甘月云,季海萍,王凯燕
(水利部太湖流域管理局水文局信息中心,200434,上海)
太浦河西起江苏省苏州市吴江区庙港镇太湖东岸,通过太浦闸与太湖相连,东至上海市青浦区金泽镇池家港村入上海市境内,在练塘镇南大港处与黄浦江上游斜塘相接,全长57.6 km。太浦河两岸包括两区(吴江、青浦)一县(嘉善)的15个乡镇,沿线分布有江苏省苏州市吴江区水源地、上海市金泽水库水源地和浙江省嘉兴市嘉善—平湖水源地。太浦河既是流域主要泄洪通道,也是流域向苏州、上海、嘉兴等下游地区供水的骨干河道。随着区域经济社会快速发展和群众对清洁水源的要求不断提高,以及地区供水结构调整,太浦河的战略地位和作用更加凸显。
近年,太浦河沿线地区集聚了众多纺织、印染企业,大量含锑的工业废水(锑为纺织、印染企业的特征污染物)经处理后排放进入当地河网,并随雨水进入太浦河,导致太浦河多次发生锑浓度异常事件,威胁流域城乡供水安全。
锑是一种有毒重金属,对人体具有积累毒性和致癌性。我国生活饮用水和水源地锑的标准限值是5 μg/L,而太浦河两岸地区工业废水排入河道的锑浓度限值能达到50 μg/L。根据研究成果,当太浦河南岸杭嘉湖区两日累计降雨量达到50 mm及以上,并且预计太浦闸可能出现倒流关闸时,太浦河干流极易发生锑浓度异常事件,因此该研究成果被引入太浦河水质预警联动方案中。
2015年11月,水利部太湖流域管理局牵头建立太浦河水资源保护省际协作机制 (以下简称 “协作机制”),在太浦河水质监测预警、水污染事件应急联动、水源地供水安全保障及水资源保护规划编制等方面发挥了积极作用。
2017年11月,太湖局会同江苏省、浙江省、上海市制定了《太浦河水质预警联动方案》,规定当太浦河干流任一监测断面或水源地取水口锑浓度超过4 μg/L或其他重要指标发生异常,由发现该情况的成员单位发布预警提示;预报杭嘉湖区连续两日降雨累计达50 mm及以上或太浦闸较长时间关闭时,由太湖局发布预警提示。当太浦河干流预警监测断面水质数据超过饮用水水源标准值,或锑浓度超过4 μg/L且24 h内呈上升趋势时,由发现该情况的成员单位发布预警信息;当杭嘉湖区连续两日降雨累计达50 mm及以上,可能出现太浦河周边河网水大量进入太浦河导致锑浓度上升时,由太湖局发布预警信息。预警发布后,各成员单位需加密监测频次,并视情况增设监测断面;江苏苏州吴江、浙江嘉兴嘉善等地政府视情况对印染企业采取限产、停产等措施;太湖局开展水资源应急调度,在满足防汛要求前提下,实施太浦河闸泵联合调度,加大太浦河下泄流量,增加清水供应。当太浦河干流预警监测断面锑浓度回落到4 μg/L及以下,且太浦闸稳定开启时,停止水质预警。
以2018年6月下旬太浦河锑浓度异常预防为例。2018年6月19日太湖流域入梅,19—20日杭嘉湖区两日累计降雨量38.4 mm,受降雨影响太浦闸于6月20日15时15分关闸。根据太湖局水文局预报,太浦闸在短时间内不具备开闸条件,对照《太浦河水质预警联动方案》,太浦河已达到水质预警提示条件。为此,太湖局向协作机制成员单位发布太浦河可能发生锑浓度异常的预警提示,同时为确保梅雨期防汛和供水安全,经会商决定,由太湖局防汛办沟通两省一市相关部门后,于20日20时起开启太浦河泵站1台机组 (50 m3/s)供排水。6月21日太浦闸仍无法保证稳定供排水,而且预报杭嘉湖区未来24 h有大到暴雨,为预防太浦河锑浓度超标、保持太浦河清水流量,经太湖局会商研究决定,维持太浦河泵站1台机组供排水。
