甘月云,季海萍,王凱燕
(水利部太湖流域管理局水文局信息中心,200434,上海)
太浦河西起江蘇省蘇州市吳江區(qū)廟港鎮(zhèn)太湖東岸,通過太浦閘與太湖相連,東至上海市青浦區(qū)金澤鎮(zhèn)池家港村入上海市境內,在練塘鎮(zhèn)南大港處與黃浦江上游斜塘相接,全長57.6 km。太浦河兩岸包括兩區(qū)(吳江、青浦)一縣(嘉善)的15個鄉(xiāng)鎮(zhèn),沿線分布有江蘇省蘇州市吳江區(qū)水源地、上海市金澤水庫水源地和浙江省嘉興市嘉善—平湖水源地。太浦河既是流域主要泄洪通道,也是流域向蘇州、上海、嘉興等下游地區(qū)供水的骨干河道。隨著區(qū)域經(jīng)濟社會快速發(fā)展和群眾對清潔水源的要求不斷提高,以及地區(qū)供水結構調整,太浦河的戰(zhàn)略地位和作用更加凸顯。
近年,太浦河沿線地區(qū)集聚了眾多紡織、印染企業(yè),大量含銻的工業(yè)廢水(銻為紡織、印染企業(yè)的特征污染物)經(jīng)處理后排放進入當?shù)睾泳W(wǎng),并隨雨水進入太浦河,導致太浦河多次發(fā)生銻濃度異常事件,威脅流域城鄉(xiāng)供水安全。
銻是一種有毒重金屬,對人體具有積累毒性和致癌性。我國生活飲用水和水源地銻的標準限值是5 μg/L,而太浦河兩岸地區(qū)工業(yè)廢水排入河道的銻濃度限值能達到50 μg/L。根據(jù)研究成果,當太浦河南岸杭嘉湖區(qū)兩日累計降雨量達到50 mm及以上,并且預計太浦閘可能出現(xiàn)倒流關閘時,太浦河干流極易發(fā)生銻濃度異常事件,因此該研究成果被引入太浦河水質預警聯(lián)動方案中。
2015年11月,水利部太湖流域管理局牽頭建立太浦河水資源保護省際協(xié)作機制 (以下簡稱 “協(xié)作機制”),在太浦河水質監(jiān)測預警、水污染事件應急聯(lián)動、水源地供水安全保障及水資源保護規(guī)劃編制等方面發(fā)揮了積極作用。
2017年11月,太湖局會同江蘇省、浙江省、上海市制定了《太浦河水質預警聯(lián)動方案》,規(guī)定當太浦河干流任一監(jiān)測斷面或水源地取水口銻濃度超過4 μg/L或其他重要指標發(fā)生異常,由發(fā)現(xiàn)該情況的成員單位發(fā)布預警提示;預報杭嘉湖區(qū)連續(xù)兩日降雨累計達50 mm及以上或太浦閘較長時間關閉時,由太湖局發(fā)布預警提示。當太浦河干流預警監(jiān)測斷面水質數(shù)據(jù)超過飲用水水源標準值,或銻濃度超過4 μg/L且24 h內呈上升趨勢時,由發(fā)現(xiàn)該情況的成員單位發(fā)布預警信息;當杭嘉湖區(qū)連續(xù)兩日降雨累計達50 mm及以上,可能出現(xiàn)太浦河周邊河網(wǎng)水大量進入太浦河導致銻濃度上升時,由太湖局發(fā)布預警信息。預警發(fā)布后,各成員單位需加密監(jiān)測頻次,并視情況增設監(jiān)測斷面;江蘇蘇州吳江、浙江嘉興嘉善等地政府視情況對印染企業(yè)采取限產(chǎn)、停產(chǎn)等措施;太湖局開展水資源應急調度,在滿足防汛要求前提下,實施太浦河閘泵聯(lián)合調度,加大太浦河下泄流量,增加清水供應。當太浦河干流預警監(jiān)測斷面銻濃度回落到4 μg/L及以下,且太浦閘穩(wěn)定開啟時,停止水質預警。
以2018年6月下旬太浦河銻濃度異常預防為例。2018年6月19日太湖流域入梅,19—20日杭嘉湖區(qū)兩日累計降雨量38.4 mm,受降雨影響太浦閘于6月20日15時15分關閘。根據(jù)太湖局水文局預報,太浦閘在短時間內不具備開閘條件,對照《太浦河水質預警聯(lián)動方案》,太浦河已達到水質預警提示條件。為此,太湖局向協(xié)作機制成員單位發(fā)布太浦河可能發(fā)生銻濃度異常的預警提示,同時為確保梅雨期防汛和供水安全,經(jīng)會商決定,由太湖局防汛辦溝通兩省一市相關部門后,于20日20時起開啟太浦河泵站1臺機組 (50 m3/s)供排水。6月21日太浦閘仍無法保證穩(wěn)定供排水,而且預報杭嘉湖區(qū)未來24 h有大到暴雨,為預防太浦河銻濃度超標、保持太浦河清水流量,經(jīng)太湖局會商研究決定,維持太浦河泵站1臺機組供排水。
