钱塘江引水改善杭州市大江东河网水质的初步探讨

顾希俊 ，夏东梅 ，李 灿

（1.浙江广川工程咨询有限公司，浙江 杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020）

杭州大江东产业集聚区是2010年经浙江省政府批准的15个省级产业集聚区之一，紧邻杭州主城区，是环杭州湾战略要地和杭州城市发展的战略地带。大江东产业集聚区东、北、西均以钱塘江为界，西南至杭州江东工业园区与杭州空港经济开发区的边界线，总面积约427.00 km2，其中陆域面积约348.00 km2。区域范围内包括义蓬、新湾、河庄、前进和临江5个街道。

大江东地处萧山平原片下游，萧山平原内河网水质受上游萧山区来水、水流方向和流速的影响非常大，加之河庄、义蓬等区域工业污废水收集体系尚不健全，导致区内河道水质大多为劣Ⅴ类，因此，改善区域水质十分必要。

1 现状水质与存在问题分析

1.1 现状水质情况

大江东地处萧山平原东部单元，区域内河道纵横交错，呈网格状分布，主要有义南横河、三工段横河、四工段直河、六工段直河、八工段直河、十工段直河、沿塘河、抢险河等，区域内河道总长度540 km，河道常水位4.0 m，河流总水域面积为17.59 km2；区域内现状湖泊江东湖位于三工段横河中部，现状湖泊面积0.31 km2，现状河流湖泊水面率为5.04%，略高于萧山平原的总体水面率4.60%[1]。

2018年12月，大江东产业集聚区内三工段横河、四工段横河、八工段横河、五工段直河、就工段直河、何庄横河等骨干河道水质大多为Ⅴ类，其余非骨干河道的水质标准为劣Ⅴ类，主要污染因子为氨氮、总磷、化学需氧量等，现状河道水质离Ⅲ类 ～ Ⅳ类的目标水质相差甚远。

1.2 存在问题分析

经过多年努力，大江东区域通过环境综合综合整治工程已经慢慢改善了区域水质，但现状河道水质与浙江省委、省政府提出的“大湾区 大花园 大通道 大都市区”重大战略和“把杭州大江东打造成标志性、战略性改革开发大平台”决策部署的具体行动的要求还有较大的差距。

1.2.1 地处流域末端，污染物易聚集

大江东产业集聚区位于萧山平原末端，范围内一工段闸、四工段闸站、外六工段闸、外八工段闸等沿江闸站常处于关闭状态，仅东江闸常年开启。但萧山平原本地水资源不足，河网整体流动性较差，河道稀释自净能力弱，污染物只能常年累月的聚集在河道内，无法有效的迁移出大江东地区。

1.2.2 城建理念滞后，历史欠账较多

近20 a来，大江东的义蓬、河庄等城镇化较完善，产业发展相对发达的地区在城市建设进程中，忽视了区域内水资源的功能，水生态环境功能未得到有效的保护和利用，工业废水、农村生活污水等还存在未经处理就近排入河道的现象，部分实行雨污分流的区域存在着雨水管道与污水管道混接的情况，并未实现“雨污分流”，经计算，2016年，大江东区域内化学需氧量排放入河量约0.69万t，氨氮排放量约0.10万 t。

李孝安[2]等在2008年对萧山区的河道水质生态治理提出了底泥疏浚、人工浮床、水生动物种群构建等生态措施。近10 a来，大江东在环境治理中通过融合多学科多专业技术，通过对河道两岸农居点进行截污纳管综合整治，沿线新建污水管网，彻底杜绝污水入河；工业污水达标排放，雨水与生活污水彻底分流；对就近农田废弃农药包装物实行回收和无害化处理；对河道实施清淤疏浚、生态改造及水质改善等一系列工程生物措施，虽然取得了较大的成绩，但河底中污染物浓度依然较高。

2 流域现状生态引水工程

大江东产业集聚区所在的萧山平原现有多处生态引水工程，其中生态引水流量较大的引水泵站有钱江枢纽（20 m3/s）、江边排灌站（50 m3/s）、华家泵站（20 m3/s）和小砾山排灌站（50 m3/s），2017年上述枢纽年引钱塘江水量约10亿m3，通过生态引水，萧山主城区河道水质大幅度提高至Ⅳ类以上，仅少部分河道水质为Ⅴ类，主城区内基本实现剿灭劣Ⅴ类的目标。大江东紧邻萧山主城区，但2个片区内水质差异较大，究其原因，钱江枢纽、江边排灌站等引水枢纽引水后，大部分优质水由萧山主城区沿江的大治河排涝闸、赭山湾闸及大江东区域东部的东江闸排出，优质水未能有效进入大江东区域。

