潘泾流域水环境分析及治理对策探究

李 阳

(上海勘测设计研究院有限公司，上海 200434)

1 引言

当前，人民对河流生态系统健康程度的关注度越来越高，河流生态系统的健康程度成为河流综合治理效果的“试金石”。平原河网地区流域边界模糊，河流纵横交错，水工构筑物种类繁多，水体往复流动现象显著，水环境问题突出，呈现出系统性、复杂化、差异化等特点，局部性、碎片化的治理难以从根本上扭转水环境恶化的整体形势[1]。本文以上海市宝山区潘泾流域马路河至湄浦河段为研究对象，从水环境现状出发，通过现场踏勘、影像研读与入河污染物回溯性分析，揭示流域水环境问题产生原因，提出适用于平原河网地区流域治理的对策，为平原河网地区流域污染治理和水体生态修复提供参考。

2 研究区域概况

潘泾呈南北走向，纵贯上海市宝山区中北部，为“嘉宝北片”水系“八横九纵”格局中9条纵向骨干河道之一，南连黄浦江支流蕰藻浜，北通长江。潘泾与荻泾、沙浦河、湄浦河、马路河、练祁河、顾泾、新川沙河等主要河道以及十余条镇村级河道相接，形成典型的平原河网(图1)。研究对象干流南起蕰藻浜支河荻泾，北至毛塘河，为内河Ⅳ级航道，总长约17.52 km，河口宽47.5 m，河底宽20 m，坡比1∶2.5；水体流向为由北向南，设计高水位3.90 m，常水位2.50～2.80 m，设计低水位2.00 m；本次研究潘泾流域马路河至湄浦河段，长约3.8 km，地表水Ⅳ类水质控制区；流域内河道纵横交错，研究区域内支流主要为镇村级河流，具体情况详见表1。

图1 潘泾流域区位

表1 潘泾流域河流基本情况

3 流域水环境分析

3.1 水文情势分析

研究区域内富锦路断面水体的流动性较差，滞流频率高达70.4%，流动情况下主要流向为自北向南，这与蕴藻浜两岸水闸控制有关，根据总体调度的要求，水闸开启的频率较低，致使局部南北向河道水体停滞不动；水位年内变化平稳，月平均水位在2.61～2.78 m之间浮动，年平均水位约2.68 m，年内最高水位3.19 m，最低水位2.18 m(图2、图3)。

图2 潘泾(富锦路)流向频率分布

图3 潘泾(月罗公路)水位

3.2 水质分析

研究区域内干流水质不能稳定达到地表水Ⅴ类水质标准[2]，pH值、CODMn、CODcr、BOD5、TP、挥发酚、石油类的月均值均能达到地表水Ⅴ类水质标准，但DO、NH3-N存在超标现象，主要发生在6～8月份；研究区域内各支流水质均为劣Ⅴ类，主要污染因子为NH3-N(图4)。由图5可知，研究区域涉及的干流水质顺着水流方向整体呈现出不断变差的趋势，特别是水流进入研究区域前，水质呈现明显变差情况，说明研究区域上游输入性污染对研究区域内水体水质产生显著影响。由图6可知，塘汇河、苏家沟水质较其他支流差，此外，塘汇河、苏家沟位于研究区域上游，说明研究区域内支流污染对干流的水质造成较大威胁。

图4 水质监测断面位置分布

图5 潘泾干流沿程水质变化

图6 潘泾支流水质变化趋势

3.3 污染源分析

根据现场踏勘情况、结合搜集掌握的资料和与之相关的研究成果[3，4]，初步判断研究区域内入河污染物主要来源于工业点源、农村生活、堆场、船舶和面源。研究区域内工业点源污染主要来自10家不具备纳管条件的企业，这些企业暂时采用构建污水储存池，定期抽运的方式，将污水外运至污水处理厂处理，可能存在溢流或偷排的污水进入水体现象；农村生活污染主要集中于罗店镇王家村，该村生活污水处理设施建于2008～2010年，基本实现全村覆盖，所用工艺主要为A2/O、接触氧化以及人工湿地，部分生活污水处理设施不能正常运行或运行效果不理想，此外，该村常住人口相较于2009年出现大幅增长，平均增长率为213%，污水处理设施的设计规模已不能满足实际污水处理需求；堆场污染[5]来自研究区域内6座码头，这些码头附近散布着大小不等的堆场，面积约19.11 hm2，约占工业用地的12%；船舶污染来自船只航行过程中排放的含油废水(包括油轮压舱水，洗舱水及船舶舱底污水)和船员生活污水[6，7]；利用罗店镇航拍等影像图，对研究区域内的土地利用类型进行统计，结合平原河网地区面源污染研究成果[8，9]，研究区域内工业用地占比最大，其产生的面源污染占比亦最大，道路产生的面源污染次之，公建用地占比最小，面源污染占比亦最小(图7)。

图7 农村生活污水处理设施分布

以道路为界对研究范围进行分区，根据污染源分布情况，在分析污染物入河路径的基础上,运用污染物入河量计算方法[10]，研究区域内污染物入河总量为：CODCr567.27 t/年、NH3-N 22.95 t/年、TP 6.41 t/年。从不同指标分析，CODCr指标方面，面源和工业点源污染的贡献量较大，均占40%左右，船舶污染占比最小，约1%左右；NH3-N指标方面，农村生活污染的贡献量最大，占45%，其次是工业点源污染，占28%，船舶污染占比最小，占3%；总磷指标方面，农村生活污染的贡献量最大，占38%，其次是城镇面源污染，占34%船舶污染占比最小，占3%(表2)。

