于 敏

(上海品事環境科技有限公司 天津201400)

平湖市處于太湖流域杭嘉湖平原，地勢平坦，河道縱橫，水網密布。空間上，作為太湖流域水系的一個環節，其水系同上下游密切相連；作為河網密集地區，其內部河網又同城鄉道路、居住區、村莊、企業、作坊、飯店、養殖場等人類活動區域緊密貼近，點源和面源污染源密布。在時間層面，隨著 20世紀八九十年代以來經濟建設全面發展，水污染問題日漸突出，影響面廣，污染程度逐步惡化，發達國家經歷過的發展歷程正在重現[1,2]。水環境綜合整治對保障人民群眾飲水安全、改善水體自然景觀和提升人民群眾生活質量十分關鍵和迫切[3]。

從城市規模的水環境污染綜合整治來看，實際工作中通常面臨諸多困境，如：不清楚水污染成因及其邏輯關系；工作缺乏針對性，成效不清等[4-6]。因此，必須在結合區域水系特征并深入研究現狀的基礎上進行綜合規劃，才有可能接近客觀實際，準確評價，有效決策。本文應用已建立的平湖市河網水動力-水質耦合模型，結合污染負荷分析，利用數學模型所建立的污染負荷排放與水體水質之間的定量因果關系，提出平湖市水環境綜合整治工程規劃方案，以期為同類型河網地區的水環境規劃提供有益借鑒。

1 區域概況

平湖市水域面積 45,km2，河道現狀總長2,259,km。19條主要骨干河道呈八橫八縱三斜方向，縱橫交錯，組成不規則的網狀水系(見圖 1)，另外尚有144條鄉鎮級河道和1,000余條村級河道。鹽平塘和平湖塘為主要來水河道，全市多年平均西部入境水量 19.74億 m3，上海塘和六里塘為兩條主要泄水河道。

20世紀 90年代以來，平湖市河道水質長期超標，目前全部是Ⅴ類和劣Ⅴ類水。從平湖市環境監測站歷年的水環境監測情況分析，地表水中的主要污染物為CODCr、NH3-N和TP。近年來，隨著整治力度的加大，水質指標每年都有所下降，水質有穩定的趨勢。由于本地污染源眾多，排放強度大，河道自凈能力有限，上游來水水質差，要實現平湖市境內水體水質全面達標有一定的難度，水環境整治工作任重道遠。

圖1 區域水系圖Fig.1 Regional Water System Map

2 研究方法

對平湖市現狀水體水質、污染負荷削減措施、入河污染負荷展開詳細調研分析，應用已建平湖市河道水動力-水質耦合模型分析水體污染成因。該模型包含降雨徑流、河網水動力和河網水質 3個模塊，將BOD5、NH3-N、硝酸鹽氮、CODCr、TP 作為模擬因子，模擬范圍包括平湖市境內所有19條骨干河流和其他部分重要河道，模型原理、構建及率定詳見錢海平等[7]的研究。針對平湖市特點，并綜合考慮上游來水水質，提出負荷削減和水質改善規劃措施，通過多方案情景模擬分析，對平湖市水環境綜合治理工程進行科學規劃，并對污染控制和水質改善效果進行定量評估。

3 水環境綜合整治工程

3.1 污染負荷分析

平湖市內水域屬于太湖水系，因此污染負荷計算既要考慮內部污染，又要兼顧上游來水帶來的外部污染源。

對平湖市工業企業的污水排放情況進行統計，得出各企業 CODCr、NH3-N 和 TP的排放量及排放途徑；根據浙江農業農村環境污染特點，依據近年來平湖市統計年鑒、降雨量和內河航道交通量統計表等數據，計算出工業、農田化肥施用、畜禽養殖、城市地表徑流、居民生活和內河航運的污染負荷。各污染源的排放負荷及排放比例如表 1所示，CODCr、NH3-N和TP的年排放總量分別為 38,495,t/a、4,348,t/a和3,372,t/a。

表1 污染物排放總量(t/a)Tab.1 Total pollutant emissions(t/a)

