感潮闸控河网区水污染特征及控制断面水质达标方案研究

刘萌斐，焦 涛，贾俊杰

（南京大学环境规划设计研究院集团股份公司，南京 210000）

靖江市位于长江下游北岸，地处长江三角洲的江苏腹部，东、西、南三面环江，北靠广袤的苏中平原，是长江三角洲经济区的组成部分。靖江市属亚热带季风气候区，四季分明，雨量充沛。区域主要水系情况及国控断面位置如图1所示，其中，十圩港为主要纳污水体，其下游设有国控断面。

图1 区域水系及国控断面位置

1 研究区水文水质概况

1.1 研究区水系特征

靖江市境内港道密布，沟河纵横，共有7条县级河道、113条乡级河道和3 767条村级河道。小型水体尚未建立循环良好的水生态系统，易受外界人为因素的干扰，缺乏自净和自维持能力[1]。靖江市地势平坦，大多数河道坡降平缓，流量很小，区内河流受潮汐影响闸坝控制，其水文要素复杂，流量和流速的大小不仅随时间发生变化，而且方向也发生改变[2]。

正常天气下，靖江市内河水位低于3 m，每潮必引。大潮引水充分利用长江潮汐的潮差变化，通过泵站引水改善主城区水环境质量。但汛期通过调度沿江涵闸引水的同时，部分沿江涵闸并未打开排水装置，致使部分河道水体没有充分流动起来，水体复氧能力差。而在非引排水期间，闸门处于关闭状态，将内河水体与长江隔离，形成了近乎封闭的水体。

1.2 主要水环境问题

由于工业废水和生活污水常年就近排入水体，河道水质存在明显的南北区别。在流经城区前，各项指标均可达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）的Ⅲ类水标准；从城区流出后，水质恶化为Ⅳ类水，主要超标指标为溶解氧、石油类、阴离子表面活性剂、氨氮、化学需氧量（COD）等；十圩港下游的国控断面为Ⅳ类水，目标水质为Ⅲ类水。

2 河道水污染成因

根据资料分析及现场调查，靖江市城区河道污染的主要成因有三点。

2.1 城区工业废水、生活污水污染，生活垃圾堆积

城区工业废水和生活污水接管率低，由于小型河流密布，未集中收集的工业废水和生活污水直接排入河道。靖江市城镇生活污染物入河量为COD 1 783.59 t、氨氮178.36 t；工业污染物入河量为COD 2 342.84 t、氨氮220.01 t；农村生活污水入河量为COD 577.50 t、氨氮58.04 t；农业面源污染物入河量为COD 1 938.65 t、氨氮271.01 t。工业、农业面源、农村生活和城镇生活的COD和氨氮入河量占比如图2所示。

图2 COD和氨氮入河量占比情况

除COD、氨氮等综合性水质指标超标外，石油类和阴离子表面活性剂超标严重，二者漂浮在水体表面，阻碍了大气和水体的氧交换。此外，多数河流生活垃圾堆积，在造成水体污染的同时阻碍了水体交换。

2.2 水体交换缓慢

受闸坝控制影响，大多数河流流速缓慢，甚至处于滞流状态，多数入江河流仅在引排水期间打开闸门，流速整体变化不大，形成了一个密闭的水动力系统。水体间缓慢的置换速度大大降低了水体的自净能力。现有调水方案仅为常规的引水运行，从引调水前后的水文水质调查结果对比分析来看，现有调水方案并不能有效改善内河水质。

2.3 内源污染

由于河道水流缓慢，河水中的泥沙、污染物等容易沉积到河底，经过长期沉淀累积，河床底泥淤积严重。而引排水期间，大引大排加大了对河底淤泥的扰动。

3 控制断面水质达标方案

目前常用的控制断面水质达标方案包括控源截污、引清冲污和生态修复等。其中，控源截污是水污染治理的前提和基础；引清冲污是平原河网区水资源调度与管理的一种普遍手段，通过闸控科学调度水资源进行引清冲污，不仅可以补给河道水量，提高河道水环境自净能力，还可使污染物得到稀释，在短期内迅速改善水质[3-5]；生态修复是根据水生态学基本原理，对受损的水生态系统进行修复，最终恢复水生态系统的完整性。

