吴晓春
(江苏省南通市水利局,226001,南通)
南通市位于江苏省东南部,东抵黄海、南濒长江,区位优势明显,经济发展迅速。随着城市高质量发展和乡村振兴战略的全面实施,城乡水利基础设施提档升级的需求越来越迫切,人民群众对水环境、水生态的需求越来越突出。南通市探索创新治水理念,以实施区域治水开启现代水网建设之路。
南通地势平坦,河网密布,水域面积778 km2,拥有一、二、三、四级河道1.7万余条,总长2.4万km,属典型的平原河网地区。区域引排便利,沿江沿海共有闸站120余座,其中大中型19座。河网水系总体格局形成于20世纪六七十年代,骨干河道基本为人工开挖河道,河形顺直,纵横交错,经过多年治理具备防洪、除涝、灌溉、航运等多种功能。
经历多年运行,南通现行水网主要存在以下问题:防洪排涝工程体系存在短板,部分涵闸工程能力不足、老化严重,水系连通还存在“最后一公里”问题,骨干河道引排通畅,但内部河网存在不通不畅、淤积阻塞等问题;河网内部水动力不足,水体流动性差,交换周期长,自净能力和环境容量不足,水环境质量不稳定;水资源利用效率不高,过境水资源利用不充分,骨干河道引江水量大部分直排江海,少量流入下级河网,缺少循环利用;部分低等级河道生态流量、生态水位得不到保障等。
近年南通市水环境治理取得显著成效,主城区100 km2范围内主要河道达到Ⅲ类水标准,实现“一江活水进城、满城清水归江”。2020年起,市委、市政府决定将主城区治水成功经验向全市域推广,组织实施全市区域治水工程,加快建设南通现代水网。
以全域河湖为整体、分区水系为单元、现有工程为基础、引排连控为手段、精准调度为核心、长效管护为支撑,通过实施区域治水,在“十四五”期间建成以沿江沿海重要闸站和骨干河道为“纲”,以各个治水片区为“目”,以控导工程为“结”,形成全域一网、城乡一体,系统完备、安全可靠,调控有序、自然活水,智慧高效、生态美丽的江海平原现代水网。
水安全方面:区域引排能力得到提升;河网水位稳定可控,调蓄能力增强;应急响应更迅速高效。到“十四五”末,流域防洪达到100年一遇标准,区域排涝达到20年一遇标准。
水环境方面:城乡水环境质量全面改善,全域消除劣Ⅴ类水体;国省考断面水质持续稳定达标,排江入海水质得到改善。
水资源方面:全市各地水源条件全面改善,生产、生活、生态“三生”用水得到有效保障;实现过境水资源充分利用、高效利用、循环利用。
水生态方面:充分满足生态流量的需求,高效保证河道生态水位。
在理顺南通市全域河网和水系布局基础上,充分发挥滨江临海的地理优势和资源禀赋,形成“六网融合”的现代水网布局:
①以长江、黄海一线挡潮堤防为基础,结合沿江沿海生态景观带建设实施堤防加固改造,形成安全坚固的防洪保障网。
②以骨干航(河)道为供水通道,自引泵提相结合,将优质长江水输送到各片区,形成源水直达的清水廊道网。
③以控导工程为配水节点,有序分水、按需配水,实现水资源优化配置和集约循环利用,形成有序流动的分区配水网。
④以“五横五纵”骨干河道为主要脉络,以跨县重要河道和县域重要河道为次级网络,以水美乡村为重要节点,多带多点、纵深推进,形成造福人民的幸福河湖网。
⑤以数字化、智能化为重点,提高智慧管控精准调度水平,实现在数字空间对水利要素的准确表达和有效控制,形成与实体工程网相对应的数字孪生网。
⑥以河长制为统领,充分发挥制度优势,积极探索河湖长效管护新模式,形成责任明确、协调有序、监管严格、保护有力的河湖管理保护网。
(1)划分治理片区
以骨干航(河)道为边界,将全市划分为9个独立大片区,大片区之间相互独立,骨干航(河)道作为供水通道,保持高水位,将引进的长江水输送到各片区。大片区内部按照河道通航需求以低等级航道划分小片区,低等级航道与片区外围骨干航道相通,保障航运功能正常发挥。
(2)构建活水格局