6月22日,杭嘉湖区单日降雨量达到62.6 mm,按照《太浦河水质预警联动方案》要求,太湖局于6月23日向协作机制成员单位发布预警信息,要求各成员单位加强太浦河区域污染防控,密切关注区域降雨、太浦河及下游水源地水质情况,全力保障供水安全;同时太浦河泵站继续维持1台机组向下游供排水。由于入梅以来连续降雨,导致太浦闸下游平望站水位较高,太浦闸无法开启向下游供排水。为此,太湖局主动靠前服务,6月25日向上海市有关单位了解用水需求,当日上海市水务局致函太湖局,商请加大东太湖下泄流量。同时,太湖局监测数据显示当日太浦河干流芦墟大桥和金泽断面锑浓度有所升高,分别达到 4.2 μg/L 和 3.9 μg/L。 经会商研究,决定于当日19时加开1台泵站机组,按2台泵站100 m3/s流量向下游增供清水。
6月26日,各成员单位监测数据均显示太浦河锑浓度逐步回落,同时降雨量减少,太浦河下游水位下降,太浦闸具备稳定开闸条件。经研究,决定于当日18时关泵开闸。在各成员单位对污染源的有效管控下,且通过太湖局为期一周的科学调度、精细调度,成功预防了太浦河下游水源地锑浓度异常事件发生,在确保防洪安全前提下保障了供水安全。
在此次锑浓度异常预防过程中,由于提前预警、有效应对,最终成功预防了锑浓度超标事件。
(1)杭嘉湖区降雨
2018年6月19日太湖流域入梅以后,杭嘉湖区有两场较大的降雨过程。第一场发生在6月19—20日,两日累计降雨量38.4 mm,第二场发生在6月22日,单日降雨量达62.6 mm。
(2)代表站水位
①太浦闸上下游水位对比
受杭嘉湖区 6月19—20日、22日两场降雨过程影响,太浦闸上下游水位显著上涨,由于太浦闸闸上连接太湖,闸下为河网水位,因此闸下水位上涨速度明显大于闸上水位,6月20日15时太浦闸上下游水位基本接近,6月23日13时闸下水位开始持续高于闸上水位,直至25日9时起,闸下水位显著下降,且闸上水位高于闸下水位,水位差逐渐加大。太浦闸上下游水位对比见图1(a)。
②平望水位与太湖水位对比
受杭嘉湖区6月19—20日、22日两场降雨过程影响,平望和太湖水位均有2次上涨过程,但平望水位上涨速度明显大于太湖水位,并于23日8时起高于太湖水位。25日10时起平望水位开始低于太湖水位,且水位差逐渐加大。平望与太湖水位对比见图1(b)。
(3)效果分析
由以上分析可知,6月22日,杭嘉湖区降雨量达62.6 mm,6月23日13时—25日9时太浦闸闸下水位持续高于闸上水位,太浦闸长时间不具备开闸条件,根据太浦河锑浓度异常预警指标研究成果,太浦河锑浓度异常事件的必要条件已形成。但通过采取及时有效的预防措施,太浦河干流金泽断面锑浓度一直控制在4 μg/L以下,确保了金泽水库取水安全。从太湖局监测数据可以看出,6月21日太浦河干流6个断面锑浓度均较低,不超过3.3 μg/L,但支流断面中雪湖桥锑浓度达6.5 μg/L;受6月22日杭嘉湖区暴雨影响,支流含锑浓度较高的污水随雨水进入太浦河干流,由于及时开启太浦河泵站向太浦河下游供应太湖清水,并在6月25日太浦河干流芦墟大桥和金泽断面锑浓度分别升高至 4.2 μg/L 和 3.9 μg/L 时,太湖局再次加大太浦河泵站供应太湖清水的力度,使得太浦河干流各断面锑浓度6月26日起全面回落,成功预防了本次锑浓度异常事件。
