城市河流治理方法综述——以南京市秦淮河为例

2021-01-02 10:31:07河海大学水利水电学院渠谢雨
区域治理 2021年7期
关键词:秦淮河秦淮河长

河海大学水利水电学院 渠谢雨

一、南京市秦淮河概况及治理历史

(一)秦淮河概况

秦淮河是长江下游右岸的一条支流,全长约110公里,呈叶脉状分布,流域面积2600多平方公里。秦淮河有南北二源,北起句容市宝华山南麓,南起南京市溧水区东庐山,后汇于南京市江宁区方山埭西北村,于龙蟠中路通济门大桥西侧的东水关入南京城,自东向西横贯南京主城,自升州路西端的西水关出城,最终注入长江。秦淮河分为两支,一支由东水关入南京城后,向西流经淮清桥、文德桥、武定桥、镇淮桥转向西北,过新桥至上浮桥、陡门桥、下浮桥,再向西经夫子庙后从西水关出城,此即著名的内秦淮河;另一支由通济门经中华门绕行城外,过九龙桥向南转向西,经长干桥向西至赛虹桥、觅渡桥,在西水关外与内秦淮复合,此称外秦淮河。“十里秦淮生春梦,六朝烟月荟金陵”,享有“中国第一历史文化名河”之誉的秦淮河作为南京的母亲河,不仅孕育了南京的悠久灿烂的文明,也见证了南京千百年来的历史变迁。

(二)秦淮河的治理历史

1.六朝时期

据六朝史料记载,秦淮河洪水泛滥时破坏力巨大,发生过多起大型船只被冲毁,两岸居民溺亡的事件。当时的古城下游地势低洼,支流众多且个别支流(句容河支流)落差大、水流急,再加之作为蓄水湖的赤山湖,湖深较浅,蓄水能力有限,所以每到暴雨时节,河水宣泄不及;六朝时期长江江段的局部西移,使得秦淮河入江口随之西迁,且距离南京城不远,水域的变迁加之江水的倒灌,使得南京城易遭洪水侵袭。针对洪涝问题,东吴时期下令夹淮立栅,修建了“栅塘”,在防范洪水侵袭的同时,也起到了御敌的作用[1]。然而,栅塘的防洪效果非常有限,无法从根源上改善洪涝问题,洪涝灾害虽然有所减轻,但依然不可控制。

2.明清时期

到了明清时期,秦淮河的水患问题依然十分严峻。除了自六朝时期遗留下的问题,气候变化和人工河修筑成为了新的旱涝因素。15世纪初起,我国气候进入长达五个世纪的“明清小冰期”,气候的突变造成了温度和降水的不稳定——夏季水涝灾害频繁发生,冬季则河道干以至行舟困难。明代朱元璋下令在西城外开掘了上、中、下新河,秦淮河的入江口由此增多,分散了水流,河流流速变缓造成水流搬运能力下降,从上游夹带的泥沙在入江口处大量淤积,给河水下泄带来更大阻力。针对入江口大量泥沙沉积的问题,明清两代曾多次组织疏浚城内正、支河道,然而秦淮河上下游缺乏统筹管理,对在山洪防御方面具有决定性地位的蓄水湖赤山湖疏于修筑,治理内秦淮河时拆除沿河民居恢复河道的工作不到位,为图方便将疏通的泥沙堆放于河岸等,所以屡疏屡塞,成效并不大。

除了水患问题,秦淮河水质恶化问题更为严重。河岸居民习惯用秦淮河水漂洗衣物,并将粪秽等物直接倾倒河中,但是随着城南人口密度不断增高,秦淮河水自净能力达到上限;南京作为三大丝织业中心,沿河染坊数量众多,漂丝一举严重污染河水,除此之外,制皮等传统手工业也排污严重。

针对水污染问题,明清政府颁布过各种条令,如禁止沿河居民倾倒生活污水,禁止侵占河道,规定春秋夏季午前内河漂染,冬季外河漂染等。但是法令的颁布并没有得到有效的执行,由于监管疏忽,居民习惯难以改变,地方政府权衡不好自然环境与经济利益等原因,水环境未能得到改善。

3.中华人民共和国成立后

中华人民共和国成立后,针对秦淮河在防洪、航运和灌溉方面的问题,南京市政府采取了“上蓄、中挡、下泄”的规划原则——上游丘陵山区注重蓄水,扩建水库;中下游则注重提高泄水能力,扩大排水出路。

20世纪四五十年代,治理重点为联圩并圩,修理并加固防洪堤。治理后,秦淮河流域圩区由原来的313座减少到113座,堤防总长也由原来的783千米减少为522千米,防洪战线大大缩短,在减轻防洪负担的同时提高了调蓄能力。20世纪60年代,治理重点为在上游丘陵山区修建水库和引、提江水灌溉。治理成果有:中小型水库共新建149座,农田灌溉水源增加了5亿多m³,洪水泛滥在源头上得到一定控制;1959年,武定门抽水站和节制闸建成,抽引长江水源来保证上游百万亩农田的灌溉用水。20世纪七十年代,治理重点为对河道裁弯取直、拓宽浚深和改造阻水桥梁。秦淮河干流在治理中共裁弯取直六处大河湾——包括建康圩、南垾圩、北沿圩、阳山河、小龙圩、机场圩,江宁区西北村至东山段干流河道的行洪断面拓宽近900㎡,河底高程浚深近2m,改扩建长干桥等六座阻水桥梁[2]。