通过引水驱动、排水拉动,营造水势,归顺水流,激活全域水网。对于沿江沿海片区,在片区内部选择能力合适的退水通道和口门,通过口门排水保持退水通道相对低水位运行,与骨干引水河道形成高低水位落差,带动水源由引水通道进入内部河网,从河网汇入退水通道后排江入海。不具备退水通道的内部腹部片区则选择相对顺直、规模较大、条件较好的河道,新建部分地涵下穿外围高水河道,连通相邻的沿江沿海片区,由相邻片区联动退水。在各片区边界和内部适当控制水量分配,调节水位、水量、河网分流比,确保大小河道全域活水。
(3)实施系统治理
围绕控源截污、自然活水、生态修复三大举措,在片区内系统实施“1+5”工程。“1”即控源截污工程,主要包括城镇截污纳管、农村集中分散生活污水处理及农业面源治理等。“5”主要是:①沿江沿海引排工程。加固改造江海堤防、新建沿江提水泵站、改造扩建穿堤涵闸等,扩大引江能力和排江排海能力。②水系连通工程。主要是内部高低水系建筑物的维修改造,以及河道清淤疏浚、岸坡防护、坝头坝埂拆除等综合整治,畅通内部河网水系。③控导工程。在片区边界及内部按需新建小型涵闸、钢坝闸、溢流堰、简易涵闸等,提高分水配水的能力。④智慧管控精准调度工程。实施涵闸泵站自动化改造,建立远程智慧管控系统,提高水网运行效率。⑤幸福河湖工程。围绕骨干河道、城区建成区、农村居住河建成一批“清水绿岸、鱼翔浅底、宜居宜业、人水和谐”的幸福河湖,促进河湖生态复苏。工程安排上坚持“功能性”关键节点工程优先,“锦上添花”工程逐步安排,统筹推进。
(4)常态运行管护
建立健全“统一调度、分级管理、严格考核”水利工程调度管理机制。坚持防洪调度优先、生态调度常态化原则,通过原型观测试验不断完善调度方案,做到两种模式适时切换。充分发挥市、县、镇、村四级河长及广大民间河长作用,推行跨界河道联合河长制,实现“自己的河道自己管护”。
一是全域谋划。南通市水系相对独立,实施区域治水以全市域为整体进行谋划,从长江到黄海、从骨干河道到城乡内部河网全覆盖。做到全市一盘棋,解决各板块想解决而自身不能解决(如水源分配、涝水出路等)的问题。
二是统分结合。统一方案分头治理,各板块按照总体方案,充分整合项目资金,分头实施。坚持区域服从流域、局部服从全局、县级服从市级,统一调度、分块运行。
三是多级联动。工作推进上坚持市县联动、部门协同,生态环境、住建、水利、农业农村部门各项工作有机衔接、一体推进。治理空间上打破行政区划界限,打开高低水系节点,上下游、左右岸、干支流统筹推进,做到跨区联动、上下游联动、大小河联动。
四是自然活水。分为“全面活水、持续活水、按需活水、两利活水、高效活水、连片活水”六个方面。全面活水,即从“大动脉”到“毛细血管”全域河网活水;持续活水,区别于一次性换水,实现河道常态持续有序流动;两利活水,即兼顾防洪排涝安全和水环境质量改善;按需活水,即统筹水资源节约利用和河道生态水位、生态流量需求;高效活水,充分利用南通独有的江海潮汐动力,实现水资源在内部河网的高效利用;连片活水,即治一片活一片。
南通市于2021年编制完成全市区域治水总体方案及县级分方案,形成“内为一体、外接全市、科学系统”的方案体系。同时治理工作由城及乡逐步推进,主城区100 km2全面见效,55个监测断面全部达到Ⅲ类水或优于Ⅲ类水标准。全市共启动14个先行片区治理,约1 500 km2区域实现自然活水,城乡水环境质量明显改善,入江入海河道全面消除劣Ⅴ类,国省考断面优Ⅲ比例达94.5%。到2022年年底区域治水将覆盖3 000 km2。
团结河片区是区域治水面积最大的一个独立片区,试运行范围面积约700 km2,跨高低水系、跨行政区域,具有典型性、示范性。沿团结河片区外围边界通吕运河北岸、遥望港南岸、十西竖河东岸布设控导工程20余座,内部充分利用现有高低水系控制建筑物自西向东形成九吕高水区→通州中水区→通州湾江海联动示范区低水区→黄海三级水位控制。区域内部在控源截污基础上同步疏浚整治河道36条,拆除坝头坝埂57座,打通断头河并新建智慧管控系统。通过联合调度片区内37座水闸,河道实现常态化有序流动,平均流速达到0.1 m/s。
