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苏州河调水试验
时间:04-08-25

一、立项背景

为了验证综合调水对改善苏州河水质的效果,在市苏办的协调下,1998年由原市水利局进行了两次调水试验。

第一次调水试验于1998年4月27日至5月1日采用“西引东排”方案进行,共8个潮流期。主要措施一是利用吴淞路桥闸涨潮时关闸挡水,落潮时开闸排水,变双向流为单向流,增大苏州河的下泄流量;二是调度运行桃浦河北闸和东茭泾北闸,在蕴藻浜落潮时最大限度地排水;三是关闭苏州河、桃浦河、东茭泾沿线泵、闸;四是实施水文、水质监测。监测结果表明,苏州河中下游河段水质改善明显,调水结束时,全河水色为青黄色,基本消除黑臭。

1998年10月21日至25日,开展了第二次调水试验。试验期间苏州河的支流水闸全部敞开向苏州河排水,单纯利用吴淞路桥闸的启闭“西引东排”。通过8个潮流期的调水试验,水文、水质同步监测的结果表明,苏州河中下游河段水质改善不明显,调水结束时,北新泾以下河段水体呈灰色,没有达到基本消除黑臭的目的。

这两次调水试验,由于每次只持续4天,尚未找到苏州河消除黑臭的平衡点和合理的闸门调度方案,但从中看到了消除黑臭的希望,增强了整治的信心。

根据市领导的指示精神以及专家的建议,为了论证苏州河环境综合整治一期工程中综合调水工程的功能,以及河口泵站和其它泵站建设的必要性,根据苏州河水系感潮的特点,寻找利用闸门群调度达到增加流量、提高流速、修复水质的方案,在市苏办的组织协调下,1999年5月26日开始了较长时间的苏州河第三次调水试验。试验分个两阶段进行:第一阶段从5月26日至6月23日,持续进行了29天;第二阶段从7月28日至8月28日,历时32天。

二、苏州河第三次调水试验方案

(一)闸门调度方案

第一阶段:只启闭吴淞路桥闸,涨潮关闸,落潮开闸,两岸主要支流水闸完全敞开。

第二阶段:8月15日以前按第一阶段方案启闭闸门,8月15日以后闸门按如下方案调度:

1.吴淞路桥闸:涨潮关闸,落潮开闸,每天两潮。

2.新槎浦、华漕港、北横沥、封浜、纪王港、盐铁塘闸敞开。

3.除盐铁塘外,赵屯-黄渡之间两岸各支流水闸关闭。

4.彭越浦闸、新泾港闸:干流水位高于支流时,开闸引水;否则关闸。

5.桃浦水闸、东茭泾水闸:8月10日中午起,每天两次落潮排水,涨潮关闸。

6.蕴东水闸:8月20日以前关闸(防汛排涝除外);8月21日~22日白天落潮三孔排水;8月23日开始,每天两次涨潮挡水,落潮开一孔排水。

(二)监测方案

1.苏州河干支流水文监测

干流设4个流量监测断面,分别为赵屯、黄渡、北新泾、浙江路桥。支流河口处设流量监测断面,每天连续监测。

2.苏州河干支流水质监测

苏州河干流共布设8个监测断面,即赵屯、黄渡、华漕、北新泾、古北路桥、武宁路桥、浙江路桥、外白渡桥。赵屯每两潮采样三次;黄渡、华漕、北新泾、古北路桥、武宁路桥、外白渡桥每潮采样两次,时间为开闸前和关闸前半小时;浙江路桥每2小时采样一次。支流河口处设水质监测断面,每两潮采样三次。

