臨港新片區(qū)河網(wǎng)水生生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量與穩(wěn)定性提升技術(shù)研究

陳廣宇 柳楊 謝忱 范子武 粟一帆

摘?要：設(shè)立臨港新片區(qū)是新時代彰顯我國堅持全方位開放鮮明態(tài)度、主動引領(lǐng)經(jīng)濟全球化健康發(fā)展的重要舉措。在長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展的背景下，開展臨港新片區(qū)重點區(qū)域水環(huán)境提升方案研究，具有重要的實際意義。為提升臨港新片區(qū)水環(huán)境品質(zhì)，實現(xiàn)更有活力、更可持續(xù)的高質(zhì)量發(fā)展，文章提出以節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力的十六字治水方針為根本，推進臨港新片區(qū)再生水利用方案研究、區(qū)域水網(wǎng)構(gòu)建與水系格局調(diào)整研究、城市生態(tài)綠林建設(shè)與環(huán)境改善動態(tài)評估研究、水務(wù)智慧化建設(shè)研究。以期在“十四五”開局之年，從人與自然是生命共同體的更高水平認識形態(tài)下，推動生態(tài)文明建設(shè)，加快綠色低碳循環(huán)發(fā)展，為建設(shè)人與自然和諧共生的臨港新城提供理論支撐！

關(guān)鍵詞：臨港新片區(qū);水環(huán)境提升;治水方針;水網(wǎng)構(gòu)建;智慧水利

一、現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

當今世界面臨百年未有之大變局，全球治理體系和國際秩序變革加速推進，世界新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革同我國經(jīng)濟優(yōu)化升級交互融合。為堅持創(chuàng)新引領(lǐng)，把握發(fā)展機遇，在新時代中國特色社會主義思想指導(dǎo)下，堅持穩(wěn)中求進工作總基調(diào)，堅持新發(fā)展理念，堅持推動高質(zhì)量發(fā)展，堅持以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線，堅持深化市場化改革、擴大高水平開放，加大改革創(chuàng)新力度，集中落實、系統(tǒng)集成重大改革舉措，進一步提升服務(wù)水平和核心競爭力，實現(xiàn)綠色經(jīng)濟、高品質(zhì)生活、可持續(xù)發(fā)展有機統(tǒng)一，走出一條生態(tài)文明與經(jīng)濟社會發(fā)展相得益彰的新路徑。

2019年在上海大治河以南、浦東機場南側(cè)區(qū)域設(shè)置中國（上海）自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)（以下簡稱“新片區(qū)”）[1]。設(shè)立中國（上海）自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)是科學(xué)決策作出的進一步擴大開放的重大戰(zhàn)略部署，是新時代彰顯我國堅持全方位開放鮮明態(tài)度、主動引領(lǐng)經(jīng)濟全球化健康發(fā)展的重要舉措。推動新片區(qū)高質(zhì)量發(fā)展，要錨固生態(tài)基底、厚植生態(tài)優(yōu)勢、發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟，凸顯江南水鄉(xiāng)的自然生態(tài)之美。加大存量更新、功能重構(gòu)、品質(zhì)提升力度，在宜人的湖光山色、水鄉(xiāng)文脈中植入創(chuàng)新功能，實現(xiàn)更有活力、更可持續(xù)的高質(zhì)量發(fā)展。要順應(yīng)新時代發(fā)展潮流，全面對標國際最高標準，以更寬視野、更卓越要求，在建設(shè)中實現(xiàn)新理念、新方法、新技術(shù)的綜合集成，在發(fā)展中實現(xiàn)生態(tài)、創(chuàng)新、人文的有機融合，打造高質(zhì)量發(fā)展標桿。

當前由于新片區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施尚在完善，部分規(guī)劃尚待實現(xiàn)，片區(qū)內(nèi)存在開發(fā)期階段性水環(huán)境問題，主要表現(xiàn)為以下幾點：

