引水沖污治理蘇州的水環(huán)境

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1、引水的主要技術問題?

　　1.1引水水源及引水路線的確定

　　蘇州位于太湖流域的中心區(qū)域，以平緩的平原地形為主，呈西北高、東南低的總趨勢，其境內(nèi)河道縱橫交錯，湖蕩密布。根據(jù)蘇州地區(qū)的地形特點及水流特性，蘇州市引水沖污的水源可為長江、太湖、京杭運河及陽澄湖。?

　　長江最大洪峰流量為9.26×104m³/s，最小洪峰流量為0.462×104m³/s，多年平均洪峰流量為2.87×104m³/s.長江水量充沛，水質(zhì)良好，自凈能力強，長江江蘇段水體水質(zhì)基本在Ⅲ類以上。太湖流域面積達10000km2，湖面面積為2340km²，容量為50×108m³，多年來由于上游補給水不理想，加上沿湖城市污水排放失控以及周邊農(nóng)田使用化肥、農(nóng)藥造成近岸水域受到污染，水體呈富營養(yǎng)化狀態(tài)。當然，若實施“引江濟太”，則太湖水質(zhì)可望有所改善。京杭運河的交通污染已不容忽視，再加上近年來運河兩岸工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展及人民生活水平的提高，運河成了城市的泄污通道，京杭運河蘇州段的水體水質(zhì)基本為Ⅴ類。陽澄湖位于蘇州市東北面，水質(zhì)較好，但進出陽澄湖的大小河道無以計數(shù)、難以控制，使水量補給較為困難。

　　根據(jù)以上分析，“引江濟太”后的太湖可作為蘇州的引水水源，但是蘇州對太湖沒有直接調(diào)控的權力，實施從太湖引水比較困難。長江具有良好的水質(zhì)及充沛的水量，并且望虞河將作為“引江濟太”的清水通道，其水質(zhì)不低于Ⅲ類。據(jù)太湖局《引江濟太調(diào)水試驗方案》的分析，望虞河在一般水情年份下的引水量可達25×108m³/a，而且望虞河與蘇州外城河相連的十字洋河位于外城河的西北角，引水可以順天然地勢流入外城河，且十字洋河兩岸均無較大的工業(yè)污染源，人口密度較小，沿途的分支河流也較少，因此蘇州可以長江為引水水源，從琳橋港引水經(jīng)十字洋河入外城河。?

　　1.2引水方案的確定?

　?、僖康拇_定?

　　河網(wǎng)地區(qū)水質(zhì)變差的主要原因是往復流、流速緩慢和滯流，所以引水流量的大小關系到是否能真正改善水流流態(tài)，以充分利用水體的自凈作用改善水環(huán)境。?

　　蘇州市古城區(qū)河道主要由環(huán)繞蘇州的外城河、三縱三橫的內(nèi)城河以及14條（6進8出）進出外城河的河道組成。從十字洋河（14條進出外城河的河道之一）引水以后，外城河水位被抬高，其余河道（另外13條河道）將可能成為出水河道，而且除相門塘、葑門塘可設閘外，其余均為通航河道，不宜設閘控制流量。若根據(jù)可衰變污染物的水環(huán)境容量確定引水水量則較困難，因此采用了試算的方法確定引水水量，分別對十字洋河引水20、30、40、50m³/s進行了試驗，結(jié)果表明引水流量達到30m³/s后，CODMn和NH3-N值隨引水量增加而減小的幅度開始變小。根據(jù)引水目標（蘇州市城市總體規(guī)劃要求蘇州外城河的水質(zhì)不能劣于Ⅳ類）和經(jīng)濟效益分析，引水量過大會增加一次性投資，帶來今后設備的閑置，而且年運行費用高（每增加10m³/s的引水量，抽水泵站的年運行費用將增加約68.6萬元），此外還會引起外城河東線的水流流向改變、流速減小，致使水流頂托和局部滯流，而較小的引水流量帶來的水體自凈作用不足以改善外城河的水質(zhì)狀況。因此，筆者認為十字洋河引水流量為30m³/s較合理，同時應拓寬楊林塘，利用長江潮汐把長江水通過楊林塘補給陽澄湖，抬高陽澄湖水位，減小外塘河的出流量。引水后外城河全線流速均有所提高，枯水年引水期平均流速約為0.21m/s，平水年引水期平均流速約為0.17m/s（維多利亞河的環(huán)境等級標準中認為河流平均流速達到0.1m/s以上即可起到水環(huán)境保護的作用），枯水年大約4d可以使水質(zhì)達到設計要求，平水年約需8d，考慮到盡量減少運行費用及充分利用水體的環(huán)境容量，可以采用間歇引水方式進行引水調(diào)度。?

　　②引水中污染源削減問題?

　　“引水必先治污”，截污治污最終應達到不依靠引水就能保持已改善的水體水質(zhì)，但由于多方面的原因，治污不可能一蹴而就，然而按計劃分步削減污染源卻必須先于引水或與引水同步進行。?

