臨港新片區河網水生生態系統質量與穩定性提升技術研究

陳廣宇 柳楊 謝忱 范子武 粟一帆

摘?要：設立臨港新片區是新時代彰顯我國堅持全方位開放鮮明態度、主動引領經濟全球化健康發展的重要舉措。在長三角生態綠色一體化發展的背景下，開展臨港新片區重點區域水環境提升方案研究，具有重要的實際意義。為提升臨港新片區水環境品質，實現更有活力、更可持續的高質量發展，文章提出以節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力的十六字治水方針為根本，推進臨港新片區再生水利用方案研究、區域水網構建與水系格局調整研究、城市生態綠林建設與環境改善動態評估研究、水務智慧化建設研究。以期在“十四五”開局之年，從人與自然是生命共同體的更高水平認識形態下，推動生態文明建設，加快綠色低碳循環發展，為建設人與自然和諧共生的臨港新城提供理論支撐！

關鍵詞：臨港新片區;水環境提升;治水方針;水網構建;智慧水利

一、現狀與挑戰

當今世界面臨百年未有之大變局，全球治理體系和國際秩序變革加速推進，世界新一輪科技革命和產業變革同我國經濟優化升級交互融合。為堅持創新引領，把握發展機遇，在新時代中國特色社會主義思想指導下，堅持穩中求進工作總基調，堅持新發展理念，堅持推動高質量發展，堅持以供給側結構性改革為主線，堅持深化市場化改革、擴大高水平開放，加大改革創新力度，集中落實、系統集成重大改革舉措，進一步提升服務水平和核心競爭力，實現綠色經濟、高品質生活、可持續發展有機統一，走出一條生態文明與經濟社會發展相得益彰的新路徑。

2019年在上海大治河以南、浦東機場南側區域設置中國（上海）自由貿易試驗區臨港新片區（以下簡稱“新片區”）[1]。設立中國（上海）自由貿易試驗區臨港新片區是科學決策作出的進一步擴大開放的重大戰略部署，是新時代彰顯我國堅持全方位開放鮮明態度、主動引領經濟全球化健康發展的重要舉措。推動新片區高質量發展，要錨固生態基底、厚植生態優勢、發展生態經濟，凸顯江南水鄉的自然生態之美。加大存量更新、功能重構、品質提升力度，在宜人的湖光山色、水鄉文脈中植入創新功能，實現更有活力、更可持續的高質量發展。要順應新時代發展潮流，全面對標國際最高標準，以更寬視野、更卓越要求，在建設中實現新理念、新方法、新技術的綜合集成，在發展中實現生態、創新、人文的有機融合，打造高質量發展標桿。

當前由于新片區基礎設施尚在完善，部分規劃尚待實現，片區內存在開發期階段性水環境問題，主要表現為以下幾點：

（1）片區河網水環境質量有待提升。因行政區劃變更，水系格局調整，綜合區東區和滴水湖核心區與浦東片水系隔絕，形成獨立圩區，圩區內水質狀況較好，基本處于Ⅳ類水標準。隨著“十四五”的謀篇布局與我國城市步入新發展階段，區域內部分河道氨氮、總氮等濃度超過Ⅳ類水標準限值，水質指標出現惡化趨勢;水體透明度等水感官指標不理想，基本維持在30～50cm，與人民群眾日益增長的美好生活愿景差距較大[2]。

（2）片區河網水生態狀況有待修復。受到人類生產生活的影響，片區入河、湖污染物濃度與水環境容量呈逆勢互動的態勢，將加劇片區河道與湖體水體富營養化。當前片區內典型河湖如人民塘隨塘河、黃日港、東引河、北護城河以及滴水湖浮游藻類密度達到500～1500×104cells/L[3]，藻類過度繁殖將造成嚴重藻華風險，降低河道水體透明度和溶解氧含量，導致魚類等水生生物死亡，水生態系統癱瘓[4]。區域城市化進程的加速會加大區域水系河網水生態惡化的風險。

二、問題根源解析

（一）城鎮化加速與水環境容量降低的逆勢矛盾

隨著臨港新片區正式掛牌，南匯新城邁入新的發展階段。到2025年，南匯新城人口將從現在的22萬人擴充到75萬人，人口的增長加劇了入河湖污染物量的污染負荷。大量的工業廢水、生活污水、初期雨水等污染物的長期輸入，使得城市河道受到外源性和內源性污染的長期威脅。盡管近年新片區持續推進海綿城市建設，新建浙江路、香水路、銀川路等12條及改造玉泉河道、臨港區南郊熱電等4條共計10.7km污水管網工程增加污水收集能力，實現雨污分流;提高臨港新城污水處理廠處理能力為一級A標準，但其治理力度遠不及人口增長造成的污染速度，致使片區橙和港、春漣河等部分河段水體氨氮、總氮超過地表水Ⅳ類水標準限值，水體自凈能力下降。