（1）片區(qū)河網(wǎng)水環(huán)境質(zhì)量有待提升。因行政區(qū)劃變更，水系格局調(diào)整，綜合區(qū)東區(qū)和滴水湖核心區(qū)與浦東片水系隔絕，形成獨立圩區(qū)，圩區(qū)內(nèi)水質(zhì)狀況較好，基本處于Ⅳ類水標準。隨著“十四五”的謀篇布局與我國城市步入新發(fā)展階段，區(qū)域內(nèi)部分河道氨氮、總氮等濃度超過Ⅳ類水標準限值，水質(zhì)指標出現(xiàn)惡化趨勢;水體透明度等水感官指標不理想，基本維持在30～50cm，與人民群眾日益增長的美好生活愿景差距較大[2]。

（2）片區(qū)河網(wǎng)水生態(tài)狀況有待修復(fù)。受到人類生產(chǎn)生活的影響，片區(qū)入河、湖污染物濃度與水環(huán)境容量呈逆勢互動的態(tài)勢，將加劇片區(qū)河道與湖體水體富營養(yǎng)化。當前片區(qū)內(nèi)典型河湖如人民塘隨塘河、黃日港、東引河、北護城河以及滴水湖浮游藻類密度達到500～1500×104cells/L[3]，藻類過度繁殖將造成嚴重藻華風(fēng)險，降低河道水體透明度和溶解氧含量，導(dǎo)致魚類等水生生物死亡，水生態(tài)系統(tǒng)癱瘓[4]。區(qū)域城市化進程的加速會加大區(qū)域水系河網(wǎng)水生態(tài)惡化的風(fēng)險。

二、問題根源解析

（一）城鎮(zhèn)化加速與水環(huán)境容量降低的逆勢矛盾

隨著臨港新片區(qū)正式掛牌，南匯新城邁入新的發(fā)展階段。到2025年，南匯新城人口將從現(xiàn)在的22萬人擴充到75萬人，人口的增長加劇了入河湖污染物量的污染負荷。大量的工業(yè)廢水、生活污水、初期雨水等污染物的長期輸入，使得城市河道受到外源性和內(nèi)源性污染的長期威脅。盡管近年新片區(qū)持續(xù)推進海綿城市建設(shè)，新建浙江路、香水路、銀川路等12條及改造玉泉河道、臨港區(qū)南郊熱電等4條共計10.7km污水管網(wǎng)工程增加污水收集能力，實現(xiàn)雨污分流;提高臨港新城污水處理廠處理能力為一級A標準，但其治理力度遠不及人口增長造成的污染速度，致使片區(qū)橙和港、春漣河等部分河段水體氨氮、總氮超過地表水Ⅳ類水標準限值，水體自凈能力下降。

（二）水體流動性弱，水系連通性差

河流與湖泊生態(tài)系統(tǒng)不僅是水環(huán)境的重要載體，生態(tài)環(huán)境中的重要組分，經(jīng)濟社會持續(xù)健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)。河湖水系的連通格局除了在影響水土資源配置中發(fā)揮著重要作用，還對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和演變具有重要制約作用，也會對抵御水旱災(zāi)害的能力和風(fēng)險狀況產(chǎn)生重要的影響。因行政區(qū)劃變更與水系格局調(diào)整，新片區(qū)骨干水系尚待建設(shè)，區(qū)域河網(wǎng)分割、水系暢通性差。此外綜合區(qū)東區(qū)和滴水湖核心區(qū)與浦東片水系隔絕，形成獨立圩區(qū)，河網(wǎng)水系被進一步阻斷。特別是核心區(qū)“四漣七射”的獨特水系格局削弱了水體流動的能力，大部分河道水體流速小于5cm/s，若不進行人為調(diào)控，內(nèi)部河網(wǎng)的水環(huán)境容量將持續(xù)減小，河流生態(tài)環(huán)境將持續(xù)惡化。

（三）水生態(tài)系統(tǒng)部分缺失，生態(tài)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定

近年來，為保證片區(qū)河網(wǎng)的航運、景觀、泄洪等功能，削減區(qū)域內(nèi)污染源負荷，部分河道施行硬質(zhì)邊坡，河道底質(zhì)無序疏浚等工程，直接破壞了水生態(tài)系統(tǒng)中沉積物—水界面的微生境，導(dǎo)致生態(tài)位空場、食物鏈失衡，水生生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)流、能量流紊亂，抗擾動能力下降。當前區(qū)域河網(wǎng)大型底棲動物香濃—維納多樣性指數(shù)約為1.6，遠低于城市河湖正常的2.5～3.5標準值[5]。底質(zhì)中刮食類底棲生物與細菌等分解者的缺失，造成動植物的殘骸分解率降低，水體進一步變質(zhì)發(fā)臭，影響河網(wǎng)的正常功能和旅游景觀的呈現(xiàn)。