根據上游入境水量及濃度的歷史實測資料估算，全市 CODCr、NH3-N和 TP的入境負荷分別為56,456,t/a、6,573,t/a和 1,007,t/a。由此可知，平湖市地表水中，CODCr和 NH3-N 分別有 59.5%,和 60.2%,來自外部輸入，而77%,的TP負荷來自平湖市本地。

3.2 水質改善與污染負荷削減目標

目前平湖地區 14個監測站的水質全部為劣Ⅴ類，其中 NH3-N是最主要的污染指標。所有監測斷面的 NH3-N均為劣Ⅴ類，TP基本為劣Ⅴ類，而大部分監測斷面的 BOD5和 CODCr可達Ⅳ或Ⅴ類。因此，本研究分別考慮了 NH3-N、CODCr、TP的水質控制目標和相應的污染負荷削減目標。模型計算結果表明，平湖地區地表水環境質量受上游來水水質的影響非常明顯。如果上游來水水質不好轉，平湖境內的水環境質量就無法實現根本性的改善。據此，并綜合考慮平湖市排污現狀及現有污染治理技術水平，提出近期水環境治理目標為確保出境水質類別不劣于入境水質；遠期在上游入境水質達標條件下，境內水質全面達標。

3.2.1 NH3-N

假定近期上游入境的 NH3-N濃度能穩定達到Ⅴ類，近期削減目標應使區域內 NH3-N達到 V類，工業、生活、面源(畜禽養殖、城市地表徑流、農田徑流、航運等)應分別削減24,t/a、159,t/a和1,859,t/a；假定遠期(2030年)上游入境 NH3-N濃度屬Ⅳ類，平湖境內水質目標可設置為Ⅲ類，工業、生活、面源相應所需削減的 NH3-N負荷量為 29,t/a、313,t/a和2,759,t/a。

3.2.2 CODCr

類似于 NH3-N，即使平湖境內不排污，在現狀上游入境 CODCr濃度條件下，出境水的 CODCr濃度仍將為Ⅳ類。綜合考慮平湖市排污現狀及現有污染治理技術水平，假定近期上游入境 CODCr濃度能穩定達到Ⅳ類，境內河流水質目標設置為Ⅲ類，工業、生活和面源所需削減的CODCr負荷量分別為1,690,t/a、3,096,t/a和 26,839,t/a；假定遠期上游入境 CODCr濃度屬Ⅲ類、平湖境內水質目標仍為Ⅲ類，則境內CODCr負荷削減壓力有所減輕，工業、生活和面源應削減負荷量分別為1,826,t/a、1,867,t/a和19,504,t/a。

3.2.3 TP

假定上游入境的 TP濃度為Ⅴ類，為滿足平湖境內水體達到Ⅴ類水質目標，生活和面源所需削減的TP負荷量分別為28,t/a和2,128,t/a；假定遠期上游入境 TP濃度屬Ⅳ類，平湖境內水質目標為Ⅲ類，生活和面源所需削減的 TP負荷量分別為 39,t/a和2,660,t/a。

