(江蘇省水文水資源勘測(cè)局無(wú)錫分局，江蘇 無(wú)錫 214031)

1 背景介紹

無(wú)錫地處江南平原水網(wǎng)地區(qū)，為提高區(qū)域防洪保安能力，在城市低洼地區(qū)建立圩區(qū)，控制區(qū)域內(nèi)河道水位，為區(qū)域防洪排澇發(fā)揮了重要作用。圩區(qū)的建立有利于區(qū)域防洪排澇，但也阻礙了區(qū)域內(nèi)河道水體自由流通，再加上面源污染、居民區(qū)截污不到位等因素，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)水環(huán)境問(wèn)題比較突出，部分河段水體黑臭現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響周邊居民生活質(zhì)量。為了解決圩區(qū)內(nèi)水環(huán)境問(wèn)題，在確保防洪排澇的情況下，充分發(fā)揮現(xiàn)有水利工程作用，結(jié)合河道水環(huán)境改善要求，實(shí)施水利工程調(diào)水，可以有效增加圩區(qū)內(nèi)河道水體流通，提高水體自?xún)裟芰退h(huán)境容量。通過(guò)多年調(diào)水的實(shí)施，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有調(diào)水方案不完善，對(duì)下游水體存在一定影響等問(wèn)題，為了更好地發(fā)揮水利工程調(diào)水作用，需對(duì)現(xiàn)有水利工程調(diào)水方案進(jìn)行優(yōu)化，解決由于水利工程調(diào)水引起的水環(huán)境問(wèn)題，起到優(yōu)化區(qū)域水資源配置的作用，從而更好地服務(wù)于當(dāng)前生態(tài)河湖建設(shè)要求。

桐橋港屬無(wú)錫市市級(jí)河道，呈南北走向，北起九里河，南止于冷瀆港，全長(zhǎng)4.5km，地處梁溪區(qū)、錫山區(qū)和新吳區(qū)的交界處。其地理位置特殊，西岸是無(wú)錫市兩個(gè)大的圩區(qū)(廣唐聯(lián)圩、塔興聯(lián)圩)，廣唐聯(lián)圩范古橋泵站、塔興聯(lián)圩塔影泵站的排水全部排入該河道中部。由于廣唐聯(lián)圩、塔興聯(lián)圩片區(qū)內(nèi)河道水質(zhì)常年為Ⅴ類(lèi)～劣Ⅴ類(lèi)，部分河段水體時(shí)有黑臭現(xiàn)象，范古橋泵站、塔影泵站定期排水，帶動(dòng)了相應(yīng)圩區(qū)內(nèi)河道水體流動(dòng)，改善了圩區(qū)水環(huán)境質(zhì)量，但排水水質(zhì)較差，進(jìn)入桐橋港后給桐橋港水環(huán)境質(zhì)量帶來(lái)了較大影響。

桐橋港南端冷瀆港上游建有東風(fēng)泵站，定期排出冷瀆港上游兩岸支流水質(zhì)較差河水，其排水后，抬高了桐橋港河南部河段水位，造成其南段水體不流通，水環(huán)境狀況較差。

2 存在的主要問(wèn)題

a.桐橋港西岸圩內(nèi)河道大寨河、塔影河、冷瀆港等水體水質(zhì)普遍較差，氮、磷含量較高，如不實(shí)施每日定時(shí)調(diào)水，河段黑臭水體將影響周邊民居生活質(zhì)量。

b.桐橋港是廣唐聯(lián)圩、塔興聯(lián)圩排水的主要通道，塔影河、大寨河河水只能排入桐橋港。同時(shí)，廣唐聯(lián)圩、塔興聯(lián)圩區(qū)域周邊尚無(wú)適合的調(diào)水水源，無(wú)法通過(guò)引水改善這兩個(gè)圩區(qū)內(nèi)河段和桐橋港河道水質(zhì)。

c.受桐橋港河道條件和南端冷瀆港調(diào)水影響，桐橋港水體本身缺乏流動(dòng)性，水環(huán)境容量較低，水質(zhì)較差，急需優(yōu)化調(diào)度周邊水利工程調(diào)度方案，降低調(diào)水帶來(lái)的負(fù)面影響。

3 水利工程調(diào)水優(yōu)化分析

為緩解桐橋港及其周邊圩區(qū)水利工程排水帶來(lái)的水環(huán)境問(wèn)題，充分利用范古橋泵站、塔影泵站等現(xiàn)有水利工程，開(kāi)展調(diào)水優(yōu)化方案研究[1]，通過(guò)不同調(diào)度方案的運(yùn)行試驗(yàn)，尋求現(xiàn)有水利工程調(diào)度對(duì)改善區(qū)域水環(huán)境的優(yōu)化方案，同時(shí)降低兩個(gè)泵站排水對(duì)桐橋港水質(zhì)的影響，改善桐橋港水環(huán)境狀況。