4.改革开放后

秦淮新河分洪道自1975年起采用人工挖河施工,历时5年完成开挖通水。它集行洪、灌溉、航运功能于一体,较好地解决了秦淮洪水入江通道的问题,在南京市多次遭遇特大洪峰时,发挥了至关重要的作用。1985年秦淮新河口水利枢纽建成,补充上游区域100多万亩农田的灌溉用水,且承担下游地区的排涝作用;20世纪90年代,句容河得到全面整治,城市防洪和标准堤防建设也积极开展。在标准堤防建设中,秦淮河城市段干流的土质堤防全面改建成钢筋混凝防洪墙。

秦淮河干支流河道在经历了近半个世纪的大规模治理后,相较于古代时期面貌大变,防洪标准由原来的3~5年一遇,提升到50~100年一遇,抗洪能力大大提升,灌溉、航运等功能得到了恢复与发展。

进入21世纪,随着南京市城市化的飞速推进,更多的秦淮河干支流被划入到城市范围内,一些新情况和新问题也接踵而来,例如河道水质污染、工程破坏等。2002年,南京市政府对城市段秦淮河干支流进行全面治理,以提高防洪能力、恢复河流水质、建设滨河景区为目标,集水利、城建、文化等多部门合作,于2015年初步建成外秦淮河段景观带。

二、南京市秦淮河治理措施介绍

(一)制度措施

针对国内地方河湖非法排污、侵占水域等违规行为所暴露出的监管疏漏、执法不严等问题,中央政府于2016年年底下发《关于全面推行河长制的意见》,明确提出要在2018年底前全面建立“河长制”。“河长制”以生态优先、绿色发展,党政领导、部门联动,问题导向、因地制宜,强化监督、严格考核为四大原则,有效调动地方政府履行环境监管的职责,统筹协调各部门力量,让各级党政主要负责人亲自抓环保,并接受上级和社会的共同监督。2017年2月22日,南京市政府发布《关于全面推行“河长制”的实施意见》,明确了纳入河长制管理的1082个重要水体,其中外秦淮河(东山大桥以下至外秦淮河入长江口段)等作为重要河道被市级河长“认领”。针对外秦淮河存在的突出问题,河长制工作从河道资源管理与保护、水污染防治及水环境治理、水安全提升三方面开展,力求按时完成年度目标,将此创新型河湖保护管理体制建设成长效工作机制[3]。通过三年多来河长制工作的落实,秦淮外河水环境质量得到很大改观,水生态环境状态有所好转,水安全保障能力也在增强,河道管护制度逐渐健全且向精细化、现代化快速发展。

(二)工程措施

1.物理化学方法

以内秦淮河为例,其水质为劣Ⅴ类水,下游水质劣于上游水质且水体黑臭现象明显。引起水体黑臭现象的主要原因是城市生活及三产的污染物大量排入水体,从而造成BOD、氨氮、总磷含量严重超标。除此之外,内源污染释放和城市水动力不足导致的河道严重淤积,也加剧了河道黑臭现象[4]。

针对此问题,市政府采取了物理措施:(1)定期清淤。清淤主要采用人工清理配合机械运卸的施工方法。采用该措施的原因是城市段河道流速小、水动力不足,造成富含重金属污染物的底泥大量沉聚河底,且在温度升高时释放大量氮磷物质,减缓水体自然修复速度;(2)曝气充氧。强制加速向水体中传递氧气,让空气中的氧气和活性污泥、污染物充分混合,促使氧气转移到活性污泥上,保证微生物有足够的氧进行物质代谢。采取的化学方法是通过秦淮河沿线污水处理厂加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应,将水中污染物与水分离或者直接反应消除。具体化学反应包括中和、氧化、还原、分解、混凝、化学沉淀等。

2.引江换水

在江苏省水利厅和南京市政府的共同探讨研究下,于2005年7月22日成功启动引江调水工程。工程使得长江水从秦淮新河进入秦淮河,对秦准河的污水进行稀释和冲洗,最后经三汉河口闸再次流入长江,形成“长江—秦淮新河—外秦淮河—长江”的引水线路。引水线路总长约40km,引换水量约2700万m³,大约用时5~7天可将沿线水体置换一遍[5]。工程在保证流域防洪抗旱安全的前提下,在长江水位高于秦淮新河水位时,实施长江自流引水;在不满足以上条件时,利用秦淮新河抽水站抽引长江水入秦淮河,力图达到冲污与自然净化相结合的功效。

3.编制河道蓝线

河道蓝线是指河道工程的保护范围控制线,河道蓝线范围包括河道水域、沙洲、滩地、堤防、岸线等以及河道管理范围外侧因河道拓宽、整治、生态景观、绿化等目的而规划预留的河道控制保护范围。外秦淮河河道蓝线编制和河道管理范围确权划界工作已完成,已于2018年上报市政府批复。

