玉坎河系生态引水河道生态修复初探

项长友，吴遵义，陈崇光，叶云辉，董西征，沈贤永

(1.浙江省玉环市环境保护局，浙江 玉环 317600;2.玉环市环境监测站，浙江 玉环 317600)

1 引言

玉坎河水系位于玉环市中心城区，划分为两个水功能区，其一是玉坎河玉环饮用水源保护区——玉潭水库，为玉环县提供水源，近年水质均为Ⅱ类，满足相应水环境功能区Ⅱ类目标水质要求；其二是玉坎河玉环工业农业用水区，起始于玉坎公路口，终止于入海口，近几年水质为劣V类，不能满足工业、农业用水区Ⅲ类功能区水质标准，玉坎河玉环工业农业用水区(以下简称“玉坎河水系”)为本次研究范围。玉坎河水系污染原因较为复杂。玉坎河上游城区段部分完成了截污纳管，入河污染物主要为生活污水，而下斗门橡胶坝以下区域手工作坊、小工厂以及临时建筑较多，人口密集，加之截污纳管工程还未完全实施，工业废水、生活污水直排入河，水体污染严重，水体呈现各种颜色，多处黑臭。

为治理玉坎河系已受污染的水质，环保各单位协同努力，充分研讨全国各大城市先进经验，诸如安徽巢湖生态引水、杭州和无锡引水入城、辽宁大伙房水库引水工程、北京密云南水北调工程等，决定采用生态引水进行玉坎河水系的生态修复和污染治理[1～4]。北京密云南水北调工程，通过引水渠绿色廊道，保障北京市水源生态安全并为构筑北京市完善的生态格局起到重要的支撑作用[5]。通过研究发现，引水进入城市河网可快速提升河道水质，但也会导致泥沙淤积等问题；城市河网不仅河道众多，还有水闸等水工建筑物，使得水沙输移问题变得更为复杂[6]。为了使泥沙尽量少淤积于玉坎河河道，应在生态引水过程中定期清淤。对于不易清淤的部分河道支流，需优化河网水闸的调度。玉坎河水系生态引水工程，是以维护生态平衡与环境保护为目标建设水利工程，建成了集水利、生态、景观于一体的生态水利工程；采用污水厂中水回用与天然水体(漩门湾二期)引水相结合补给主城区玉坎河系；采取包括河道底泥疏浚、控源截污、中水回用、引水补水、人工生态浮岛、人工复氧、堤岸绿化等一系列工程措施全面控制城市河道黑臭现象；新技术的应用，浮船式取水能控制取水深度，保证取水水质；应用无人驾驶的自动采样监测船对取水水源(漩门湾二期)进行监测，提升监测系统覆盖面。通过大尺度大规模的生态引水实际应用，在实践中摸索出生态引水技术与其他生态、工程措施相结合的有效治理模式，为该模式成功应用到其它河道整治项目中做出积极探索。

2 玉坎河系生态引水方案

根据《玉环县玉坎河系生态引水方案》(2014)：玉环县玉坎河系生态补水措施包括调水引流、污染源削减治理、生态修复、橡胶坝改造监测体系建设等几项工程，报告主要关注引水方案中的调水引流工程的引水水源水质、水量、调度运行等内容。

本次调水引流方案推荐从漩门二期库尾取水，经地埋式前池潜水泵加压后沿公路通过管道引水至玉坎河上游配水点，其初始水质情况见表1。同时引石门坎水库生态水量至玉坎河右岸主要支流的方案，现状中水回用保留。

2.1 引配水水源水质情况

表1 漩门二期水库、玉坎河系代表点位初始水质情况

虽然漩门二期水库水质处于Ⅲ～Ⅳ类之间，但漩门二期水库水质检测的总磷、氨氮、总氮、高锰酸盐指数等指标明显好于玉坎河系；而溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量等指标玉坎河系对应指标较为接近，但漩门二期水库水质总体指标优于玉坎河系，引水后能较好地改善玉环河系。因此，选用总磷、氨氮、高锰酸盐指数3个污染因子变化情况作为评价玉坎河系生态引水效果的依据(表1)。