目前，水污染治理工程普遍非常强调控源截污。控源截污对于长江、黄河等有长期稳定清水补给、水体长期流动的大江大河是非常有用的，但彻底截污难度很大。靖江市老城区的雨污分流需要大量拆迁，工程量巨大，即便不计成本，也要10～20年的漫长时间。而城市河道水源不稳定，流速缓慢或静止，汛期和干涸期水位落差大，普遍存在自净能力极端低下甚至为负的问题。即便引清水进入河道，水体也会逐步恶化，呈现出“自污”倾向。这种情况下，无论截污、清淤做得多好，如果不大幅提升水体自净能力，扭转“自污”趋势，河道水体就不可能真正治理成功。因此，自净能力的大幅提升是必不可少的环节，必须引起足够重视。

根据平原闸控河网的水系特征以及各类工程的实施难易程度，按照“分类、分级、分期、分区”原则，设计该国控断面水质达标方案的总体框架，如图3所示。

图3 国控断面水质达标方案总体框架

3.1 控源截污工程

针对工业类污染，继续加强重点工业集聚区、重点行业废水达标整治，完善工业集聚区污水收集配套管网。重点工业集聚区内企业废水必须经预处理达到集中处理要求，方可进入污水集中处理设施。针对污染较为严重、废水排放量较大的企业，应着重进行排查，开展企业专项整治，对违规项目依法采取关停、整治、罚款等措施。

对于船舶港口污染，制定船舶修造厂污染防治设施改造计划，对有问题的船舶依法强制报废或改造，规范船舶修造和拆解行为。开展沿江、内河港口、码头、装卸站、船舶修造厂废水治理与废弃物处理设施基本情况调查，从污水存储配套设施建设、垃圾接收暂存设施建设、区域污水管网建设、垃圾转运、风险应急能力建设等方面制定港口码头装卸站污染防治方案，并严格落实。

针对城镇生活污水，要完善污水管网，加快老城区管网改造。简单来说，要加强污水收集管网的配套建设和管理维护，尤其是支管网建设，扩大纳管范围，稳步提高城乡污水收集能力。要结合城镇集中居住区旧城改造、道路改造、新建小区建设，加快实施城镇雨污分流管网建设，对于暂不具备改造条件的，要尽快建设截流干管，适当加大截流倍数。

3.2 水利循环调度工程

由于现有调水方案对河道水质污染的缓解效果有限，因此要开展引调水试验对调水方案进行优化，充分利用现有水利工程实现联合调度，针对不同典型条件下闸泵系统复杂水情，在满足防洪和水资源配置的基础上，采用多目标方法进行方案比较，获取水体自净的最佳引水流量、引水时间和流速等参数，最终确定大幅提高水体自净能力的闸泵调度优化方案。

3.3 重点河段清淤及生态强化修复工程

联合河道管理部门，对底泥淤积严重的河段，尤其是城区至国控断面区间开展疏浚，减小上游底泥扰动对国控断面水质的影响。同时，通过移栽挺水植物、设置人工浮床等方式进行生态强化修复，改善重点河段的水生态系统结构，逐步恢复水体自净能力。

3.4 控制断面稳定达标保证措施

一是实行河长负责制和目标管理，由行政首长作为河长直接负责水功能区保护和污染物总量控制，严格进行环境执法监管，严厉打击超排、偷排等行为。将河道管理任务分解到汇水区各行政单元，建立责任落实及追查制度，确保水环境管理工作的长期稳定开展。二是加快水环境监测网络建设，提高重点污染源水质在线自动监测系统的覆盖率。三是加强环保宣传和公众参与，引导市民爱护水环境、节约用水，同时参与社会监督，构建全民行动格局。

4 结论

本文针对靖江市城区河道污染进行成因分析，按照“分类、分级、分区、分期”理念提出控制断面水质达标方案。简单来说，先对重点区域进行排污口排查及整治，再通过优化的闸坝调度方案引长江水进入城区，同时开展河道垃圾清理、船舶油污清理等，改善城区水体水动力条件。重点河段要进行清淤及生态强化修复，改善水体自净能力。另外，要从行政监管、监测网络建设、环保宣传和公众参与三个方面明确政府、企业、公众的责任和义务，建立国控断面达标的长期有效机制，这对平原闸控河网区水环境改善有一定借鉴意义。