表2 研究区域各污染源入河量统计

4 流域治理对策

根据研究区域水文、水质呈现的特点，结合污染源调查分析结果，以改善研究区域水环境质量并保障生态安全为目标，从提高农村生活污染处理率和点源污染纳管率、堆场及船舶污染协同治理、河流生态综合治理等方面着手，制定针对性的治理对策并配套发展循环经济加快经济结构转型和强化污染物排放管控等管理性措施，做到标本兼治，明显改善研究区域水质，基本恢复研究区域水生态系统功能，为水资源的开发利用提供基础条件。

4.1 加快农村生活污水处理设施改造及城镇管网系统建设

对罗店镇王家村的宗南宅、田堵宅、宗北宅和王北宅农村生活污水处理设施实施提标改造，使其出水达到上海市《污水综合排放标准》(DB31/199-2018)中二级排放标准要求；对王家村田堵宅和王北宅等12座农村生活污水处理设施进行扩建改造，使其处理能力与服务人口规模相匹配。新建锦南路污水二级管网1.1 km，管径DN300～400，管网接入杨南路二级管网从而实现研究区域内干管全覆盖；新建配套三级管网1.2 km，管径DN300，将研究区域内排污企业全部纳管(图8)。

表3 研究区域内农村生活污水设施治理措施

4.2 堆场及船舶污染协同治理

参照海绵城市建设技术标准[11]，对码头附近堆场产生的面源污染采取雨水滞留设施与雨水收集和排放系统相结合的方式减轻降雨径流对研究区域水体的污染。新建雨水收集系统8.2 km、初期雨水调蓄池5000 m3和雨水排放系统1.8 km；参照《上海港船舶污染防治办法》，结合相关研究成果[12]，通过与上海市宝山区建交委等职能部门协调，在研究区域干流沿线码头设置污染物接收设施，待船舶停靠码头时，将其航行过程中产生的生产生活废水及垃圾等污染物统一导入污染物接收设施，每座码头均设置一座污染物接收设施。

4.3 河流生态综合治理

以河道蓝线范围为整治核心，根据河道实际存在的问题，提出针对性较强的对策及措施，梳理出重点建设工程，以完成任务和目标。加快研究区域内塘汇河、东长浜、周家新宅沟、东张茜泾、苏家沟、王南宅沟和潘泾等河流的生态环境治理工作，以生态学、生物学和环境科学原理为指导，在控源截污的基础上，清除内源释放，建设生态型护岸和陆域缓冲带，恢复水生动植物群落系统，建立健康的河流生态系统。研究区域内新建截污管网7.14 km，建设生态护岸20.78 km，建设陆域缓冲带41340 m2，构建河流生态系统106470 m2，疏浚底泥62040 m3，设置水体循环设备13套(图8)。

图8 河流生态综合治理技术路线

4.4 发展循环经济加快经济结构转型

在研究区域内建立水资源、水环境承载能力监测评价体系，实行承载能力监测预警，对于超过承载能力的区域实施水污染物削减方案。加快产业发展规划和产业结构调整，严格控制高耗水、高污染行业发展，新建、改建、扩建重点行业建设项目实行主要污染物排放减量置换，将污染物的末端治理转为生产全过程的污染预防，从源头上控制污染物的产生量，最终减少污染物的排放量。积极保护生态空间，严格水域岸线用途管制，土地开发利用应按照有关法律法规和技术标准要求[13,14]，留足河道的管理和保护范围，非法挤占的应限期退出。

4.5 强化污染物排放控制与监管

截污纳管是改善研究区域内水环境的根本保障，加快污水收集管网的建设，提高污水收集率，基本实现研究区域内工业污水全部纳管。加强盲点时间对抽运废水的执法监察力度，将盲点时间的监管由运动化转为常态化，从而杜绝污水的偷排漏排现象；加强面源污染治理方面的研究，落实海绵城市建设管控指标及生态高效循环标准农田建设，有效降低地表径流携带污染物进入水体，从而真正减轻面源污染；农村生活污水处理设施的运行维护是确保农村生活污水减排的关键，农村污水处理设施建成后，维护管理单位应切实加强维护管理，确保设施正常有效运行。当农村生活污水处理设施处理效果不能满足排放标准或超负荷运行时，应及时对设施进行升级改造，以保证农村生活污水达标排放(图8)。

5 结论

本研究通过对潘泾流域水环境现状和入河污染物回溯性分析，进行了流域水环境综合治理对策探究，结果如下。

(1)受区域水闸调度影响，研究区域内水体流动性较差，滞流频率高，流动情况下主要流向为自北向南。

(2)上游输入性污染对研究区域内水体水质产生显著影响，农村生活污染为研究区域内主要入河污染源，支流污染对干流的水质造成较大威胁。

(3)根据研究区域水环境呈现的特点，从提高农村生活污染处理率和点源污染纳管率、堆场及船舶污染协同治理、河流生态综合治理等方面着手，制定针对性工程性治理措施并配套相应的管理性措施，基本恢复研究区域水生态系统功能。