（二）水體流動性弱，水系連通性差

河流與湖泊生態系統不僅是水環境的重要載體，生態環境中的重要組分，經濟社會持續健康發展的重要基礎。河湖水系的連通格局除了在影響水土資源配置中發揮著重要作用，還對生態環境質量和演變具有重要制約作用，也會對抵御水旱災害的能力和風險狀況產生重要的影響。因行政區劃變更與水系格局調整，新片區骨干水系尚待建設，區域河網分割、水系暢通性差。此外綜合區東區和滴水湖核心區與浦東片水系隔絕，形成獨立圩區，河網水系被進一步阻斷。特別是核心區“四漣七射”的獨特水系格局削弱了水體流動的能力，大部分河道水體流速小于5cm/s，若不進行人為調控，內部河網的水環境容量將持續減小，河流生態環境將持續惡化。

（三）水生態系統部分缺失，生態結構不穩定

近年來，為保證片區河網的航運、景觀、泄洪等功能，削減區域內污染源負荷，部分河道施行硬質邊坡，河道底質無序疏浚等工程，直接破壞了水生態系統中沉積物—水界面的微生境，導致生態位空場、食物鏈失衡，水生生態系統物質流、能量流紊亂，抗擾動能力下降。當前區域河網大型底棲動物香濃—維納多樣性指數約為1.6，遠低于城市河湖正常的2.5～3.5標準值[5]。底質中刮食類底棲生物與細菌等分解者的缺失，造成動植物的殘骸分解率降低，水體進一步變質發臭，影響河網的正常功能和旅游景觀的呈現。

（四）片區水系盤錯復雜，智慧化水務管理能力不足

新片區地域廣闊，水系眾多，僅南匯新城343平方公里范圍內的河道已多達3885條。未來為合理規劃區域水系格局，引導區域河網有序引排，建設一批功能性的水利工程將成為必然趨勢。傳統水利的管理方式與模式已難以充分滿足多閘泵多目標聯合調控所需的專業化、精細化、智能化的管理要求。具有“感知”“互聯”“智能”等基本特點的物聯網、大數據等新一代信息化技術，伴隨著云計算、Web2.0的第三次信息技術浪潮的到來，極大地提高了各行業信息化服務的效率、便捷性與規范性。水利信息化、現代化和智能化正迎接著良好的發展契機，大力發展智慧水利，正成為新片區快速提升水資源效能的重要目標和必然選擇[6]。

三、對策建議

臨港新片區是中國面向世界、面向未來的橋頭堡，將肩負支撐我國全方位高水平對外開放，提升國際影響力，參與全球經濟新秩序的戰略任務。在深入分析“十四五”期間臨港新片區面臨的新形勢新任務基礎上，提出完整、準確、全面貫徹新發展理念，按照高質量發展要求，統籌發展，堅持節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力的治水思路，遵循確有需要、生態安全、可以持續的水環境提升論證原則，立足片區整體和水資源空間均衡配置，科學推進工程規劃建設，提高水資源集約節約利用水平。從人與自然是生命共同體的更高水平認識形態下，推動生態文明建設，加快綠色低碳循環發展，實現人與自然和諧共生。

（一）節水優先——臨港新片區再生水利用方案研究

《關于推進污水資源化利用的指導意見》發改環資〔2021〕13號規定，到2025年，全國地級及以上缺水城市再生水利用率達到25%以上，京津冀地區達到35%以上。污水資源化與開發新水資源相比，可以做到不影響生態環境、不淹地、不爭水、不筑壩、短距離輸水、成本低、見效快等鮮明優勢，不僅可以實現供水結構的優化，提高水資源供給的需求，緩解水資源需求矛盾，還可減少水污染，降低水生態安全風險，對于推進生態文明建設，實現高質量發展，滿足人民日益增長的美好生活需要具有重要的意義。