2.2 引配水水源情况

漩门二期蓄淡围垦工程位于乐清湾顶东北段，北、东、南三面为低山残丘区，西临乐清湾，工程围区集雨面积166.2 km2，坝址以上流域多年平均降水量为1430 mm；水库围垦总面积5.6万亩，蓄淡库区2.4万亩，总库容8312万m3，正常库容6410万m3，多年平均调节水量5931万m3。其容积是玉环县现有全县大小山塘、水库和河网容积2.4倍。

石门坎水库(正常库容102万m3)是玉环县的供水水库，现状水质为Ⅳ类，达不到饮用水供水标准，近期已不适合作为饮用水源，且长潭水库引水工程(6万t/d)实施后玉环县优质用水水量得以补充，可将石门坎水库近期作为玉坎河系生态供水水源。

另外，目前已有一根中水管道从玉环县污水处理厂沿玉坎河附近公路引水至玉坎河上游，补充玉坎河干流生态用水，布置了两个中水冲污出水口，中水回用冲污水量为2万t/d，中水回用水质见表2，其中中水回用水氨氮达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类标准，总磷达到(GB3838-2002)Ⅲ类标准，优于玉坎河系的氨氮、总磷指标，中水回用能提升玉坎河的水质水量。

表2 中水回用水质情况(2016.7)

综上，为了实施玉坎河系水环境整治方案，玉坎河首部必须有足够的来水量补给。根据《玉环县玉坎河系生态引水方案》(2014)：玉环污水处理厂中水利用提供2.0万m3/d的水量，且目前已建成使用；石门坎水库作为玉坎河生态用水水源，可提供0.6万m3/d的水量；不足水量需从漩门二期引水6.2万m3/d。目前实际引水工程中：玉环污水处理厂中水利用提供2.0万m3/d的水量，从漩门二期引水7万m3/d，尚未从石门坎水库引水。

3 玉坎河系引水水质监测

3.1 取样断面布设

取样断面布设在自玉环湖取水口到解放北闸入海流向和解放南闸入海流向的主流和支流汇入处。本次研究断面共16个(1#～16#)，其中1#玉环湖取水口。玉坎河系监测断面分布见表3，具体位置见图1。

表3 玉坎河系监测断面分布

3.2 监测时间及生态引水调度说明

取样时间考虑采集生态引水前的水质背景数据，生态引水来源、引水流量、配水口发生变化的时间节点需要取样，因清淤等工程导致部分截流引起水文情势发生变化时需要采样，施工期扰动底泥污染水体时需要采样，强暴雨导致面源污染物进入水体、水位高涨时需要采样。此次玉坎河系生态引水监测线路共分六路：①5#，②7#，③8#，④11#、12#，⑤13#、14#，⑥10#、15#、16#。取样时间2016年5月26日至8月16日，玉坎河系生态引水取样时间及调度情况具体见表3。

3.3 监测项目和监测频次

对玉坎河系进行监测，1#～16#地表水质监测项目：高锰酸盐指数、总磷、氨氮。取样当日采样1次。

3.4 监测结果分析

监测分析方法按国家有关标准和原国家环保总局颁布的《水和废水监测分析方法》中有关规定执行；质量保证措施按《浙江省环境监测质量保证技术规定》执行，具体分析方法见表4。

表4 监测分析方法

3.5 监测结果与分析

3.5.1 玉坎河水系监测点水质随时间变化

玉坎河水系不同监测点位水质随时间变化的影响具体见图2。根据图2可知如下。

(1)1#玉环湖取水口水质稳定，高锰酸盐指数、氨氮、总磷水质监测期间均达四类水质标准，即生态引水水源水质符合调水要求；取水后由2#补水出水口引入玉坎河，根据监测数据可知，2#补水出水口6月29日、7月13日高锰酸盐指数可达Ⅳ类，但氨氮、总磷均为劣V类；3#、4#监测点在5月26日至6月高锰酸盐指数、氨氮、总磷有明显上升趋势。

(2)玉坎河系生态引水六路监测线路变化情况如下：①泰安河5#监测点除7月19日总磷指标异常外，其余时间段均有明显规律，河流水质各污染因子在生态引水后均有下降趋势；②石井河7#监测点经生态引水水质有一定改善，在时间上有延迟；③三合潭河8#监测点经生态引水水质有一定改善，在时间上有延迟；④山脚下河11#、12#监测点经生态引水水质有一定改善；⑤天开河13#、14#监测点经生态引水水质有一定改善；⑥10#、15#、16#监测点经生态引水水质有一定改善。综上，玉坎河水系各监测点因生态引水水质有一定改善，不同监测点位水质随时间变化各不相同。