6月22日,杭嘉湖區(qū)單日降雨量達到62.6 mm,按照《太浦河水質預警聯(lián)動方案》要求,太湖局于6月23日向協(xié)作機制成員單位發(fā)布預警信息,要求各成員單位加強太浦河區(qū)域污染防控,密切關注區(qū)域降雨、太浦河及下游水源地水質情況,全力保障供水安全;同時太浦河泵站繼續(xù)維持1臺機組向下游供排水。由于入梅以來連續(xù)降雨,導致太浦閘下游平望站水位較高,太浦閘無法開啟向下游供排水。為此,太湖局主動靠前服務,6月25日向上海市有關單位了解用水需求,當日上海市水務局致函太湖局,商請加大東太湖下泄流量。同時,太湖局監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示當日太浦河干流蘆墟大橋和金澤斷面銻濃度有所升高,分別達到 4.2 μg/L 和 3.9 μg/L。 經(jīng)會商研究,決定于當日19時加開1臺泵站機組,按2臺泵站100 m3/s流量向下游增供清水。
6月26日,各成員單位監(jiān)測數(shù)據(jù)均顯示太浦河銻濃度逐步回落,同時降雨量減少,太浦河下游水位下降,太浦閘具備穩(wěn)定開閘條件。經(jīng)研究,決定于當日18時關泵開閘。在各成員單位對污染源的有效管控下,且通過太湖局為期一周的科學調度、精細調度,成功預防了太浦河下游水源地銻濃度異常事件發(fā)生,在確保防洪安全前提下保障了供水安全。
在此次銻濃度異常預防過程中,由于提前預警、有效應對,最終成功預防了銻濃度超標事件。
(1)杭嘉湖區(qū)降雨
2018年6月19日太湖流域入梅以后,杭嘉湖區(qū)有兩場較大的降雨過程。第一場發(fā)生在6月19—20日,兩日累計降雨量38.4 mm,第二場發(fā)生在6月22日,單日降雨量達62.6 mm。
(2)代表站水位
①太浦閘上下游水位對比
受杭嘉湖區(qū) 6月19—20日、22日兩場降雨過程影響,太浦閘上下游水位顯著上漲,由于太浦閘閘上連接太湖,閘下為河網(wǎng)水位,因此閘下水位上漲速度明顯大于閘上水位,6月20日15時太浦閘上下游水位基本接近,6月23日13時閘下水位開始持續(xù)高于閘上水位,直至25日9時起,閘下水位顯著下降,且閘上水位高于閘下水位,水位差逐漸加大。太浦閘上下游水位對比見圖1(a)。
②平望水位與太湖水位對比
受杭嘉湖區(qū)6月19—20日、22日兩場降雨過程影響,平望和太湖水位均有2次上漲過程,但平望水位上漲速度明顯大于太湖水位,并于23日8時起高于太湖水位。25日10時起平望水位開始低于太湖水位,且水位差逐漸加大。平望與太湖水位對比見圖1(b)。
(3)效果分析
由以上分析可知,6月22日,杭嘉湖區(qū)降雨量達62.6 mm,6月23日13時—25日9時太浦閘閘下水位持續(xù)高于閘上水位,太浦閘長時間不具備開閘條件,根據(jù)太浦河銻濃度異常預警指標研究成果,太浦河銻濃度異常事件的必要條件已形成。但通過采取及時有效的預防措施,太浦河干流金澤斷面銻濃度一直控制在4 μg/L以下,確保了金澤水庫取水安全。從太湖局監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出,6月21日太浦河干流6個斷面銻濃度均較低,不超過3.3 μg/L,但支流斷面中雪湖橋銻濃度達6.5 μg/L;受6月22日杭嘉湖區(qū)暴雨影響,支流含銻濃度較高的污水隨雨水進入太浦河干流,由于及時開啟太浦河泵站向太浦河下游供應太湖清水,并在6月25日太浦河干流蘆墟大橋和金澤斷面銻濃度分別升高至 4.2 μg/L 和 3.9 μg/L 時,太湖局再次加大太浦河泵站供應太湖清水的力度,使得太浦河干流各斷面銻濃度6月26日起全面回落,成功預防了本次銻濃度異常事件。
圖1 2018年6月19日8時—27日8時太浦河沿線水位對比
圖2 太浦河干、支流水質監(jiān)測斷面銻濃度變化情況
