刘春生 吴浩云
水利部太湖流域管理局

　　太湖流域的水问题突出表现为流域水体污染严重，水质型缺水明显。根据水利部党组治水新思路，太湖局提出的利用治太骨干工程体系开展引江济太调水试验，取得了阶段性成效。本文在对引江济太调水试验理论、方案、实施效果以及流域水环境保护措施作初步探讨后，认为实施引江济太，以动治静、以清释污、以丰补枯是推进太湖流域水资源管理和保护的一种切实有效的措施。
　　
1 引江济太调水试验问题提出

　　太湖流域地处长江三角洲，年平均水资源总量为162亿m3，人均水资源量以由建国初期的840m3降低当前的450m3以下。2000年流域内年用水量为290亿m3，远远超过本流域水资源总量。2000年统计资料表明，流域人口约3676万，国内生产总值约9940亿元，人均GDP约3260美元，城市化水平达54％，是我国重要的经济、科技发展基地之一。据预测，2020年太湖流域人口近4000万，国内生产总值将达到31000亿元，在50％保证率情况下，至少需增加供水量35亿m3。

　　太湖流域经济社会发展迅速但环境保护措施滞后，致使污染面广、污染类型多，加上河网密布流速缓慢，水坏境容量小，水资源重复利用率高，水体交叉污染，水污染呈辐射扩散。目前流域一般工业和生活污水年排放量已达50亿m3，造成流域水体污染严重，骨干河道超Ⅴ类水质的水体已达75％以上，太湖75%的水体水质级别已由原来的II类水为主变到以IV类水为主，富营养化水域面积达80%以上，上海、无锡、苏州、嘉兴等重要城市饮水安全受到威胁。太湖流域正处在城市化和工业化发展阶段，以不足全国0.4％的国土面积和0.58%的水资源量承担着全国11.8%的GDP和16%的财政收入,早已不堪重负，流域80％的水体被污染。因水污染，大量挤占生态、环境和农业用水，超产地下水，诱发地面沉降，甚至引起水事纠纷，影响社会稳定。人类流域赖以生存的水生态系统和环境日益恶化，并威胁人们的健康和流域经济社会的发展，开辟新水源，保护水资源已成为流域人民共同的愿望。

　　自1996年起国家将太湖列入"三湖三河"重点水污染治理项目，全面进行太湖水污染治理。在国务院有关部门的督促下，江苏、浙江、上海做了大量工作艰苦的工作，并取得了初步成效。对照国务院批复的《太湖水污染防治"九五"计划及2010年规划》，目前太湖三项湖泊水质特征指标（高锰酸盐、总磷、总氮）都没有达到要求，到"2010年基本解决太湖富营养化问题，湖区生态系统转向良性循环"尚有许多工作要做。2001年9月国务院批准的《太湖水污染防治"十五"计划》要求采取治污、节水、引水、清淤、生态修复等综合措施，实施引江济太及湖体换水工程，改善水坏境。

2 引江济太调水试验的理论、方案和实践

2.1 引江济太调水试验的理论基础

　　引江济太调水试验的可行性论证涉及经济社会生态环境的众多因素，但利用水利工程改善水环境更多地考虑其社会生态环境效益，它是设法借助于各种措施通过资源配置使有限的资源产生最大的效益。水资源作为人类社会生存和发展的重要资源毋庸置疑，她是人类社会赖以生存和发展不可替代的自然资源，具有可再生性、社会性、经济性和重复利用性，是一种区域性和时间性很强的资源，过量开发利用或污染水体就破坏水资源的价值和使用价值。随着经济社会的发展，就要求国家、地区、个人使用水资源时，都应按照水资源自身发生、发展的规律，通过水资源的全面节约、有效保护、优化配置、合理开发、高效利用、综合治理和科学管理，促进人口、资源、环境和经济的协调发展。

