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　　作者：为研究上海沿江海支流排水对长江口杭州湾水质的影响，利用长江口杭州湾二维水动力水质模型，模拟分析上海沿江海支流排水不同调度工况和不同调度方式对长江口杭州湾水质的影响。研究表明：上海沿江海支流水资源调度方案和工况的变化对长江口杭州湾水质有一定影响，其影响范围主要分布在长江口南汇东滩及杭州湾局部近岸水域;对长江口水源地取水口水质几乎无影响，取水口处水质变化均小于0.01%;建议采取措施加快实现河流水质达到水功能区的水质目标要求，有效控制入江海河流对长江口杭州湾的水质影响。

　　上海地处太湖和长江流域的下游，濒江临海，河网水系密布，具有过境水资源量充沛的资源优势和感潮河网地区的潮汐动力优势。上海河网一直采用区域水资源调度作为水资源利用和水资源保护的重要措施之一，为保障防汛安全、水质改善和“三生”用水，上海市已全面规范实行陆域河网的水资源综合调度。与此同时，部分内河污染物通过沿江沿海河流排水进入上海河口海洋水域，对上海河口海洋水环境可能产生一定影响。目前定量分析上海河网排水对长江口杭州湾水环境影响的研究很少，本文将针对上海沿江海支流排水对长江口杭州湾水环境影响的问题，根据《上海市水利控制片水资源调度实施细则》，采用水动力水质模型模拟上海沿江海支流排水不同调度工况和不同调度方式下长江口杭州湾主要污染物浓度的空间分布规律，分析上海沿江海支流排水对长江口杭州湾水质的影响。

　　MIKE模型是在20多年来世界范围内大量工程应用经验的基础上持续发展起来的商业软件，目前在模拟水动力、水质、泥沙、波浪等的研究中得到了广泛的应用。本次研究采用MIKE21建立长江口杭州湾二维水动力水质模型，模拟长江口杭州湾水质变化特征。

　　模型外海开边界一般选择在几乎不受研究区域内引排水影响的外围海域之处，同时兼顾水文、海洋站网布局，易于获取相应边界水文条件资料的需求。模型范围的上边界选为长江下游的大通水文站，下边界东至123°15’E、南至29°15’N、北至32°15’N，包括长江口、杭州湾及其邻近海域，网格计算节点54695个，10多万个三角形单元，如图1所示。

　　模型采用2006年2月长江口杭州湾水文水质同步实测资料进行率定，以2012年9、12月实测资料进行验证。结果表明：各代表点的水位、流速、水质浓度的计算值与实测值吻合较好;水位计算值与实测值相对误差均小于5%;流速的计算值与实测值相对误差小于13%。水质浓度计算值除个别点位、个别数据与相应水质实测浓度有偏差外，模拟水质与实测水质变化一致且误差小于25%，符合计算精度要求。对模型的不断率定验证表明该模型能较好地模拟反映长江口杭州湾及其邻近海域的水质变化，可应用于上海沿江海支流排水对长江口杭州湾水质的影响研究。

　　受区域污染源资料限制，本研究水质模拟指标为CODMn和氨氮。根据以往长江口杭州湾水质参数的研究成果，结合基于水文水质同步监测资料对二维水质模型的率定验证情况，研究选定水质模型的主要水质参数，取值如表1所示。

　　上海市沿江海支流有27条，黄浦江的流量较大，需单独考虑其影响，本文中的上海沿江海支流未将其列入研究，其他沿江海支流其中排入长江口的河流16条，排入杭州湾的河流10条，如图2所示。为研究不同水资源调度方案或不同水资源调度工况上海沿江海支流排水对长江口杭州湾水环境的影响，根据《上海市分片水资源调度方案研究》，制定3个方案，分别模拟现状工况常规调度方案现状水质、现状工况强化调度方案现状水质、规划工况强化调度方案达标水质下的长江口杭州湾水质分布状况。

