蘇州地區河流水環境治理方案探究

韓建軍 王治力 陳秋同 劉雨軒

摘 要：平原地區水動力條件微弱，河網自我調節能力差，水環境問題日益突出。治理平原河流水環境問題主要是依靠有效的行政手段以及合理的工程治污技術。本文詳細闡述了蘇州城市中心區河流水環境的多種治理方案以及發展趨勢。

關鍵詞：平原河網 水環境 現狀

中圖分類號：TV147 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（a）-0099-02

我國東部地區地形以丘陵和平原為主，水資源豐富，河網密布，在提供便捷的水陸運輸的同時，給當地的經濟帶來了長足的發展。但隨著城市規模的擴大、人口密度的上升，大大加重了河網的負擔，河網水質下降、生活生產用水不足等問題越來越突出，水質性缺水成為東部地區面臨的又一重大挑戰，蘇州地區河流水環境問題的解決刻不容緩。

1 現狀

21世紀以來，蘇州市水環境一直得到政府、社會和國內科研院所的高度重視，進行了大量研究工作并采取相應的治理措施。蘇州市水環境主要問題有：（1）城區內河水質惡化加?。唬?）城區周邊河道水質仍在惡化；（3）部分主城區取水口水質污染嚴重；（4）太湖流域污染嚴重。2005年相關學者從技術層面、政府管理層面等方面分析蘇州水質問題的成因之后提出了截污引流的方案，通過閘泵等水利控制工程，將來自長江的污水截流在主城區以外，再通過引水換水工程，改善水環境。一是北引長江水通過望虞河進入城區；二是利用太湖水域自流引水；三是城區河道換水。另一方面從公共管理的角度分析了蘇州市中心區因法律制度不完善、管理機構缺失、職能分配不合理而造成的水環境問題，并提出了相應的綜合管理措施。根據現有研究成果，改善蘇州市（主要是中心城區）水環境的措施主要在于以下幾個方面：（1）在管理政策方面：一是加強水資源的統一管理；二是制定完善相關規劃；三是完善水環境治理法規體系；四是強化水環境保護的宣傳。（2）在治污技術方面：一是嚴格控制各類污染源；二是建設水環境綜合治理工程；三是實施河道綜合整治；四是引水改善水環境；五是生態修復工程等。

在公共管理方面，部分學者通過比較蘇州水環境改善長效運營的3種備選模式，提出特許經營模式是符合蘇州實際情況、提高效率的最優方案，并從主體選擇、交易結構、權利義務以及職能界定等方面構建特許經營模式的框架。2014年蘇州市政府開展了“活水自流”工程建設，使得城區河道水流加快，城區內部水系相互連通。摒棄了那些單一式的手段和飲鴆止渴的短期方案，以“截污、清淤、活水、保潔”八字方針，再配合運用先進的工程技術，最大程度地發揮河道的功能，為河道治污提供了一個比較正確的指導思想。

在生物技術方面，部分學者通過對常見的景觀植物對污染物的凈化作用的研究以及不同環境下的護坡對水體污染物的吸收效果，創造性地提出了新型植被護坡，可以有效地減少內河中COD、N、P等污染物含量，從而提供了一種治理河網徑流污染的新方法。部分學者研究發現在光照強度、OD等參數值較大時，底泥疏浚可以很大程度上提升水體恢復力穩定性，提高水體自凈能力。在蘇州河水體治理工程中，曝氣復氧手段得到了充分的利用，成功地證實了生物技術治理水體污染的強大實力。

在計算機數值模擬方面，徐國忠（2015）團隊通過在同里古鎮長期調研實驗，提出了水動力-水質模型。該團隊通過對模型結果的分析，創造性地提出了同里古鎮水環境治理的總體方案，即“四控”策略，分別為控制分散性入河污染物、控制河道生態護坡建設、控制河道水動力狀況、控制內河的水質。該策略嘗試根除同里古鎮多年的水環境痼疾，并將成功經驗向全國飽受水環境問題的古鎮進行推廣。葛蘊（2014）經過對蘇州市老城區多年的水流數據進行數值模擬，用可視化語言創建了河網一維水流模型。該模型相較其他模型，具有使用方便，有可視化界面等優點，可以靈活準確地模擬出水流特性，為蘇州老城區水資源利用的規劃、泵站的管理調度、閘門的啟閉、河道護坡的設計與建設等提供了重要的技術支持。不難看出，完善的河道管理制度難以在短時間內建立，而采用生物化學方式的治污手段在空間上具有一定的局限性，難以解決整個蘇州市中心城區的水質問題。通過密集的調控工程，制定科學合理的調控原則，增強水體流動性達到水質改善的目標，這是一個科學有效的方法。

蘇州城市中心區河道交錯成網，建有眾多水利調控工程，其運行可顯著改變河道的水動力條件，從而影響河道的水環境，利用閘站等水利調控工程對水動力及水環境進行聯合調控，是一項復雜的、也是極具成效的系統工程。建立蘇州城市中心區水環境聯合調控數值模型，可以明顯提高對蘇州內河水環境的把控，利于相關學者及管理者靈活，準確制定出改善水環境的方案。因此，該模型的建立具有巨大的理論價值和現實意義。為此，李曉（2016）團隊基于蘇州市主城區主要河網的水文觀測數據，提出了河網—維水動力—水質數值模型。李曉團隊對蘇州市45個主要調控工程進行了數值模擬，得到了閘泵聯合調度機制可以顯著改善內河水環境的結論，完善了從系統角度研究內河水環境的理論。此外，該團隊還對蘇州河豐水期和枯水期在現行水環境治理措施下的水質變化情況進行了數值分析，結果表明多數水體污染物濃度與河流水位呈負相關變化，且城區西部水源質量由于東部?；诖搜芯砍晒?，該團隊提出在枯水期蘇州市可以利用城區水利調控工程對西塘河進行引水，從而調節城區枯水期水質。將新型調水方案輸入模型求解，結果表明，絕大多數區域的水質有了極大的提升，各類污染物濃度均有所下降，最大降幅可以達到49.7%。莫祖瀾（2014）研究底泥、水溫、流速以及被引水水質、引水比例等對受納水體水質的影響，并據此對前人提出的閘泵調控優化模型進行了改進，完善了目標函數，增加了內河水流速、外河水質與內河引水比例3個約束條件，建立出包含引水因素在內的水利控制工程水動力調控優化模型。基于MIKE11軟件，構建出嘉興河網示范區的水環境模型（包括水動力模型和水質模型）。

2 結語

平原地區水污染問題嚴重的主要原因在于河流水動力條件微弱，導致水體自凈能力變差。通過有效的管理政策以及合理的工程調控可顯著改變河道的水動力條件，從而影響河道的水環境，利用閘站等水工調控工程對水動力及水環境進行聯合調控，是一項復雜的、也是極具成效的系統工程，建立區域水環境聯合調控數值模型，可為水環境改善提供決策支持。

參考文獻

[1] 徐國忠，陳習慶，黃晨，等.蘇州同里古鎮河道水質改善及維持技術方案研究[A].2015年建筑科技與經濟學術論文集[C].2015.

[2] 葛蘊.蘇州市古城區河網水流數值模擬可視化研究[D].揚州大學，2014.

[3] 李曉，唐洪武，王玲玲，等.平原河網地區閘泵群聯合調度水環境模擬[J].河海大學學報：自然科學版，2016，44（5）：393-399.