（四）片區(qū)水系盤錯復(fù)雜，智慧化水務(wù)管理能力不足

新片區(qū)地域廣闊，水系眾多，僅南匯新城343平方公里范圍內(nèi)的河道已多達3885條。未來為合理規(guī)劃區(qū)域水系格局，引導(dǎo)區(qū)域河網(wǎng)有序引排，建設(shè)一批功能性的水利工程將成為必然趨勢。傳統(tǒng)水利的管理方式與模式已難以充分滿足多閘泵多目標聯(lián)合調(diào)控所需的專業(yè)化、精細化、智能化的管理要求。具有“感知”“互聯(lián)”“智能”等基本特點的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息化技術(shù)，伴隨著云計算、Web2.0的第三次信息技術(shù)浪潮的到來，極大地提高了各行業(yè)信息化服務(wù)的效率、便捷性與規(guī)范性。水利信息化、現(xiàn)代化和智能化正迎接著良好的發(fā)展契機，大力發(fā)展智慧水利，正成為新片區(qū)快速提升水資源效能的重要目標和必然選擇[6]。

三、對策建議

臨港新片區(qū)是中國面向世界、面向未來的橋頭堡，將肩負支撐我國全方位高水平對外開放，提升國際影響力，參與全球經(jīng)濟新秩序的戰(zhàn)略任務(wù)。在深入分析“十四五”期間臨港新片區(qū)面臨的新形勢新任務(wù)基礎(chǔ)上，提出完整、準確、全面貫徹新發(fā)展理念，按照高質(zhì)量發(fā)展要求，統(tǒng)籌發(fā)展，堅持節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力的治水思路，遵循確有需要、生態(tài)安全、可以持續(xù)的水環(huán)境提升論證原則，立足片區(qū)整體和水資源空間均衡配置，科學(xué)推進工程規(guī)劃建設(shè)，提高水資源集約節(jié)約利用水平。從人與自然是生命共同體的更高水平認識形態(tài)下，推動生態(tài)文明建設(shè)，加快綠色低碳循環(huán)發(fā)展，實現(xiàn)人與自然和諧共生。

（一）節(jié)水優(yōu)先——臨港新片區(qū)再生水利用方案研究

《關(guān)于推進污水資源化利用的指導(dǎo)意見》發(fā)改環(huán)資〔2021〕13號規(guī)定，到2025年，全國地級及以上缺水城市再生水利用率達到25%以上，京津冀地區(qū)達到35%以上。污水資源化與開發(fā)新水資源相比，可以做到不影響生態(tài)環(huán)境、不淹地、不爭水、不筑壩、短距離輸水、成本低、見效快等鮮明優(yōu)勢，不僅可以實現(xiàn)供水結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提高水資源供給的需求，緩解水資源需求矛盾，還可減少水污染，降低水生態(tài)安全風(fēng)險，對于推進生態(tài)文明建設(shè)，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，滿足人民日益增長的美好生活需要具有重要的意義。

為充分響應(yīng)國家號召，提升區(qū)域水資源利用率，強化水資源剛性約束，要在保持臨港新城污水處理廠現(xiàn)有的一級A標準處理能力的基礎(chǔ)上，積極探索傳統(tǒng)污水處理廠處理技術(shù)與新型再生水處理工藝的結(jié)合。采用生物處理與物理化學(xué)相結(jié)合的處理方式，提升處理廠深度去除有機物、懸浮物、氮和磷等污染物的能力。實現(xiàn)將生活污水、工業(yè)廢水、雨水等污水水質(zhì)調(diào)整到規(guī)定標準，再次利用于農(nóng)業(yè)灌溉、景觀用水、生態(tài)補水等方面。要推進城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)全覆蓋，重點推動城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)破損修繕、老舊管網(wǎng)的更新替換與錯接混接管網(wǎng)的改造工程，計劃于2025年建成若干國家高新區(qū)科技創(chuàng)新試點工程的目標，實現(xiàn)高新區(qū)生活污水與工業(yè)廢水近零污染排放。