通過強化分析、提前預判、積極預防、科學調度、共享信息,太浦河下游水源地取水口受銻濃度超標影響成功避免,有效保障了供水安全。
(1)領導重視,組織有力
太湖流域入梅后,針對強降雨可能造成太浦河干流銻濃度超標的情況,太湖局領導多次組織會商,研究部署應對措施,特別要求太湖局水文局強化監(jiān)測,加強分析,滾動預報;要求水資源保護局和防汛辦分別根據(jù)水文局預報分析結果及時向協(xié)助機制成員單位發(fā)布預警信息和實施科學調度,全力保障下游水源地供水安全。
(2)及時預警,科學調度
6月20日下午,太湖局水文局預測太浦閘在短時間內不具備開閘條件,太湖局第一時間向協(xié)作機制成員單位發(fā)布太浦河干流銻濃度可能超標預警提示;太湖局防汛辦積極協(xié)調江蘇、浙江、上海防汛部門,統(tǒng)籌做好太浦河防汛和水資源調度工作。在太浦閘因降雨被迫關閘后,為保障下游水源地供水安全,6月20日20時起開啟太浦河泵站1臺機組(50 m3/s)供水。6月23日,當杭嘉湖區(qū)降雨超過50 mm時,太湖局又及時向協(xié)作機制成員單位發(fā)布太浦河干流銻濃度可能超標的預警信息,要求各成員單位加強太浦河區(qū)域污染防控。6月25日,當太浦河干流銻濃度有所升高時,太湖局當即增開1臺太浦河泵站機組增供清水(共 100 m3/s),26 日,太浦河干流銻濃度隨即開始回落,調度效果顯著,有效保障了水源地取水安全。
(3)落實機制,加強聯(lián)動
協(xié)作機制各成員單位積極落實《太浦河水質預警聯(lián)動方案》,接到太湖局發(fā)布的太浦河干流銻濃度可能超標的預警提示和預警信息后,各地加強對太浦河周邊區(qū)域的污染防控,對印染企業(yè)做好限產(chǎn)和停產(chǎn)準備。上海市金澤水庫、蘇州市吳江區(qū)太浦河界標等水質自動站數(shù)據(jù)陸續(xù)接入太湖局系統(tǒng),實現(xiàn)了信息共享,太湖局可以實時掌握太浦河及金澤水庫水源地水質狀況,為水資源應急調度提供支撐。
太浦河沿線分布有江蘇省蘇州市吳江區(qū)水源地、上海市金澤水庫水源地和浙江省嘉興市嘉善—平湖水源地,涉及供水人口近千萬人,然而太浦河兩岸聚集了眾多印染企業(yè),水資源保護任重而道遠。太浦河橫跨江浙滬,流經(jīng)15個鄉(xiāng)鎮(zhèn),其水資源保護非一地、一部門之力所能完成。目前,太浦河水資源保護省際協(xié)作機制已建立,在近幾年太浦河水資源保護工作中發(fā)揮了重要作用。但由于涉及多級、多部門,因此協(xié)調機制的有效性和高效性成為影響工作效率的關鍵因素。為進一步完善協(xié)作機制,提出以下幾方面建議:
一要提升太浦河及兩翼地區(qū)水質監(jiān)測監(jiān)控能力。目前以人工監(jiān)測為主,范圍主要集中在太浦河干流和主要支流,監(jiān)測頻次較少(一周一次)。下一步應建立健全自動監(jiān)測、人工監(jiān)測、應急監(jiān)測三重監(jiān)測機制,太浦河干流及水源地應以自動監(jiān)測為主,支流實施人工監(jiān)測。當發(fā)現(xiàn)自動監(jiān)測站水質出現(xiàn)異常趨勢時,多部門應聯(lián)合行動加密重點污染因子監(jiān)測頻次,做到水源地水質異常早發(fā)現(xiàn)、早處置。
二要推動信息共享聯(lián)動。目前主要借助省際協(xié)作機制成員單位水質預警微信工作群,共享太浦河銻濃度異常期間相關監(jiān)測成果,建議進一步探索完善信息共享方式,擴大共享范圍,包括區(qū)域范圍和時間范圍。
三要深化水源地污染綜合防治。堅持源頭治理,不斷強化污染源管控,鼓勵紡織業(yè)上下游企業(yè)研究降低銻元素含量的方法和工藝。今后應加快調整流域產(chǎn)業(yè)結構和產(chǎn)業(yè)布局,逐步降低沿河工業(yè)區(qū)涉銻風險源對流域水源地的威脅;提高現(xiàn)有水廠風險應對能力,在現(xiàn)有凈水工藝基礎上實施強化除銻改造,確保水源地供水安全。