主要水质监测指标:水温、CODCr、BOD5、NH3-N、DO、SS。

3.泵站及污染源监测

对直接向苏州河排污的泵站、污水处理厂及污染源,进行相关的排水量和水质调查。取开泵后15分钟和停泵时的混合样,分析指标为CODCr、BOD5、NH3-N、SS。

4.黄浦江水质监测

黄浦江闵行以下河段各水厂,每日分析一次水质常规指标,监测调水对黄浦江水质的影响,各水厂采样时间根据潮汐规律确定。

三、苏州河第三次调水试验研究成果

(一)苏州河干流水量增加

经过调水,黄渡断面的平均流量由调水前的8.7 m3/s增加到15.25 m3/s,增加将近1倍。浙江路桥断面的平均流量由调水前的12.2 m3/s增加到39.54 m3/s,增加约2倍。

(二)苏州河干流水质得到改善

经过调水,北新泾、武宁路桥、浙江路桥断面CODCr明显改善,与本底相比,武宁路桥断面CODCr降低了20mg/L,浙江路桥断面CODCr降低了近30mg/L。与往年同期比,武宁路桥断面CODCr降低了50mg/L,浙江路断面CODCr降低了30~50mg/L,说明在正常水情、天气状况下,通过河口闸门运行,将苏州河由双向流变为单向流,对中下游(尤其是北新泾到武宁路桥河段)水质改善效果比较明显。

(三)找到了苏州河干流水质稳定状态的平衡点

根据第一阶段调水试验水质监测数据分析可知,6月3日~6月6日,苏州河市区段武宁路桥和浙江路桥断面的水质4天内NH3-N日均值波动小于6%,CODCr日均值波动小于20%,BOD5日均值波动小于10%,均小于实验室内的允许误差,故可以认为该时段内水质均达到苏州河干流由西向东单向流动时的水质稳定状态平衡点,代表了正常天气、水文情况时,支流闸门敞开,苏州河由西向东单向流动时,干流可以达到的水质。水质稳定期间,浙江路桥断面的CODCr、BOD5、NH3-N、DO指标值分别约为30~36mg/L,8~12mg/L,9.8~8.9mg/L,0.41~0.65mg/L,武宁路桥断面的CODCr、BOD5、NH3-N、DO指标值分别约为27~32mg/L,9.6~12mg/L,9.1~9.9mg/L,0.56~0.72mg/L。

第二阶段调水试验探讨了北排对消除苏州河干流黑臭的作用,证实北排是消除苏州河干流黑臭的主要途径之一。经过调度彭越浦、东茭泾、桃浦河闸门,同时保持新泾港以上闸门敞开,苏州河干流水质改善达到稳定状态的平衡点为:CODCr 31~35mg/L,BOD5 8~9mg/L,NH3-N 4~5mg/L。

(四)感观上苏州河干流水体基本消除黑臭

通过第一阶段调水试验,华漕-北新泾干流水体感观改善明显,与黄浦江水体接近。在单向流动情况下,支流排出的黑水向下游移动,污水推移扩散所到之处,水体仍有黑臭,但比调水前有所减缓;不受污水团影响的水体呈青灰或青黄色,比调水前有明显好转。

进入第二阶段,苏州河市区段支流闸门在苏州河水位高于支流水位时开闸引水,反之关闸,苏州河干支流交汇处的色差消失,干流的感观主要受泵站溢流影响。

(五)摸索到水体不黑臭的指标范围

第一阶段调水试验期间,苏州河北新泾以上水体基本消除黑臭。根据对不黑臭水体进行的指标测定,其变化范围为:CODCr 30~35mg/L、BOD5 10~15mg/L、NH3-N 6~7mg/L、DO 0.7~1mg/L。因此,可以认为水质指标达到以上变化范围时,水体基本不黑臭。

(六)苏州河支流水质有所改善

支流闸门敞开后,水体开始流动,经过5~6潮排泄,苏州河支流水质也得到一定程度的改善。新泾港以上支流水体感观有较大改善,新槎浦水体黑臭明显缓解,支流与干流交汇处几乎没有色差。