為充分響應國家號召，提升區域水資源利用率，強化水資源剛性約束，要在保持臨港新城污水處理廠現有的一級A標準處理能力的基礎上，積極探索傳統污水處理廠處理技術與新型再生水處理工藝的結合。采用生物處理與物理化學相結合的處理方式，提升處理廠深度去除有機物、懸浮物、氮和磷等污染物的能力。實現將生活污水、工業廢水、雨水等污水水質調整到規定標準，再次利用于農業灌溉、景觀用水、生態補水等方面。要推進城鎮污水管網全覆蓋，重點推動城鎮污水管網破損修繕、老舊管網的更新替換與錯接混接管網的改造工程，計劃于2025年建成若干國家高新區科技創新試點工程的目標，實現高新區生活污水與工業廢水近零污染排放。

（二）空間均衡——區域水網構建與水系格局調整研究

加快完善區域骨干河網水系建設進程，整合區域水系體系，積極推進春漣河、紫飛港、冬漣河、泐馬河、西引河、北護城河、蘆潮引河等主干河道開挖工程;人民塘隨塘河、勝利塘、南奉界河、泐馬河等河道拓寬工程。到2022年5月完成東引河清水廊道建設工程，遠期實施西引河、中引河清水廊道工程，實現核心區增流提質、清水繞城的生態綠色水網新格局。

在新城建設過程中，結合土地利用規劃調整河道形態，適當調整水系規劃中有重要生態涵養、景觀美化功能河道的藍線規劃，形成天然凹岸，創造出自然的緩流區域。在陸域控制線范圍，結合規劃的河道走勢形態，借用藍線后6米至15米的綠線范圍適當調整河口線，使得河口線的蜿蜒形態產生小范圍的變化。開展河道豎向設計，建設坡比不小于1∶2.5的斜坡式河道斷面，同時為了改變片區內局部的流速分布，可以在淺水區域適當設立凸起的灘島，制造緩流區與急流區來營造水下生境的多樣性[7]。

（三）系統治理——城市生態綠林建設與環境改善動態評估研究

城市綠林是城市的生態網架，是城市可持續發展的環境保證，是人與自然和諧共生的生動寫照。作為攔蓄地表徑流的主要場所，城市綠林具有重要的水源涵養功能;作為城市碳元素的主要吸收與匯聚區域，城市綠林在調節城市氣候，緩解城市熱島效應中發揮重要功能。為力爭在2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和的“兩碳”目標[8]，要加快推進新片區城市綠林建設，積極推動二環周邊公園建成落地，完善星空之境城市公園配套工程建設，增大區域森林覆蓋率，確保到2035年實現區域森林覆蓋率25%的規劃目標。

（四）兩手發力——建設智慧數字水務

運用新型信息技術的特點，充分發揮如大數據、物聯網、區塊鏈、人工智能等新一代信息技術的優勢，加快推進智慧水利工程建設。一是完善水體環境質量監測體系，實現集水質、水生態、水動力等一體的監測站網絡布局的優化。進一步加強主干河、次干河、閘泵工程等監測體系的完備，提高水環境智能感測能力[9]。二是推進水利信息化基礎建設的完善落實，促進新型基礎信息技術建設與水利工程相結合，加快閘泵工程、區域水網數字化、智能化，對接城投現有數字平臺，建設臨港新片區水利信息化網絡數據中心與調度指揮中心，加大數字流域建設力度。三是推進涉水業務智能應用，提升信息整合共享和業務智能管理水平。

參考文獻：

[1]上海國際經濟交流中心“十四五”發展研究課題組.關于上海“十四五”發展的若干思路與設想[J].上海經濟，2021（2）：19.

[2]范澤宇，袁林，周亦，等.基于WQI法的滴水湖及入湖河道水質研究[J].上海海洋大學學報，2021，30（2）：276283.

[3]孫博偉.滴水湖浮游植物優勢種群演替及與外圍水體的比較研究[D].上海師范大學，2018.

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[5]粟一帆，李衛明，李金京，等.橋邊河大型底棲動物生境適宜性[J].生態學報，2020，40（16）：58445854.

[6]張建云，劉九夫，金君良.關于智慧水利的認識與思考[J].水利水運工程學報，2019（6）：17.

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[9]左其亭，紀義虎，馬軍霞，等.人與自然和諧共生的水利現代化建設體系及實施路線圖[J].人民黃河，2021，43（06）：15.

基金項目：江蘇省水利科技項目（2021069）;上海城投（集團）有限公司科技創新計劃項目（CTKYZDXM2020003）;中央級公益性科研院所基本科研業務費專項（Y121003）;江蘇省第五期“333工程”培養資金資助項目（BRA2019094）

作者簡介：陳廣宇（1997—?），男，碩士，研究方向：城市水力學、藍藻水華防控。

*通訊作者：粟一帆（1995—?），男，碩士，研究方向：生態水力學、分子生物學。