3.3 污染源控制措施

針對上述污染負荷削減目標，根據平湖市現狀以及相關領域技術發展趨勢，通過多方案比較，最終提出以下控制措施：①對工業污染源而言，根據現在建設進度，近期規劃 22家企業入網，入網后污染排放可削減 90%,；3家企業建立廢水回用系統，3家企業內部自備廢水處理系統；遠期全部企業入網。②目前平湖市污水收集率在60%～70%,左右，部分地區仍然存在雨污合流、生活污水直排河道的現象，因此要加快完善污水管網建設，逐步提高納管率。城市新區、城鎮社區采用入網措施，近期污水收集率由 65%,提高到 75%,，遠期污水收集率提高到 85%,。農村生活污水近期規劃12個距市政管網較近的農村社區污水全部入網，其他農村社區中的 23個社區各設置一個集中式污水處理設施。遠期規劃剩余的 8個社區各設置一個集中式污水處理設施。其他分散農戶每戶設置 1,m3凈化池將生活污水處理后排入河道。③農業生產對水環境的污染主要是由大量化肥和農藥流失所引起的，近期采取測土配方施肥技術，核心區面積增加至 0.67萬公頃耕地；遠期實現所有耕地全覆蓋，采用溝渠濕地對農業灌溉用水進行處理后再排入河道等相應措施。④畜禽養殖產生的污染主要來自畜禽糞尿及畜禽污水。規劃立即搬遷或關閉禁養區內的禽養殖場；散戶畜禽養殖逐步集中，逐步縮小散養比例；針對散戶養殖建設畜糞處置點，處置點近期覆蓋養殖散戶 35%,、遠期 85%,。⑤隨著點源污染治理的深入，城市雨水徑流對受納水體的污染已日益凸現，現狀雨水收集率約為 30%,，近期雨水收集率達到60%,；遠期雨水收集率達到 90%,，在排入 19條主干河道的雨水排出口附近建濕地，對雨水進行處理后再排入河道。⑥航道污染控制措施主要是在錨泊區建設船舶垃圾、生活污水、油廢水回收綜合管理站。

模擬結果顯示，實施這些措施后，近期平湖市內的 CODCr濃度達到Ⅲ類、NH3-N和 TP濃度達到Ⅴ類，主要出境河流上海塘、六里塘的NH3-N濃度分別為 1.61,mg/L和 1.44,mg/L；CODCr濃度分別為19.8,mg/L和19.1,mg/L；TP濃度分別為0.35,mg/L和0.39,mg/L。遠期平湖市內的 CODCr、NH3-N和 TP濃度均可達到Ⅲ類，主要出境河流上海塘、六里塘的NH3-N濃度分別為 0.93,mg/L和 1.00,mg/L；CODCr濃度分別為 15.5,mg/L和 16.4,mg/L；TP濃度均為0.19,mg/L。

3.4 水生態環境修復規劃

近期水源地保護區濕地基本建成；完成東湖各區域濕地建設的 60%,；在兩個入境段水體和兩個出境段水體建設生態河道工程，實現穩定和凈化河流水質的目的；遠期建設完成東湖所有濕地，所有河道生態駁岸和綠化帶全部建成。近期水生態環境修復以削減污染負荷、改善水質為主要目標，規劃削減 5%～10%,的污染負荷，同時營造風景優美的環境。遠期水生態環境修復的主要目標是建設和維持水生態系統的完整性和穩定性。

4 結 語

本研究將現場調研與水環境模型相結合，對平湖市污染源及水體污染成因展開深入分析；針對平湖市特點，綜合考慮境外來水條件與境內各種污染源的負荷削減可行性，提出水質改善規劃措施，通過多方案情景模擬分析，對平湖市水環境綜合治理工程進行科學規劃，并對污染控制和水質改善效果進行定量評估。本研究提供了水質模型應用的新思路，可為平原河網地區水環境綜合整治規劃提供有益借鑒。

[1]宋序彤，呂士鍵，吳彬彬. 我國城市水污染控制和水環境綜合整治標準體系框架結構的研究[J]. 給水排水，2010，36(3)：32-35.

[2]孫衛紅，程煒，崔云霞，等. 太湖流域主要入湖河流水環境綜合整治[J]. 中國資源綜合利用，2009，27(11)：39-42.

[3]馬樂寬，王金南，王東. 國家水污染防治“十二五”戰略與政策框架[J]. 中國環境科學，2013，33(2)：377-383.

[4]楊積德，沈楨，陳美丹，等. 陽澄湖水環境綜合整治對策研究與分析[J]. 中國給水排水，2010，26(6)：6-10.

[5]張丹，劉明東. 常州市水環境整治一期工程設計[J].中國給水排水，2008，24(8)：34-36.

[6]劉向榮，彭藝藝，余潤生，等. 柳州竹鵝溪河道綜合整治工程設計[J]. 中國給水排水，2010，26(4)：38-41.

[7]錢海平，張海平，于敏，等. 平原感潮河網水環境模型研究[J]. 中國給水排水，2013，29(3)：61-65.