港為主要納污水體，其下游設有國控斷面。

圖1 區域水系及國控斷面位置

1 研究區水文水質概況

1.1 研究區水系特征

靖江市境內港道密布，溝河縱橫，共有7條縣級河道、113條鄉級河道和3 767條村級河道。小型水體尚未建立循環良好的水生態系統，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，大多數河道坡降平緩，流量很小，區內河流受潮汐影響閘壩控制，其水文要素復雜，流量和流速的大小不僅隨時間發生變化，而且方向也發生改變[2]。

正常天氣下，靖江市內河水位低于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水環境質量。但汛期通過調度沿江涵閘引水的同時，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，水體復氧能力差。而在非引排水期間，閘門處于關閉狀態，將內河水體與長江隔離，形成了近乎封閉的水體。

1.2 主要水環境問題

由于工業廢水和生活污水常年就近排入水體，河道水質存在明顯的南北區別。在流經城區前，各項指標均可達到《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）的Ⅲ類水標準；從城區流出后，水質惡化為Ⅳ類水，主要超標指標為溶解氧、石油類、陰離子表面活性劑、氨氮、化學需氧量（COD）等；十圩港下游的國控斷面為Ⅳ類水，目標水質為Ⅲ類水。

2 河道水污染成因

根據資料分析及現場調查，靖江市城區河道污染的主要成因有三點。

2.1 城區工業廢水、生活污水污染，生活垃圾堆積

城區工業廢水和生活污水接管率低，由于小型河流密布，未集中收集的工業廢水和生活污水直接排入河道。靖江市城鎮生活污染物入河量為COD 1 783.59 t、氨氮178.36 t；工業污染物入河量為COD 2 342.84 t、氨氮220.01 t；農村生活污水入河量為COD 577.50 t、氨氮58.04 t；農業面源污染物入河量為COD 1 938.65 t、氨氮271.01 t。工業、農業面源、農村生活和城鎮生活的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、氨氮等綜合性水質指標超標外，石油類和陰離子表面活性劑超標嚴重，二者漂浮在水體表面，阻礙了大氣和水體的氧交換。此外，多數河流生活垃圾堆積，在造成水體污染的同時阻礙了水體交換。

2.2 水體交換緩慢

受閘壩控制影響，大多數河流流速緩慢，甚至處于滯流狀態，多數入江河流僅在引排水期間打開閘門，流速整體變化不大，形成了一個密閉的水動力系統。水體間緩慢的置換速度大大降低了水體的自凈能力。現有調水方案僅為常規的引水運行，從引調水前后的水文水質調查結果對比分析來看，現有調水方案并不能有效改善內河水質。

2.3 內源污染

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，經過長期沉淀累積，河床底泥淤積嚴重。而引排水期間，大引大排加大了對河底淤泥的擾動。

3 控制斷面水質達標方案

目前常用的控制斷面水質達標方案包括控源截污、引清沖污和生態修復等。其中，控源截污是水污染治理的前提和基礎；引清沖污是平原河網區水資源調度與管理的一種普遍手段，通過閘控科學調度水資源進行引清沖污，不僅可以補給河道水量，提高河道水環境自凈能力，還可使污染物得到稀釋，在短期內迅速改善水質[3-5]；生態修復是根據水生態學基本原理，對受損的水生態系統進行修復，最終恢復水生態系統的完整性。

目前，水污染治理工程普遍非常強調控源截污。控源截污對于長江、黃河等有長期穩定清水補給、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。靖江市老城區的雨污分流需要大量拆遷，工程量巨大，即便不計成本，也要10～20年的漫長時間。而城市河道水源不穩定，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的問題。即便引清水進入河道，水體也會逐步惡化，呈現出“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“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節，必須引起足夠重視。

根據平原閘控河網的水系特征以及各類工程的實施難易程度，按照“分類、分級、分期、分區”原則，設計該國控斷面水質達標方案的總體框架，如圖3所示。

圖3 國控斷面水質達標方案總體框架

3.1 控源截污工程

針對工業類污染，繼續加強重點工業集聚區、重點行業廢水達標整治，完善工業集聚區污水收集配套管網。重點工業集聚區內企業廢水必須經預處理達到集中處理要求，方可進入污水集中處理設施。針對污染較為嚴重、廢水排放量較大的企業，應著重進行排查，開展企業專項整治，對違規項目依法采取關停、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施改造計劃，對有問題的船舶依法強制報廢或改造，規范船舶修造和拆解行為。開展沿江、內河港口、碼頭、裝卸站、船舶修造廠廢水治理與廢棄物處理設施基本情況調查，從污水存儲配套設施建設、垃圾接收暫存設施建設、區域污水管網建設、垃圾轉運、風險應急能力建設等方面制定港口碼頭裝卸站污染防治方案，并嚴格落實。

針對城鎮生活污水，要完善污水管網，加快老城區管網改造。簡單來說，要加強污水收集管網的配套建設和管理維護，尤其是支管網建設，擴大納管范圍，穩步提高城鄉污水收集能力。要結合城鎮集中居住區舊城改造、道路改造、新建小區建設，加快實施城鎮雨污分流管網建設，對于暫不具備改造條件的，要盡快建設截流干管，適當加大截流倍數。

3.2 水利循環調度工程

由于現有調水方案對河道水質污染的緩解效果有限，因此要開展引調水試驗對調水方案進行優化，充分利用現有水利工程實現聯合調度，針對不同典型條件下閘泵系統復雜水情，在滿足防洪和水資源配置的基礎上，采用多目標方法進行方案比較，獲取水體自凈的最佳引水流量、引水時間和流速等參數，最終確定大幅提高水體自凈能力的閘泵調度優化方案。

3.3 重點河段清淤及生態強化修復工程

聯合河道管理部門，對底泥淤積嚴重的河段，尤其是城區至國控斷面區間開展疏浚，減小上游底泥擾動對國控斷面水質的影響。同時，通過移栽挺水植物、設置人工浮床等方式進行生態強化修復，改善重點河段的水生態系統結構，逐步恢復水體自凈能力。

3.4 控制斷面穩定達標保證措施

一是實行河長負責制和目標管理，由行政首長作為河長直接負責水功能區保護和污染物總量控制，嚴格進行環境執法監管，嚴厲打擊超排、偷排等行為。將河道管理任務分解到匯水區各行政單元，建立責任落實及追查制度，確保水環境管理工作的長期穩定開展。二是加快水環境監測網絡建設，提高重點污染源水質在線自動監測系統的覆蓋率。三是加強環保宣傳和公眾參與，引導市民愛護水環境、節約用水，同時參與社會監督，構建全民行動格局。

4 結論

本文針對靖江市城區河道污染進行成因分析，按照“分類、分級、分區、分期”理念提出控制斷面水質達標方案。簡單來說，先對重點區域進行排污口排查及整治，再通過優化的閘壩調度方案引長江水進入城區，同時開展河道垃圾清理、船舶油污清理等，改善城區水體水動力條件。重點河段要進行清淤及生態強化修復，改善水體自凈能力。另外，要從行政監管、監測網絡建設、環保宣傳和公眾參與三個方面明確政府、企業、公眾的責任和義務，建立國控斷面達標的長期有效機制，這對平原閘控河網區水環境改善有一定借鑒意義。