　　现状工况常规调度下，三甲港以北大部分沿江支流(除黄浦江)以引水为主，南横河、泐马河和航塘港年净排水量非常小，忽略不计其入江海污染物通量。现状工况强化调度下，江镇河由排水为主改为引水为主，不变。规划工况强化调度下，江镇河由排水为主改为引水为主，南横河、泐马河和和航塘港年净排水量明显增加，需计算其入江海污染物通量。

　　沿江海支流CODMn和氨氮年入江海通量在不同工况和调度方式下，变化趋势基本相似，如表2所示。在排入长江口的支流中，现状工况强化调度下CODMn和氨氮入江通量较现状工况常规调度略高;规划工况强化调度下，南横河和大治河排江量显著增加，特别是南横河年净排江水量较现状强化调度增加8.75亿m3，大治河增加9.81亿m3，因此CODMn和氨氮入长江口通量显著上升。在排入杭州湾的支流中，现状常规、现状强化和规划强化调度方式下CODMn入海通量变化幅度较低，氨氮由于现状水质为Ⅳ~劣Ⅴ类水，尚未达标(水质控制标准为Ⅳ~Ⅴ类水)，在规划工况强化调度达标水质方案中，入海通量明显减小。如图3所示。

　　沿江海河流排水强化调度方案与常规调度方案相比：CODMn和氨氮的月平均浓度变化分别为-0.15~0.10mg/L和-0.02~0.06mg/L;在南汇东滩近岸乃至南槽水域略有增大，在杭州湾近岸水域略有减小，离岸越远变化幅度越小;水域水质无影响。沿江海河流排水的水资源调度方案变化对长江口杭州湾相应近岸水质具有一定影响，其影响范围主要分布在长江口南汇东滩及杭州湾局部近岸水域。如图4所示。

　　沿江海河流排水规划工况强化调度达标水质方案与现状工况常规调度现状水质方案相比：CODMn和氨氮的月平均浓度变化分别为-0.15~0.65mg/L和-0.06~0.06mg/L;其影响范围主要分布在长江口南汇东滩及杭州湾局部近岸水域。

　　以氨氮为水质指标，选取模型计算时段中每个计算单元出现的全过程氨氮浓度最大值，插值形成长江口杭州湾劣于Ⅲ类水的最大范围，分析水资源调度工况变化对长江口杭州湾劣于Ⅲ类水的最大面积影响。如表3所示。沿江海河流水资源调度工况变化后，长江口杭州湾氨氮的劣于Ⅲ类水的最大面积增加10.23km2，增加了6.19%。

　　根据《中华人民共和国地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，对3个方案中长江口水源地取水口水质的月平均浓度和相对变化率进行统计分析，如表4所示。各方案取水口水质变化情况统计结果表明，上海沿江海河流排水对水源地取水口水质影响很小，取水口处水质变化不超过0.01%。

　　(1)水资源调度方案变化后，长江口杭州湾CODMn和氨氮的月平均浓度变化分别为-0.15~0.10mg/L和-0.02~0.06mg/L;水资源调度工况变化后，长江口杭州湾CODMn和氨氮的月平均浓度变化分别为-0.15~0.65mg/L和-0.06~0.06mg/L，氨氮劣于Ⅲ类水的最大面积增加了10.23km2(增加了6.19%);上海沿江海支流水资源调度方案和工况的变化对长江口杭州湾水质有一定影响，其影响范围主要分布在长江口南汇东滩及杭州湾局部近岸水域。

　　(2)沿江海河流排水(除黄浦江)对长江口水源地取水口水质几乎无影响，取水口处水质变化均小于0.01%。

　　(3)上海沿江海河流排水对长江口南汇东滩及杭州湾局部近岸水域水质具有一定影响，建议进一步梳理分析上海市劣于Ⅴ类的水体，将水质达标治理与重点区域生态综合治理有机结合，编制并实施不达标水体的达标方案，加快消除丧失使用功能的水体，加快实现河湖水质达到水功能区的水质目标要求，有效控制入江海河流对长江口杭州湾的水质影响。

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　　基金项目：上海市科学技术委员会科研计划项目“新横沙成陆开发和深水新港建设可行性关键技术研究”(15DZ1202400)