另外，流域内有浙东引水工程萧山枢纽，该工程设计引水规模为50 m3/s，多年平均引水量为8.9亿m3，主要引富春江的水至曹娥江，经曹娥江大闸闸上江道调剂后，向绍兴市上虞、余姚、慈溪等地区提供工业、农业用水，并改善上述区域的水环境质量[3]。该引水工程沿线有节制闸阻断了工程与萧山区以及大江东区域内的水体交换。

3 大江东引水初步思路

对于区域引水来说来讲，引水条件（水源水质、水源水量、引水工程的可行性）和水质改善情况是关注的重点。根据大江东周边水源分析，较适合大江东引水的水源为钱塘江，取水位置为一工段附近。

3.1 引水条件分析

3.1.1 水 质

钱塘江一工段附近水质为Ⅱ类～Ⅲ类，河口受潮汐影响，水质年度变化较大，但总体水质情况较好。

3.1.2 径 流

钱塘江流域年际间有连续丰水、枯水周期变化。20世纪60年代和80年代（除1983年）及21世纪初，径流偏枯，20世纪50年代和70年代及90年代则偏丰。年内径流汛期径流量占全年的60%左右，一次暴雨产生的洪水总量占全年的 30% ～ 40%[4]。

3.1.3 氯度变化特性

钱塘江河口含氯度受诸多因素的影响，包括径流、潮汐、江道地形等。统计2000 — 2016年均日最大含氯度（见图1 ～ 2），一工段附近的仓前站含氯度总体上呈减小趋势，多年平均最大含氯度为0.44 g/L。含氯度的变化规律为:丰水年，如2002、2010、2012、2014 — 2016年径流量大，含氯度小，日最大含氯度年平均值为0.18 ～ 0.33 g/L，小于0.35 g/L；径流从丰转枯的第1年，如2003年，因河床容积和潮差还较大，含氯度也较高；但连续枯水后河床淤高容积小，如2005 — 2009年，造成潮差小，所以含氯度也低。

图 1 多年平均含氯度与径流变化图

图 2 多年平均含氯度与潮差变化图

因径流和潮汐的季节性变化，导致钱塘江河口段氯度在年内变化也十分明显。统计2000 — 2016年各月平均日最大含氯度（见图3 ～ 4），3 — 7月径流较丰，且潮汐较弱，氯度含量较小；8 — 11月径流减小，且为秋季大潮期，含氯度较大；12月、1月、2月虽为枯水期，径流较小，但上下游河道淤积带来的河口进潮量减少，氯度反而较小。

图 3 各月多年平均含氯度与径流变化图

图 4 各月多年平均含氯度与潮差变化图

3.1.4 取水保证率分析

大江东引水的目的是为改善大江东水质，属于景观用水，目前在水体含氯度方面还没有景观用水标准。本次参考GB 5084 — 2005《农田灌溉水质标准》，按氯离子浓度≤0.35 g/L控制。

根据氯度控制标准及仓前站2000年以来逐日氯度最大值、最小值资料，分析引配水工程的取水情况。取水指标分为可取水和不可取水2种情况，又将可取水天数细分为全天可取水和半天可取水，即可取水=全天可取水+半天可取水。

经分析，多年平均可取水天数为296 d，占全年81%，其中全天可取水天数268 d，占全年73%，远大于半天可取水天数。2003年可取水天数最少，因2003年为径流由丰转枯的第1年，含氯度相对较高；2008年可取水天数最多，因该年在连续枯水年份中径流有所增加，使得该年含氯度相对较低。仓前站各年各种取水情况取水天数、分布见图5 ～ 6。

图 5 仓前站各年各种取水情况取水天数示意图

图 6 仓前站各年各种取水情况分布图

3.2 水质改善分析

为了解钱塘江一工段引水对大江东水质改善情况，本次建立大江东平原区一维水质模型，从工程引水流量、闸门启闭情况、出水口设置等方面考虑，当引水流量达到20 m3/s时，年取水天数为296 d时，工程区打开外八工段闸、东江闸时，区域水质改善效果较好，大江东核心区块（八工段直河以西区块，面积约75 km2）水质可由现状的Ⅴ类 ～ 劣Ⅴ类提升至Ⅳ类，河道换水周期约42 d，大江东其余地区水质可提升至Ⅴ类，河道换水周期60 ～ 90 d。

4 结 论

进行截污纳管、河道综合治理等环境工程减少污染物入河量是提升区域河网水质十分有效的措施，同时为短期时间内提升大江东区块河网水质，保障区域水环境，开展生态引水工程是十分必要的。本次从钱塘江一工段取水的引水条件和改善水质情况分析，从钱塘江一工段取水在一定程度上可以满足环境用水的需求，具有引水的可行条件，本次引水思路可以为今后大江东的水质提升提供新的思路。