　　改善太湖流域水环境的根本措施是治理、控制污染源。虽然水污染治理中尚有许多技术难点，如富营养化治理、水生态修复、水环境承载能力提高等有待深入研究，但水污染控制管理可以采取污染人工防治和合理利用水资源环境容量及自然净化能力相结合的技术。太湖流域水资源的潜力十分有限，而长江常年过境水资源量达9335亿m3，有着巨大的稀释和自净能力，断面水体水质满足饮用水水源地水质标准。加上1991年大水后，国务院决定全面实施《太湖流域综合治理总体规划方案》，经过多年努力，流域内已初步形成的环湖大堤、望虞河、太浦河等治太骨干防洪工程调控体系，为兼顾防洪除涝为主，统筹考虑航运、供水、水资源保护和改善水坏境等方面创造了十分有利的条件，使我们可以发挥水利工程的优势，采取人工曝气或引水冲污稀释等辅助措施，科学有效地增加流域的水资源量，加快水体有序流动，利用水的自净功能，降低水体的污染程度，提高水环境的承载能力，使有限的水资源发挥其最大的效益，包括经济效益、社会效益、环境效益等。

　　太湖流域以其优越的自然条件，自南宋以来得到了迅速的发展，成为我国发达的地区，预测流域经济还将保持较高增长速度，产业结构逐步向向高阶段迈进，因此就要求维护、合理使用并且提高流域资源基础，用这种基础支撑着生态抗压能力及经济增长，因此保护好人类赖以生存的空气、淡水、土地等自然资源，防治环境的污染和生态的破坏是一项基本国策。因此没有水资源可持续开发利用，就谈不上经济社会的持续稳定发展。由于人口增多经济发展，流域和区域水资源供需总量更加不平衡，且随着城市化和产业结构的调整，农业、工业和生活等部门之间用水矛盾更加尖锐。实施引江济太跨流域调水就是给本流域增供以及增加太湖向周边地区的供水，满足生活、生产、生态用水，促进流域经济社会的可持续发展。

　　水资源持续利用的实施，必须取得可持续利用的支撑条件，除了水利工程基础设施、水资源管理水平以及经济发展水平外，更需要水资源承载能力，这种能力在太湖流域更多的体现在水资源质量的满足。引江济太就是提高流域水资源承载能力的一次1：1现实模型的实践，主要通过提高水体自净能力的来实现。水体的自净是一个比较复杂的过程，影响水自净作用的因素很多，江河湖库等水体具有不同的水环境条件和水体特征，他们自净的特点和过程有明显的差别。太湖流域引江济太就是利用治太工程体系引长江清水入太湖及河网，利用河道湖泊水体动力特性，改善水环境，并通过太湖向周边地区供水，加快水体流动，提高水体自净能力，缩短太湖换水周期，通过调水试验解决引江济太中的关键技术问题，实现温家宝副总理在太湖流域水污染防治会议上提出的"以动治静、以清释污、以丰补枯、改善水质"的生态调水目标，为搞好流域水生态系统恢复，探索流域水资源优化配置，建立水资源市场，进行水资源有效管理等提供技术支撑。

2.2 引江济太调水试验的方案设计

　　鉴于太湖流域河网密布、平原河网水体污染严重，水流运动规律十分复杂，引江济太还涉及到流域内不同地区和不同部门，是一项复杂的系统工程。考虑到流域安全度汛的根本要求以及目前通过望虞河向太湖引水受到西岸污水、地区需水等多种因素影响，预计引江济太调水试验通过常熟枢纽自引和泵引，在一般水情年份下，全年常熟枢纽可引长江水25亿m3，其中入太湖合格水10亿m3，增加向太湖周边地区及下游地区供水，以缩短太湖换水周期，提高太湖水体自净能力，改善水环境。（见图1）。

图1：引江济太水量运动示意图

　　科学的引江济太调水方案是引江济太调水试验成败的关键，其核心是太湖水位的控制和闸门调度方式。其总的原则是遵循国家防总批准的《太湖流域洪水调度方案》，充分利用雨洪资源改善水环境，警惕旱涝急转，确保好水入湖，防止地区污水聚集形成污水团或污水盲目扩散；在适当兼顾地区用水和水环境改善的同时，应尽量提高长江水量入太湖的效率。调水方案中对太湖水位宜实行分期和目标区控制，当太湖水位处于防洪控制水位之上时，按洪水调度考虑，当太湖水位处于防洪控制水位之下时，向太湖引水。望虞河和太浦河可以同时承泄太湖洪水，利用洪水资源，改善地区水环境；或望虞河引水，太浦闸关闭，增加太湖蓄水量，为太浦河后期供水创造条件；也可以望虞河一边引水，太浦河一边泄水，使河网和湖泊水体处于流动之中，提高太湖及河网水体自净能力。水质调度评价指标主要为高锰酸盐指数（CODMn）和总磷（TP）。