3.5.2 玉坎河均值对比图

因前期取样点位在变动，选取2016年6月份以后的数据，主要对引水时均值和未引水时均值进行分析对比。均值反映了数据的集中趋势。

图2玉坎河水系不同监测点位水质随时间变化的影响(虚线框内为引水期)

图3显示了所有点位污染物的均值情况，图4、图5分别显示了解放北闸(非支流)、解放南闸入海流向(非支流)各点位污染物的均值情况。采样时天开河上游多数时段处于截流施工状态，13#天开河、14#礁头闸自动站断面受引水影响相对较小。均值对比分析结果如下。

(1)由图4、图5可以看出，引水时玉坎河干流(从2#补水出水口到9#城南)氨氮、总磷都呈稳定递增趋势，且均值均小于未引水时数据，说明引水工程在2#补水出水口到9#城南能起到稀释污染物、提升水质的效果。未引水时，可看出3#东城桥、11#山脚下河上游、12#山脚下河下游断面污染严重。

(2)由图4、图5可以看出，引水时和未引水时高锰酸盐、氨氮、总磷在13#天开河断面的数值无一致趋势，主要原因是天开河上游处于截流施工状态，13#天开河断面基本不受引水影响。而下游14#礁头闸自动站引水时比未引水时的氨氮、总磷略有上升，高锰酸盐指数有所下降，可见引水工程对14#礁头闸自动站水质无明显有利影响，且受到底泥疏浚工程、上游截流工程、间歇排污等影响，出现引水时比未引水时的氨氮、总磷略有上升的反常现象。引水工程对15#城坎河交通桥、16#解放南闸基本无影响。

(3)由图4、图5可以看出，引水时和未引水时高锰酸盐指数在各监测断面数值均相近，引水时比未引水时的高锰酸盐指数略有下降，主要原因是玉环湖取水口的源水中与玉坎河水中的高锰酸盐指数较为接近。

图3玉坎河系各监测断面污染因子均值变化情况

图4 玉坎河系解放北闸入海流向(非支流)各监测断面污染因子均值变化情况

(4)由图4、图5可以看出，引水时和未引水时高锰酸盐指数在各监测断面水质指标呈较为平稳的状态，可认为自补水出水口到玉坎河系(不含其余支流)入海流向河段对高锰酸盐指数有一定的自净能力，在引水时汇入河流的污染负荷尚未超出河流的自净能力。

(5)由图3可以看出，引水时支流汇入的河水氨氮、总磷浓度要高于入海干流的河水。引水时入海干流的总磷、氨氮从6#城河桥到9#城南断面附近污染物浓度增幅变大。与支流石井河、三合潭河超标河水的汇入有直接关系。13#天开河与14#礁头闸自动站断面污染物浓度增幅变大，也与支流山脚下河、下斗门河的汇入有直接关系。

4 结论

玉坎河生态引水是一项环境综合治理工程，具有改善玉坎河水质、重建玉坎河生命通道、修复水生态的作用。玉坎河系各监测点随生态引水水质有一定改善，玉坎河引水工程对水质改善效果在空间上有所不同，距补水出水口越近，效果越明显。本次研究为生态引水引起的水质随时间变化情况初探，结果未达到消除劣V类水体的目标，可能原因有：生态引水量不足；河水流速慢，河流的自净能力较差；当地部分企业的生产废水和生活污水只经简单处理或管路漏排排入河道；清淤不完全、截污管道铺设不彻底；管网收集不完善，部分管路渗漏，导致污水流入水体。

玉坎河系为城市重污染河流，它经历了先污染后治理的艰难历程，受新老污染因素的影响和现有经济条件的限制，河流水质的进一步改善和水生态环境的修复还要经历较长时间的不断努力。河道治污是一项复杂的工程：①要通过清淤、截污控制城市排污；②要加大生态引水力度；③要加强生态河道建设，提升河流的自净能力；④要加强企业和居民素质培养。通过建立完善的水资源调控利用体系、污染控制体系、生态河道建设体系和水环境安全与管理体系等，从而实现城市重污染河流的生态修复与建设，促进生态环境的可持续改善。

图5 玉坎河系解放南闸入海流向(非支流)各监测断面污染因子均值变化情况