上塘河 (杭州段)流域河道配水效果分析

黄健勇,汪 健,陆一奇

(杭州市城郊河道管理处,浙江 杭州 310014)

1 塘河 (杭州段)流域地理条件

上塘河(杭州段)起自杭州市区施家桥,东至岳庙渡,境内干流长16.67 km,流域面积79 km2,行政区划包括杭州市下城区、拱墅区。上塘河属平原河流,是杭州市区的泄洪通道。上塘河目前水源主要是地表径流和翻水站配水。自2000年7月实施配水后,上塘河常年平均水位由原来的2.9 m抬升至配水控制水位3.5 m。

2 沿线主要水利工程及设施

上塘河流域配水水源是运河。上塘河流域河底标高比运河高,需通过德胜坝翻水站从运河提水入上塘河。配水主要流向是运河—上塘河—和睦港—钱塘江,从三堡引水入运河,经德胜坝翻水站提运河水入上塘河,经和睦港从七堡泵站排出钱塘江。主要工程详见表1、2、3。

表1 上塘河流域 (杭州段)配水泵站一览表

表2 上塘河流域 (杭州段)水闸一览表

表3 上塘河流域 (杭州段)主要河道一览表

3 配水基本原则

根据《杭州市区河道配水规划》,上塘河(杭州段)属于运东片配水,分2个层面。一是干流配水,主要通过德胜坝翻水站从运河引水8.0 m3/s,经上塘河—和睦港由七堡闸站排入钱塘江,形成上塘河水域河网水体的大循环;二是支流配水,主要是通过备塘河翻水站对备塘河进行配水。

4 干流配水前后水质变化与分析

在实施上塘河(杭州段)流域配水工程前后,通过对上塘河的“东新关桥”、“赤岸桥”以及主要支流备塘河“农都”监测点共3个典型断面进行了水质对比分析。其中“东新关桥”断面距德胜翻水站约2 000 m,位于上塘河的上游段;“赤岸桥”断面位于丁桥,位于上塘河杭州段的下游侧;“农都”断面距离备塘河翻水站约2 000 m,位于主要支流备塘河的上游段。

4.1 实施河道配水前水质分析

2000年4月24日配水前,在实施配水工程前夕,通过上塘河上游“东新关桥”断面、中游 “赤岸桥”、断面取样分析,两断面水体黑臭现象严重,水质超标项目有溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、五日生化需氧量,其中氨氮超标严重。综合评价为劣V类水,详见表4、5。

4.2 配水后水质分析

4.2.1 “东新关桥”监测点水质变化分析

“东新关桥”监测点自配水实施后,水质状况进一步好转,虽然水体综合评价为Ⅴ类,但主要污染物质浓度均呈逐年下降的趋势,水体黑臭消失,具体指标详见表4。其中,氨氮值从配水前28.08 mg/L,超标倍数17.7下降到2008年1.62 mg/L,超标倍数为0.08;高锰酸盐指数从16.4 mg/L,超标倍数0.64下降到2008年的3.40mg/L,达到Ⅱ类标准;五日生化需氧量从16.0 mg/L,超标倍数1.67下降到2008年的3.87 mg/L,达到Ⅲ类标准;溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量和总磷均达到Ⅳ类水标准,氨氮达到Ⅴ类水标准,水质变化趋势详见图1。

表4 配水前后东新关桥监测点水质状况变化一览表 mg/L

图1 东新关桥监测点配水前后主要污染物年平均农都趋势图

4.2.2 “赤岸桥”监测点水质分析

“赤岸桥”监测点在2000年配水方案实施后,黑臭现象消除,水质略有好转,水体现为Ⅴ类,具体指标详见表5。其中,五日生化需氧量配水前20.4 mg/L,超标倍数2.40,2008年5.51 mg/L,达到Ⅳ类标准;高锰酸盐指数配水前15.6 mg/L,超标倍数0.56,2008年5.86 mg/L,达到Ⅳ类标准;超标项目为溶解氧、氨氮和总磷。水质变化趋势详见图2。