　　在引江济太期间，沿江诸闸也配合调度，以满足望虞河以东地区用水及改善水环境要求，力求减少向望虞河的取水量，或以减少望虞河西岸污水对望虞河的影响。

　　利用太湖流域河网以及太湖湖泊水量水质模型，对比分析太湖流域常规调度方案和引江济太调水方案计算结果，如遇1971年枯水年型（4月1日-10月31日），引江济太可使太湖最高水位增高0.22m。常熟枢纽可从长江增加引水量21.3亿m3，如果望虞河东岸闸门加以适当控制，望亭枢纽入湖水量增加22.4亿m3，太浦闸向下游可增供7.0亿m3，江苏、浙江环湖口门引水量各增加4.6亿m3和8.3亿m3。当分别引长江优质水10亿m3和20亿m3入太湖，太湖换水天数由300天分别减少至253天和218天，其范围可波及太湖、澄锡虞区、阳澄淀泖区，杭嘉湖东部地区约9000 km2范围内的平原河网水体。引水将引起流域河网及太湖水体流速的变化，可使望虞河、太浦河及其两岸河网水体的水质得到明显改善，太湖水质也有一定的改善。

2.3 引江济太调水试验实践

　　九十年代以来，针对流域水资源状况，太湖局和两省一市水利部门积极探索流域水资源合理调度。2000年汛期流域干旱少雨，太湖局组织实施了太湖应急调水，通过望虞河引长江水4.6亿m3，其中引长江水入太湖2.22亿m3，太湖贡湖湾水体水质从引水前的劣于V类水改善为引水后的Ⅲ类。同时，由太湖向黄浦江增加供水0.73亿m3（见图2）。

图2 2000年引江济太效果图

　　根据水利部批复的《太湖流域引江济太调水试验工程实施方案》，2002年1月30日引江济太调水试验正式开始，至4月3日第一阶段泵站引水圆满结束，前后64天望虞河常熟水利枢纽累计引水10.68亿m3，通过望亭水利枢纽向太湖引水6.79亿m3，占常熟枢纽引水量的64%，其中向望虞河东岸分流2.11亿m3，西岸分流1.78亿m3。

　　通过太浦闸向下游嘉兴、苏州、上海地区供水6.66亿m3，太浦河直接向上海供水4.05亿m3，向南岸分流1.96亿m3，北岸分流0.65亿m3。期间，环太湖口门入湖水量17.38亿m3，太湖向周边地区供水14.45亿m3，调蓄4.91亿m3（见表1）。

　　从2002年引江济太第一阶段水量水质监测资料看，引水后达到或好于III类水标准的水体所占比例比引水前有所上升，水质有较明显的改善（见图3），受水区主要河道调水前后水质变化见表2。

　　因环太湖口门没有严格关闭，部分污水进入太湖，影响太湖局部湖区水质。但监测资料表明，引江济太第一阶段试验期间太湖水质总体良好，且有明显好转，湖泊富营养化限制性指标太湖总磷浓度为近五年同期最低（见图4）。

图3 引江济太监测范围内水质类别比例图 图4 太湖总磷（TP）浓度均值 近年2～3月同期对比图

3 结语和建议

3.1 调度水利工程增加环境容量，增大太湖可供水量

　　引江济太调水试验初期，太湖水位低，保证入湖水量大于出湖水量，使得太湖水位始终保持在2.90m以上。后期为减少防洪压力，加大太浦闸供泄水量，太湖西山水位维持在3.20m左右。实测资料表明，受水区内的河网及太湖水体，尽管最高水位主要受当地降雨等因素影响，但过程水位引江济太实施后抬高了0.05～0.10m，增加了水体水环境容量。

　　通过调水试验，环太湖出入湖水量与多年平均值相比明显增大，通过太浦河平望断面下泄的水量为多年平均值的1.8倍。非汛期太浦河向下游供水量明显增加。通过骨干工程科学调度，不仅可以控制地区正常水位，抬高最低水位和降低最高水位，还可以减轻地区防洪压力，改善航运条件，增加引供水量。