(七)掌握了主要支流排入苏州河干流的污染负荷

经过调水,积存在支流中的污水排入苏州河干流,支流CODCr、BOD5、NH3-N的污染负荷总体呈下降趋势,盐铁塘、纪王港、封浜、北横沥、华漕港、新槎浦、新泾港、木渎港、彭越浦等9条支流排放的日平均污染负荷CODCr为140.22t,BOD5为40.47t,NH3-N 为20.32t,分别占浙江路桥日平均通量的91.91%、88.65%、69.05%。

(八)摸清了泵站排污的冲击负荷对苏州河水质的影响

由沿线泵站排污量及降雨前后干流水质平均指标分析可知,合流污水泵站增大了河水的污染负荷,使干流中下游水质明显下降。受泵站排污的影响,干流市区断面CODCr浓度明显升高,如暴雨后武宁路桥断面CODCr浓度升高了24.4mg/L。

(九)研究了调水对黄浦江水质的影响

苏州河调水试验期间,黄浦江沿线吴淞水厂、闸北水厂、杨树浦水厂、南市水厂、闵行水厂的水质监测数据可以反映出,调水试验对黄浦江沿线水厂的水质影响较小。

(十)找到了基本消除苏州河水体黑臭的途径

基本消除苏州河水体黑臭的途径主要有两条,一是控制支流污染物排放,二是控制泵站污水放江次数和总量。

试验发现苏州河自北新泾以下断面要受新泾港、木渎港、彭越浦排出污水影响,要抓紧这三条支流的污染治理。

研究发现合流泵站排污对苏州河干流形成冲击性污染负荷,导致河道水质立刻恶化,出现黑臭现象,要通过一定的工程措施,加强管理,尽量减少泵站排入苏州河的污染负荷。

四、鉴定意见

市建委于1999年10月19日组织有关专家对“苏州河第三次调水试验”进行了鉴定。专家组听取了技术小组的成果汇报,并仔细审阅了调水试验研究报告,经过认真的讨论,一致认为:

1.苏州河第三次调水试验研究内容丰富,研究方法科学、合理,技术路线正确。提供的技术鉴定资料完整,数据可信,符合鉴定条件。

2.第三次调水试验分两个阶段进行。通过第一阶段调水试验,找到了苏州河在两岸支流完全敞开,只启闭吴淞路桥闸的情况下,干流水质改善达到的稳定状态平衡点:

CODCr=30-36 mg/L, BOD5=8-12 mg/L, NH3-N=8.9-9.8 mg/L

第二阶段调水试验探讨了苏州河、蕴藻浜现有水闸联合调度对消除苏州河干流、支流及蕴藻浜闸下段黑臭的作用。经过调度彭越浦、东茭泾、桃浦河闸门,新泾港闸门关闭,新泾港以上闸门敞开,苏州河干流水质改善达到稳定状态的平衡点为:

CODCr=31-35 mg/L, BOD5=8-9 mg/L, NH3-N=4-5 mg/L

3.通过苏州河第三次调水试验,获取了大量的监测资料,找到了改善苏州河干流、支流及蕴藻浜闸下段水质的途径,为进一步论证和完善苏州河环境综合整治一期工程提供了科学依据,可使工程投资合理化。找到了2000年底基本消除苏州河水体黑臭的主要途径。具有重大的社会效益。

4.苏州河第三次调水试验规模大,历时长,这样大规模长时间的现场实验研究在国内外均属首次,所取得的成果具有国际先进水平。专家一致同意通过鉴定。

5.建议充分利用这次调水试验获得的资料,完善苏州河水系水动力和水质模型,为工程决策提供科学依据。

五、应用情况

通过苏州河第三次调水试验,找到了改善苏州河干流、支流、蕴藻浜闸下段水质的途径,为进一步论证和完善苏州河环境综合整治一期工程提供了科学依据。第三次调水试验确定的闸门群调度方案应用于苏州河综合调水工程,成为2000年底基本消除苏州河干流黑臭的重要辅助手段。

 

(上海市苏州河环境综合整治领导小组办公室)