3.1 水利工程調(diào)水方案

在水利工程調(diào)水優(yōu)化期間，為確保各泵站負(fù)責(zé)區(qū)域的排水任務(wù)和防洪安保任務(wù)不受影響，需對(duì)各泵站排水情況進(jìn)行確認(rèn)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，東風(fēng)泵站周一到周六每天排水6h，塔影泵站、范古橋泵站每天至少排水2h。因此，本次調(diào)水方案結(jié)合圩區(qū)水環(huán)境現(xiàn)狀，對(duì)塔影泵站、范古橋泵站、東風(fēng)泵站這三個(gè)泵站進(jìn)行調(diào)水試驗(yàn)，以確定各泵站單獨(dú)運(yùn)行情況下各河段水質(zhì)、水量變化情況，并分析各泵站組合運(yùn)行對(duì)相關(guān)河段水質(zhì)水量的影響[2]。調(diào)水方案計(jì)劃表見(jiàn)表1。

表1 調(diào)度方案計(jì)劃

圖2 水質(zhì)水量監(jiān)測(cè)斷面位置示意圖

在試驗(yàn)過(guò)程中，需要分三周完成試驗(yàn)，以周日、周三試驗(yàn)結(jié)果為背景值。第一周，需施行調(diào)度方案1和2，在東風(fēng)泵站排水條件下分別監(jiān)測(cè)塔影泵站、范古橋泵站排水的水量、水質(zhì)變化。第二周施行方案3和4，在東風(fēng)泵站不排水條件下，對(duì)塔影泵站、范古橋泵站排水的水量、水質(zhì)變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。第三周實(shí)施方案5和6，對(duì)塔影泵站、范古橋泵站2 站和塔影泵站、范古橋泵站、東風(fēng)泵站3站一起排水的水量、水質(zhì)變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.2 工程調(diào)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果

為對(duì)工程調(diào)水后的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，需在塔影河、冷瀆港、桐橋港等位置完成10個(gè)水質(zhì)、水量同步監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置，根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展水質(zhì)評(píng)價(jià)。監(jiān)測(cè)時(shí)間安排：每周一、二、四、五9：00—12：00進(jìn)行第一次監(jiān)測(cè)，14：00—17：00進(jìn)行第二次監(jiān)測(cè)，周三8：00—13：00對(duì)泵站停運(yùn)條件下的水質(zhì)、水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并以周日監(jiān)測(cè)水量、水質(zhì)為參照值。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需在泵站開(kāi)機(jī)1h后監(jiān)測(cè)。桐橋港三個(gè)主要河段的水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)變化情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。

調(diào)水期間，桐橋港主要水質(zhì)指標(biāo)：?pH為7.37～8.63，平均為7.90；?溶解氧最低為0.5mg/L，比Ⅴ類(lèi)要差，最高達(dá)到12.7mg/L，為Ⅰ類(lèi)，平均值為5.1mg/L，屬于Ⅲ類(lèi)；?高錳酸鹽指數(shù)為4.3mg/L(Ⅲ類(lèi)) ～11.5mg/L(Ⅴ類(lèi))，平均值7mg/L，為Ⅳ類(lèi)；?氨氮最低1.54mg/L，屬于Ⅴ類(lèi)，最高達(dá)12.8mg/L，平均為5.49mg/L，未達(dá)到Ⅴ類(lèi)；?總磷為0.214mg/L(Ⅳ類(lèi)) ～1.32mg/L(劣Ⅴ類(lèi))，平均值0.567mg/L，比Ⅴ類(lèi)差；?總氮最低4.48mg/L，最高13.7mg/L，平均7.24mg/L。在調(diào)水期間，總體水質(zhì)評(píng)價(jià)為Ⅲ類(lèi)～劣Ⅴ類(lèi)。

表2 桐橋港主要水質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

從水質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況來(lái)看，新明西路段水質(zhì)相對(duì)較好，上馬墩段次之，太湖大道南段最差。從水量分析情況來(lái)看，主要原因是塔影河排出的水大部分向南，再加上太湖大道南段流水不暢，因而水質(zhì)較差。