4.加强截污系统

外秦淮河沿岸多为老城区,雨污分流、控源截污尚不彻底,仍然存在大量不明污染,大量生活污水通过雨水排口或雨水泵站直接排入外秦淮河。在目前合流制和分流制并存的状态下,应完善规范现有的截流系统,防止汛期水量较大时,污水因截流倍数不足而混入雨水进入水体,导致河道溢流污染严重的情況发生。

(三)环境措施

1.河道生态护岸

生态河道护坡的功能性体现在两个方面:首先是护坡,特别是水位变动区的水土保持,其次是生态。其具体内涵有:保证岸坡的稳定,防止水土流失;开放式的系统,与周围生态系统不断进行物质交换;整个生态系统(自然和社会生态系统)的一个子系统,与其他生态系统协同发展;可持续发展的系统,具有自我更新修复能力。河道生态护岸可以促进地表水和地下水的交换,恢复河中动植物的生长,利用动植物自身的功能净化水体,避兔人工化、机械化治理带来的负面作用[6]。

2.生物多样性工程

构建水生植物种植平台,优先选种耐污的挺水植物,利用植物的吸收和自净作用,吸收水体中的高氢、高有机物。生物多样性工程通过恢复河流的水生物多样性,以达到生态平衡、强化系统、提高自净能力的目的。

三、南京市秦淮河治理措施有效性

(一)水质方面

采取的物理化学措施中,清淤疏浚的开展取得了明显的成果:在丰水期冲淤,枯水期防淤,河道蓄水量得到提高,河段整体水流平顺,底泥污染物的释放得到防治,尤其是对武定门上游淤积情况做出了很好的应对,外秦淮河水质状况也得到明显改善,恢复了外秦淮河作为南京城主轴的功能,还原了往日的风采;经环保、水文部门监测数据显示,引江换水工程特别是在青奥会、国家公祭日等重要活动期间,为水质改善做出巨大贡献:改善了水动力条件,水体无异味,具有一定透明度,河面无漂浮物,满足景观水质要求,且大部分断面水质达到Ⅳ类水以上,增加了整个秦淮河的环境容量;生态护岸工程除了有利用动植物自身功能净化水体、改善水质、增加溶解氧的功能外,还促进了地表水和地下水的交换,滞洪补枯、调节水位,稳定河床的同时,避免了混凝土工程带来的副作用,实现了“净化-绿化-美化”三位一体的综合功能提升。秦淮河在这些措施的共同作用下,水质得到明显的改善,重新焕发出新生,成为一张南京城市景观的名片。

(二)城市环境方面

南京城依秦淮河而生,无论是贯穿金陵城提供水源的内秦淮河,还是绕城而走作为护城河的外秦淮河,千百年来秦淮河哺育和守护着这片土地。正是因为这样强大的依赖关系,科技水平、城市化等一系列人类进程会对它造成十分严重的影响,也正是这份依赖关系,南京市政府才急需采取一系列涉及全面且行之有效的措施:

首先在管理层面上,亟须摒除上层领导不作为、疏管理的风气。为了解决新时期复杂的水问题,推进水生态水环境的整体改善,就必须在河湖管理的顶层设计上取得突破,于是“河长制”应运而生。而在作为探索先锋的无锡市采用“河长制”处理太湖水环境问题初见成效后,南京市便大力推行河长制,重点关注了秦淮河水问题。

其次是工程技术层面,对于常年累积的黑臭水问题,单一的除污技术治标不治本,已经远无法满足河水净化的需求。引江换水工程因此设计开工,重点解决了秦淮河因地势平坦、河道占用等原因造成的水动力不足问题,将改善水动力和冲污净化巧妙结合。长江、秦淮新河和秦淮河三条主要河流相交且存在自然水位差;秦淮新河节制闸、秦淮新河抽水站和武定门节制闸的参与联合调度管理;工程开展以保证流域防洪抗旱安全为前提等保证了引江换水工程的可行性。

还有沿岸生态方面,河道治理需要工程,但是工程的过度化,反而会适得其反。在可持续发展战略的思想引领下,将河道环境归还自然成为了潮流。生态护岸、河道植被等设计,在起到了提高其自净和调蓄能力的同时,居民们的生活环境也得到了很大的改善,对于滨河水景观的满意度逐渐上升,环境责任意识也随之提高。

四、总结与展望

秦淮河水质问题是历朝历代问题的积累结果,虽然在多重措施的实施下,相较以往有了极大的改善,但是河流污染问题依旧存在,管理和维护方面也依然有提升的空间。就下一阶段治理方向而言,应着重分析近几年各种治理方案的利弊与成效,重新评估取舍和改进,将工程与新技术相结合,以绿色可持续发展为出发点,在城市中心实现人与水与自然的和谐,在城市经济发展的同时,发展中心城区生态文明理念,把秦淮河建设成南京最璀璨的城市名片。

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