　　蘇州市現(xiàn)有城東、城西、城南、新區(qū)、工業(yè)園區(qū)5個污水廠，總規(guī)模為19.75×104m³/d，市區(qū)內(nèi)的管網(wǎng)系統(tǒng)由于疏于維護管理和必要的改建，許多管道破損，污水收集系統(tǒng)已經(jīng)不能達到預期的功能，致使許多生活污水沿地表流入河道，地下水和雨水卻滲入管網(wǎng)，造成污水廠進水COD很低（城東污水廠現(xiàn)在只有4.64mg/L），水廠設備容量和電能的極大浪費。要使外城河水質(zhì)達到規(guī)劃要求，必須對污染源進行削減，但是考慮到投資的承受力，污染源的削減擬通過3個階段進行：近期先對現(xiàn)有污水管道進行改擴建，使其能有效地收集蘇州市生活污水，使現(xiàn)有污水廠能真正地滿負荷運行（目前蘇州市正建設一期規(guī)模為6×104m³/d的婁江污水廠以收集處理城東北片的污水）但受污水截流管道鋪設時間及資金的限制，近期擬使生活污染源的CODMn削減率由目前的27%提高到36%，NH3-N削減率由目前的21%提高到31%，各工業(yè)點源能真正實現(xiàn)達標排放；然后逐漸進行第二階段、第三階段的削減，最終使生活污水的CODMn削減率達到62%、NH3-N削減率達到65%，工業(yè)污水的CODMn削減率達到28%、NH3-N削減率達到23%，在提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的科技含量基礎上減少25%的水產(chǎn)面積。?

　　通過水量、水質(zhì)計算，經(jīng)引水及第一階段污染源削減后，外城河只有東線部分河段的NH3-N值（最大為4.88mg/L）達不到Ⅳ類水體的要求。經(jīng)引水并能達到第三階段污染源削減標準時，外城河將全線達到Ⅳ類水體的要求。

　　2、環(huán)境及社會效益

　　進行引水沖污后蘇州外城河的徑流量將加大，這增加了外城河的環(huán)境容量，增強了水體的自凈能力，使流入外城河的污染物得到自然稀釋和降解，將會消除外城河的黑臭現(xiàn)象。水環(huán)境的改善將為蘇州市民提供一個良好的生活環(huán)境，將大大改善蘇州的投資環(huán)境，帶來巨大的社會、經(jīng)濟效益。此外，外城河的水流流速加大，減緩了河道的淤積速度，同時還將沖刷掉部分底泥及污染物，減小了其引起外城河河水二次污染的可能性。引水工程的建設還可以調(diào)節(jié)控制河流的水量，在對河道進行拓寬整治、疏浚清淤后，將增大河道的過流斷面而使水流順暢。為減少引水的水量分流，可在一些進出河道上設閘，并可結(jié)合城市防洪合理調(diào)度水利閘壩的運行，加強外城河的調(diào)蓄能力以降低內(nèi)澇的威脅。?

　　3、存在的問題及建議

　?、賾撜f引水沖污改善水環(huán)境只是權宜之計，它不可能成為長期采用的水污染治理措施。雖然引水提高了水體的稀釋和自凈能力，但不能對污染物進行有效的削減，同時污染物的遷移還會侵占下游水體的環(huán)境容量。因此，隨著污染源治理力度的加大，應該逐漸減小引水流量。由蘇州水環(huán)境治理的研究成果來看，引水沖污必須按照“引水必先治污”進行規(guī)劃設計。

　　②引水后主要河道的水位抬高，可能造成支流的流向改變、流速減小、形成滯流，分配不到流量的支流可能會產(chǎn)生水流頂托，致使這些河道的流速減緩、污染物積聚，進而使河水黑臭。所以，如何利用水利控制工程使治理區(qū)域的水系“活”起來，應該是平原水網(wǎng)地區(qū)要進一步研究的問題。?

　　③農(nóng)業(yè)污染在面源污染中占有很大的比重，目前我國農(nóng)田的農(nóng)藥、化肥用量嚴重超需，暴雨時大量流入江河水體，因此在引水的同時應嚴格控制農(nóng)藥、化肥的使用量。?

　?、芤疀_污是投資不菲的工程，在實施前只用數(shù)學模型進行定量分析是不夠的，由于數(shù)模中的河網(wǎng)概化、污染源資料的不夠準確等，使得計算模型的邊界條件、污染物的遷移轉(zhuǎn)化、水量的分配、水質(zhì)的變化都可能與實際有相當大的出入，因此還應采用物理模型或現(xiàn)場試驗對治理河道的數(shù)模計算結(jié)果進行校驗。

　　⑤對引水水源（長江）的保護。長江作為對眾多污染水體考慮“引水沖污”的首選水源，面臨以下兩個問題：a.干流污染日益加劇，長江沿線的污染源若不加強治理，其水質(zhì)堪憂；b.“西部大開發(fā)”可能帶來上游水量分流和污染，加上“南水北調(diào)”、引水沖污等工程的實施，長江下游是否會重蹈黃河下游斷流的覆轍？所以筆者認為，各地對長江水源的利用應該嚴格遵守國家的統(tǒng)一規(guī)劃。

　?、奚鷳B(tài)環(huán)境是人類生存發(fā)展的基本自然條件，水環(huán)境改善的最終判定應是生態(tài)環(huán)境的好轉(zhuǎn)。因此水環(huán)境治理不僅僅是治污還要治水、治河，不僅要改善水質(zhì)，不讓其臟、臭、塞，更重要的是激活水體，因而它是一個系統(tǒng)工程，目的是重建平衡的生態(tài)系統(tǒng)。