3.2 采用工程措施加快水体流动，增加自净能力，改善水环境

　　利用治太骨干工程体系将长江清水引入太湖和河网引江济太使河网及太湖水体流速和流向发生了变化，整个引水期，随着望虞河的入流及太浦河的出流，河网及太湖的贡湖、贡湖与大太湖交接的水域流速明显增加。据分析，大太湖湖心区水流流速出现逆时针方向的增加，洞庭西山湖区周边水流流速出现顺时针方向的增加。太浦闸流速从0.1～0.2m/s逐渐增大到0.3～0.4m/s，雨洪资源利用阶段增加到0.4～0.5m/s。由于受水区水体流动速度加快、水量增加，通过水体的稀释和自净能力提高，受水区水体水质明显改善。实测资料表明，望虞河干流和西岸支流水质由调水前的Ⅴ类或劣于Ⅴ类改善为Ⅱ类或Ⅲ类，效果最为明显；太浦河在原Ⅱ-Ⅲ类水的基础上又有进一步的改善。黄浦江松浦大桥取水口因上游太浦河来水增加，水质有所改善。引江济太的实施为改善景观、改善地区投资环境创造条件。

　　太湖换水率在泵引阶段提高了15%，雨洪资源利用阶段达到了58%。

3.3 利用水体动力特性改善水环境是重要措施但污染源治理是根本。

　　引江济太实现了以动治静、以清释污，改善水质的基本目标，是水利部门利用水利工程和水的动力特性改善流域水环境的重要举措，但要使流域水体水质整体得到改善，仅靠调水是不够的，污染源治理是根本。试验期间的实测资料表明，调水期望虞河两岸支流工业点源存在严重超标准排放，太浦河沿程水质指标呈上升趋势。因此，只有在污染源得到有效治理的条件下，才能更有效的利用水利工程搞活水体，增加水体的自净能力和水环境承载能力，标本兼治，为流域经济社会的可持续发展提供良性的水资源基础。

3.4 加强水量水质监测和科学调度，建立统一的领导机构

　　为了开展水量水质联合调度以及科学评价调水效果，需加强水量水质监测。引江济太调水的社会效益、经济效益和环境效益是通过科学调度来实现的。如果工程调度不合理，不是导致污水肆意扩散蔓延就是增加地区防洪压力和洪涝灾害风险，给社会带来不良影响。不坚持长期运行调度，水环境改善的程度和效益就不明显；不进行统一的调度和管理，洪水资源的价值就不能体现，也就失去了以动治静、以清释污、以丰补枯的本质含义，更不能使水利工程的优势得到充分的发挥。

　　引江济太涉及的部门很多，主要有水利、环保、航运、电力等部门，也涉及江苏、浙江、上海等省市。在流域治理，尤其是水环境保护上缺乏统一管理，因此，要完成国务院确定的水污染治理目标，使各地各部门各施所长，协调、合作，实现集中管理与职能部门密切配合的管理体制尤为重要。

3.5 开展引江济太专题研究工作，制定科学的调水方案

　　虽然太湖局和两省一市水利部门在探索和实施引江济太调水过程中取得了一些初步成果，但引江济太调水试验本身就是一项非常复杂的、涉及很多部门的系统工程。通过引江济太水量水质实时调水试验，跟踪监测河湖水量水质变化以及污水、蓝藻等迁移情况，要解决流域引水与防洪排涝的关系、引水与望虞河西岸污水出路的关系、流域引水与太湖周边、望虞河、太浦河两岸区域用水的关系、引江济太能力和效果评价等关键技术问题，探讨引水长效运行管理模式，合理确定引江济太调水工程的规模，还有许多实践和理论方面的课题需要我们去探索、研究。

　　此外，鉴于太湖流域水资源工程体系尚不完善，部分闸站设施、设备老化及不配套的现状，应尽快更新换代，并通过调水试验，进一步贯彻落实国务院办公厅转发水利部《关于加强太湖流域2001－2010年防洪建设若干意见的通知》，实现蓄泄兼筹、完善提高，科学调度，综合考虑水资源利用、水环境保护、航运以及城市供排水等方面效益，完善流域防洪和水资源工程调配体系，为流域经济社会可持续发展创造条件。

参考文献：
1、汪恕诚，水环境承载能力分析与调控，中国水利学会成立70周年大会学术报告，2001年10月
2、刘春生，太湖流域"九五"水利成就与探索，中国水利，2001年12月
3、刘昌明、傅国斌著，今日水世界，暨南大学出版社、清华大学出版社，2000年
4、关君蔚著，运筹帷幄，决胜千里，暨南大学出版社、清华大学出版社，2000年