3.3 工程調(diào)水方案優(yōu)化方法

在對(duì)水利工程的調(diào)水方案進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，要遵循區(qū)域防洪保安優(yōu)先的原則，滿(mǎn)足區(qū)域總體水環(huán)境保護(hù)需求。三泵站定時(shí)錯(cuò)時(shí)調(diào)水，確保各河段水體不黑臭，科學(xué)設(shè)置調(diào)水流量和調(diào)水時(shí)長(zhǎng)，避免污染物集中進(jìn)入桐橋港，減少桐橋港與冷瀆港調(diào)水水流相互干擾。

圖3 桐橋港主要水質(zhì)指標(biāo)(氨氮、總磷)變化

a.為改善廣唐聯(lián)圩、塔興聯(lián)圩圩內(nèi)水質(zhì)情況，塔影泵站、范古橋泵站實(shí)施每日錯(cuò)時(shí)調(diào)水，改善水環(huán)境。錯(cuò)時(shí)調(diào)水也使河道河水流動(dòng)時(shí)間得到延長(zhǎng)，增加水動(dòng)力[3]。通過(guò)試驗(yàn)可以看出，綜合考核上游河道限制，塔影泵站可6:00—10:00開(kāi)機(jī)，范古橋泵站可11:00—14:00開(kāi)機(jī)，分別以4m3/s的調(diào)水量運(yùn)行，有利于桐橋港水體流動(dòng)，加快河道河水流速。

b.在塔影泵站、范古橋泵站錯(cuò)時(shí)調(diào)水的過(guò)程中，還應(yīng)尋求方法避免調(diào)水導(dǎo)致下游水位抬高，從而導(dǎo)致河道水體流動(dòng)受到阻礙。因此，塔影泵站、范古橋泵站不與東風(fēng)泵站同時(shí)調(diào)水，防止東風(fēng)泵站調(diào)水影響桐橋港內(nèi)河水南排，東風(fēng)泵站可15:00—18:00開(kāi)機(jī)，建議流量為2～3臺(tái)泵以4～6m3/s的調(diào)水量運(yùn)行3h，縮短調(diào)水時(shí)長(zhǎng)，確保河水滯流時(shí)間縮短，避免河段出現(xiàn)水體黑臭的問(wèn)題。

c.桐橋港水質(zhì)較差，但其又是大寨河、塔影河的排水通道，排水對(duì)桐橋港水環(huán)境帶來(lái)更大的壓力，因此，錯(cuò)時(shí)調(diào)水，科學(xué)調(diào)控，勢(shì)在必行。針對(duì)區(qū)域內(nèi)主要河段水體流動(dòng)不暢的情況，可以利用南邊運(yùn)東大包圍利民橋水利樞紐調(diào)水，從而使區(qū)域周邊水體南流，可以使桐橋港內(nèi)河水長(zhǎng)時(shí)間流動(dòng)，同時(shí)也能防止東風(fēng)泵站排水給桐橋港內(nèi)河水南排帶來(lái)影響，達(dá)到改善區(qū)域調(diào)水條件的目的。

4 建 議

在區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量較差的狀況沒(méi)有較大轉(zhuǎn)變的現(xiàn)狀情況下，積極利用現(xiàn)有水利工程實(shí)施調(diào)水，加快水體流動(dòng)，更換區(qū)域水體，消除水體黑臭，是較為快速有效的方法。

a.水利工程調(diào)水增加了水體動(dòng)力，避免污染物積聚造成水體惡化。但要實(shí)現(xiàn)區(qū)域水環(huán)境持續(xù)有效改善，需要大幅消減區(qū)域入河污染物量，結(jié)合“河長(zhǎng)制”管理，開(kāi)展“一河一策”研究，加強(qiáng)大寨河、塔影河上游河段及相關(guān)河浜的綜合管控。

b.水污染，表象在水里，根子在岸上，源頭在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式之中。從本次試驗(yàn)也可看出，泵站運(yùn)行后，上游來(lái)水水質(zhì)明顯相對(duì)較差，主要污染物來(lái)源還是區(qū)域內(nèi)面源污染。目前，對(duì)桐橋港地區(qū)的區(qū)域面源污染情況、進(jìn)入相關(guān)河道污染物情況還不完全掌握，缺乏科學(xué)決策依據(jù)，需開(kāi)展相關(guān)課題研究，為區(qū)域水環(huán)境綜合治理提供技術(shù)依據(jù)。

c.桐橋港相關(guān)河道調(diào)水應(yīng)結(jié)合運(yùn)東大包圍調(diào)水方案。冷瀆港東風(fēng)泵站、塔影河塔影泵站、大寨河范古橋泵站運(yùn)行結(jié)合利民橋水利樞紐調(diào)水同步進(jìn)行，提高區(qū)域河道水體流動(dòng)速度。