以如皋市为例。如皋市处于江苏省通南高沙土地区,区内地势较高,农村河道河底高程与外围骨干河道的常水位接近,河道生态水位和生态流量无法得到保障。为有效改善农村水生态环境质量,区域治水提出农村排水资源化利用模式。把农田既作为一个生产粮食的生产系统,又作为一个净化水质的生态系统,通过循环利用泵站抽引农村河道中的水入渠道、进农田,实现水体从河—渠—田—沟—河的循环流动,利用农作物吸收消纳农田退水、村庄排水中的氮磷等有机物。当农村河道水量不足时通过补水泵站抽引外围骨干河道进行补水。该模式符合农村特点、满足农民需求,实现了尾水氮磷的循环利用、水资源的高效集约利用、农村水体的活水长流以及农村河网对外围骨干河道的基本零排放等多个目标。目前共约100 km2小流域已建成并投入运行,根据连续跟踪监测,片区内整体水环境持续好转,基本消除劣Ⅴ类。
南通2020年提出“城市河道公园”概念,即城市河道不仅要满足防洪排涝、自然活水等功能,还应综合考虑河道人文、生态、城市空间等功能。变岸为路,变河为湖,河岸新建沿河环形游步道、滨水慢行系统等,对有条件扩大水域面积的河段进行湖泊化改造;景观改造,环境提升,沿河打造绿化景观,体现人文美学,既要移步换景,又要协调统一;近水亲水,完善设施,建设亲水平台、公共健身器材、儿童游乐场地等设施,并配备足够的照明和必要的监控设备,营造可进入、可参与、方便使用且有安全保障的共享型河道。铺港河河道公园,是南通首座集防洪排涝、生态景观、休闲娱乐于一体的河道公园,全长约为800 m,已成为市区百万居民的网红打卡地。
控导工程布设按照“大河控制、中河束水、小河不控”原则,运用套闸、钢坝闸、橡胶坝、小型涵闸、景观堰等多种形式,坚持因地制宜,创新创造。考虑区域防洪除涝、交通航运需求和河道过水能力,一般通航河道上采用通航节制闸或者套闸;在二、三级河道上可采取钢坝闸和简易控导闸间隔布置,当遭遇短时强降雨或特大暴雨,局部内河水位上涨较快超过外围骨干河道时,可打开控导工程,将涝水及时排入骨干河道,确保区域防洪排涝安全;在四级河道上考虑设置景观溢流堰。启东市采用简易钢木排架束水工程,3座投资仅30万元,工期仅10 d。通州区控导工程采用了“钢板桩+直升式闸门”结构,突破传统水闸的结构形式,无钢筋混凝土、无底板、无翼墙、无管理用房,性价比高,单座造价60万元左右,使用寿命可以达到15年,做到结构简单投资少、制作方便实施快、功能齐全效果好、智慧管控效率高,是平原河网地区低水头控制建筑物的创新。
南通市探索形成的“系统化思维、片区化治理、精准化调度、长效化管护”的“四化”治水新理念,为我国东部沿海平原地区现代水网建设积累了可复制可推广的经验。
①系统化思维。在措施上,系统实施控源截污、自然活水及生态修复三大举措,严格管控入河污染物总量,有效去除河道累积污染存量,持续提升水环境容量;在空间上,以全域为整体,改变过去“就河治河”碎片化治理方式,系统解决结构性、区域性问题。
②片区化治理。科学划区,分片治理,构建形成纲网清晰、高低分开、引排有序的全域自然活水新格局。跨区联动,打开高低水系节点,利用地势高差自然活水,打破行政区划界限,各板块团结治水,做到片区内工程建设协同推进、联合调度有序高效。
③精准化调度。坚持科技引领、数字赋能,走“一次规划、分片实施,建成一片、接入一片”的集成之路,建设“信息全面掌握、运行实时监控、调度智能优化”的智慧管控精准调度系统,建立防洪调度优先、生态调度常态化的两利调度运行机制。
④长效化管护。用好河长制这把“金钥匙”,完善分级管理制度,落实跨界河道上下游、左右岸协同共治责任,探索基层河道管护新模式,共同守护好现代水网建设成效。■