图1 2018年6月19日8时—27日8时太浦河沿线水位对比
图2 太浦河干、支流水质监测断面锑浓度变化情况
通过强化分析、提前预判、积极预防、科学调度、共享信息,太浦河下游水源地取水口受锑浓度超标影响成功避免,有效保障了供水安全。
(1)领导重视,组织有力
太湖流域入梅后,针对强降雨可能造成太浦河干流锑浓度超标的情况,太湖局领导多次组织会商,研究部署应对措施,特别要求太湖局水文局强化监测,加强分析,滚动预报;要求水资源保护局和防汛办分别根据水文局预报分析结果及时向协助机制成员单位发布预警信息和实施科学调度,全力保障下游水源地供水安全。
(2)及时预警,科学调度
6月20日下午,太湖局水文局预测太浦闸在短时间内不具备开闸条件,太湖局第一时间向协作机制成员单位发布太浦河干流锑浓度可能超标预警提示;太湖局防汛办积极协调江苏、浙江、上海防汛部门,统筹做好太浦河防汛和水资源调度工作。在太浦闸因降雨被迫关闸后,为保障下游水源地供水安全,6月20日20时起开启太浦河泵站1台机组(50 m3/s)供水。6月23日,当杭嘉湖区降雨超过50 mm时,太湖局又及时向协作机制成员单位发布太浦河干流锑浓度可能超标的预警信息,要求各成员单位加强太浦河区域污染防控。6月25日,当太浦河干流锑浓度有所升高时,太湖局当即增开1台太浦河泵站机组增供清水(共 100 m3/s),26 日,太浦河干流锑浓度随即开始回落,调度效果显著,有效保障了水源地取水安全。
(3)落实机制,加强联动
协作机制各成员单位积极落实《太浦河水质预警联动方案》,接到太湖局发布的太浦河干流锑浓度可能超标的预警提示和预警信息后,各地加强对太浦河周边区域的污染防控,对印染企业做好限产和停产准备。上海市金泽水库、苏州市吴江区太浦河界标等水质自动站数据陆续接入太湖局系统,实现了信息共享,太湖局可以实时掌握太浦河及金泽水库水源地水质状况,为水资源应急调度提供支撑。
太浦河沿线分布有江苏省苏州市吴江区水源地、上海市金泽水库水源地和浙江省嘉兴市嘉善—平湖水源地,涉及供水人口近千万人,然而太浦河两岸聚集了众多印染企业,水资源保护任重而道远。太浦河横跨江浙沪,流经15个乡镇,其水资源保护非一地、一部门之力所能完成。目前,太浦河水资源保护省际协作机制已建立,在近几年太浦河水资源保护工作中发挥了重要作用。但由于涉及多级、多部门,因此协调机制的有效性和高效性成为影响工作效率的关键因素。为进一步完善协作机制,提出以下几方面建议:
一要提升太浦河及两翼地区水质监测监控能力。目前以人工监测为主,范围主要集中在太浦河干流和主要支流,监测频次较少(一周一次)。下一步应建立健全自动监测、人工监测、应急监测三重监测机制,太浦河干流及水源地应以自动监测为主,支流实施人工监测。当发现自动监测站水质出现异常趋势时,多部门应联合行动加密重点污染因子监测频次,做到水源地水质异常早发现、早处置。
二要推动信息共享联动。目前主要借助省际协作机制成员单位水质预警微信工作群,共享太浦河锑浓度异常期间相关监测成果,建议进一步探索完善信息共享方式,扩大共享范围,包括区域范围和时间范围。
三要深化水源地污染综合防治。坚持源头治理,不断强化污染源管控,鼓励纺织业上下游企业研究降低锑元素含量的方法和工艺。今后应加快调整流域产业结构和产业布局,逐步降低沿河工业区涉锑风险源对流域水源地的威胁;提高现有水厂风险应对能力,在现有净水工艺基础上实施强化除锑改造,确保水源地供水安全。