表5 配水前后赤岸桥监测点水质状况变化一览表 mg/L

图2 赤岸桥监测点配水前后主要污染物平均浓度趋势图

5 主要支流备塘河水质分析

根据上塘河(杭州段)配水方案,为缓解上塘河主要支流水体的发黑发臭现象,于2002年开始,杭州市城郊河道管理处在上塘河的主要支流—备塘河设立了配水泵站,并进行常年配水,水质情况有所改善,水体仍为劣Ⅴ类,具体指标详见表6。其中,高锰酸盐指数配水前为 13.5 mg/L,超标倍数0.35,2008年为7.67 mg/L,达到Ⅳ类标准;五日生化需氧量配水前为11.9 mg/L,超标倍数0.98,2008年为10.2 mg/L,超标倍数0.70,略有降低;未达标项目为溶解氧、五日生化需氧量、氨氮和总磷。主要污染物变化趋势详见图3。

表6 配水前后农都监测点水质状况变化一览表 mg/L

图3 农都监测点配水前后主要污染物年平均浓度趋势图

6 水质变化原因分析

根据上述 “东新关桥”“赤岸桥”“农都”3个典型监测点历年水质情况对比分析,配水前后的水质变化以及所带来的效果是巨大的,证明上塘河(杭州段)流域实行河道配水是可行性。虽然河道水体的本质并没有发生根本性转变,配水前后均为劣Ⅴ类未达到Ⅳ类水标准,但水体的污染物指标却是呈逐年下降的趋势,人体感官度也有明显提升,从原先发黑发臭到没有明显气味,水体较为清澈,分析原因主要有以下3点:

(1)上塘河(杭州段)配水水源变好。随着杭州市区配水工程的实施、运河综保工程的开展以及三堡 (运河)引水工程的上马,运河沿线截污纳管率逐步提高,水质逐渐变好。显而易见,上塘河的水源也相应变好,这是配水工程成效显著的主要原因之一。

(2)上塘河(杭州段)长期不间断实施配水。德胜坝翻水站自2000年7月实施配水工程以来,对上塘河(杭州段)进行24 h不间断配水,确保沿线冲污的长效性。由此带来的好处是,排入上塘河(杭州段)的污染物浓度得以降低,沿线污水可以通过七堡翻水站,迅速排入钱塘江。

(3)上塘河 (杭州段)截污纳管率逐步提高。随着2007年杭州市市区河道综保工程的大力开展,上塘河(杭州段)作为杭州市区的重点整治河道之一,投入力度大,截污纳管要求高,成效显著。河道沿线的污染物排放量减少了,水质自然逐渐变好。

7 下一阶段工作建议

根据杭州市人民政府批准的 《杭州市区河道配水规划》,上塘河(杭州段)作为整个杭州运河东片河道中配水的一部分,考虑今后河道配水的发展方向,提出以下建议:

(1)适时调整配水思路,将引污排江 (污染源转移)变成引清释污(增加自净能力)。钱塘江是河道配水的主要水源,要充分利用钱塘江水资源最大限度地引入优质水进入河网,增加水环境容量和改善河网水质。随着太湖流域水污染治理的深入,运河(杭州段)水质已大为改善,上塘河作为污水通道的历史已一去不返。因此,要及时调整配水思路,将引污排江 (污染源转移)变成引清释污(增加自净能力),从而达到恢复河网的水生态功能以及水功能区划要求的水质目标。

(2)进一步优化配水方案。从目前的配水机制来看,除了防汛等需要,平时配水量维持不变,调度模式较为粗放。通航后会引起河床水位的雍高,且河道流速不宜过快,势必要求减低配水量,控制配水水位。需同步考虑水质和水量的关系,建立水利模型,充分利用现有配水设施,优化调度方案,提高配水效率。

(3)加强区域水污染治理力度,改善上塘河下游水质。目前上塘河 (杭州段)以赤岸桥为界,上游部分通过配水后水质情况有较大改善;下游部分由于截污纳管措施不到位,水质状况改善不大,出现了分水岭。包括备塘河等上塘河的主要支流在内,情况更不容乐观。河网水污染治理工作是一项社会系统工程,增加配水量只是一项治标的必要措施,加强截污纳管、控制面源污染、河道清淤才是治本的根本手段。要使赤岸桥和农都监测点的水质改善,必须加大下城、江干两区的截污力度,减少入河污染物的排放量,从而改善整个上塘河(杭州段)下游乃至主要支流的水质。