（二）空間均衡——區(qū)域水網(wǎng)構(gòu)建與水系格局調(diào)整研究

加快完善區(qū)域骨干河網(wǎng)水系建設(shè)進程，整合區(qū)域水系體系，積極推進春漣河、紫飛港、冬漣河、泐馬河、西引河、北護城河、蘆潮引河等主干河道開挖工程;人民塘隨塘河、勝利塘、南奉界河、泐馬河等河道拓寬工程。到2022年5月完成東引河清水廊道建設(shè)工程，遠期實施西引河、中引河清水廊道工程，實現(xiàn)核心區(qū)增流提質(zhì)、清水繞城的生態(tài)綠色水網(wǎng)新格局。

在新城建設(shè)過程中，結(jié)合土地利用規(guī)劃調(diào)整河道形態(tài)，適當調(diào)整水系規(guī)劃中有重要生態(tài)涵養(yǎng)、景觀美化功能河道的藍線規(guī)劃，形成天然凹岸，創(chuàng)造出自然的緩流區(qū)域。在陸域控制線范圍，結(jié)合規(guī)劃的河道走勢形態(tài)，借用藍線后6米至15米的綠線范圍適當調(diào)整河口線，使得河口線的蜿蜒形態(tài)產(chǎn)生小范圍的變化。開展河道豎向設(shè)計，建設(shè)坡比不小于1∶2.5的斜坡式河道斷面，同時為了改變片區(qū)內(nèi)局部的流速分布，可以在淺水區(qū)域適當設(shè)立凸起的灘島，制造緩流區(qū)與急流區(qū)來營造水下生境的多樣性[7]。

（三）系統(tǒng)治理——城市生態(tài)綠林建設(shè)與環(huán)境改善動態(tài)評估研究

城市綠林是城市的生態(tài)網(wǎng)架，是城市可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境保證，是人與自然和諧共生的生動寫照。作為攔蓄地表徑流的主要場所，城市綠林具有重要的水源涵養(yǎng)功能;作為城市碳元素的主要吸收與匯聚區(qū)域，城市綠林在調(diào)節(jié)城市氣候，緩解城市熱島效應(yīng)中發(fā)揮重要功能。為力爭在2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和的“兩碳”目標[8]，要加快推進新片區(qū)城市綠林建設(shè)，積極推動二環(huán)周邊公園建成落地，完善星空之境城市公園配套工程建設(shè)，增大區(qū)域森林覆蓋率，確保到2035年實現(xiàn)區(qū)域森林覆蓋率25%的規(guī)劃目標。

（四）兩手發(fā)力——建設(shè)智慧數(shù)字水務(wù)

運用新型信息技術(shù)的特點，充分發(fā)揮如大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能等新一代信息技術(shù)的優(yōu)勢，加快推進智慧水利工程建設(shè)。一是完善水體環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測體系，實現(xiàn)集水質(zhì)、水生態(tài)、水動力等一體的監(jiān)測站網(wǎng)絡(luò)布局的優(yōu)化。進一步加強主干河、次干河、閘泵工程等監(jiān)測體系的完備，提高水環(huán)境智能感測能力[9]。二是推進水利信息化基礎(chǔ)建設(shè)的完善落實，促進新型基礎(chǔ)信息技術(shù)建設(shè)與水利工程相結(jié)合，加快閘泵工程、區(qū)域水網(wǎng)數(shù)字化、智能化，對接城投現(xiàn)有數(shù)字平臺，建設(shè)臨港新片區(qū)水利信息化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心與調(diào)度指揮中心，加大數(shù)字流域建設(shè)力度。三是推進涉水業(yè)務(wù)智能應(yīng)用，提升信息整合共享和業(yè)務(wù)智能管理水平。

參考文獻：

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基金項目：江蘇省水利科技項目（2021069）;上海城投（集團）有限公司科技創(chuàng)新計劃項目（CTKYZDXM2020003）;中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項（Y121003）;江蘇省第五期“333工程”培養(yǎng)資金資助項目（BRA2019094）

作者簡介：陳廣宇（1997—?），男，碩士，研究方向：城市水力學(xué)、藍藻水華防控。

*通訊作者：粟一帆（1995—?），男，碩士，研究方向：生態(tài)水力學(xué)、分子生物學(xué)。