城市黑臭河道治理關鍵技術研究—以南京市外港河為例

黃玉瑩，張瑞斌，張宇，祖白玉

（1.江蘇龍騰工程設計股份有限公司，南京 210001；2.南京市雨污水資源化利用工程技術研究中心，南京 210001）

城市早期建成區(qū)由于部分小區(qū)實施雨污合流體制，污水通過雨水管道排入河道，造成水體污染，再加上初期雨水污染，河岸垃圾污染等情況，導致河道水體黑臭，嚴重影響城市居民的視覺、嗅覺感官體驗，影響市容市貌[1]。本文以南京市外港河為例，對其水質現(xiàn)狀及其區(qū)域狀況進行了分析，采用“控源截污+生態(tài)清淤+生態(tài)修復”的總體整治方案，綜合運用物理、化學、生物-生態(tài)、水利動力學等優(yōu)勢技術，組合優(yōu)化形成黑臭水體治理與水質改善高效集成技術，改善城市水環(huán)境，打造水清岸綠的河道景觀，提高居民生活品質。

1 研究區(qū)域概況

外港河位于南京市江寧區(qū)東山街道，起自東山樞紐，經開發(fā)區(qū)科學園、東山街道，入秦淮河，河道功能為防洪排澇、景觀。整治河段起點為寧杭高速處，天元東路以北，終點至湖山路橋，共3.6km，外港河上游河道寬為6～18m，水深在0.1～1.5m之間，上游河道較窄，水深較??；下游河道較寬，水深較大。水流自東南向西北流動，實測流量在0.002～0.09m3/s，河道流量上至下游總體呈逐漸增大的趨勢。

根據(jù)監(jiān)測結果，外港河水質總體為輕度黑臭，主要超標指標為透明度和氧化還原電位，同一時期上游水質較下游水質略好。在空間變化分布上，外港河上、中、下游主要超標因子為氨氮，中游龍眠大道箱涵口斷面氨氮指標稍高于上游天元東路加油站斷面和下游湖山路橋斷面的氨氮指標。

造成外港河水體黑臭的原因有：1）外港河沿線存在違規(guī)排水口，部分沿河雨水口存在晴天有污水下河，上游生活污水未經處理違規(guī)排入河道等問題；2）面源污染較為嚴重，大量污染物隨初期雨水通過雨水管網(wǎng)排入外港河，增大河流污染負荷；3）外港河水體流動性差，水體自凈能力較低；4）河道底泥污染物釋放影響外港河水體感官效果，同時造成污染物濃度超標。

2 整治技術措施

2.1 控源截污工程

根據(jù)現(xiàn)場勘查，外港河沿線有16個排口，均為雨水排口，其中10個排口存在晴天有污水排入河道現(xiàn)象，流量大小不一，沿河對排口進行編號，通過現(xiàn)場觀察以及對雨水口排水取樣監(jiān)測，水質總體較差，判定為污水進入河道。

通過對區(qū)域內小區(qū)、企事業(yè)單位雨污水管網(wǎng)的系統(tǒng)排查，確定旱流污水的來源，結合海綿城市建設理念，加快推進醫(yī)科大學雨污分流工程、景秀苑內部節(jié)點分流改造工程。對已進行雨污分流改造、但仍存在污水通過雨水排口進入河道現(xiàn)象的小區(qū)管道，采取CCTV檢測，發(fā)現(xiàn)錯接漏接及時修補。若晴天仍有污水下河，應新建截流井及截流管道就近接入市政污水管網(wǎng)。5號排口位于天景山公寓花錦苑北側，通過新建截流設施接入石泉路市政污水管網(wǎng)，8、10、12號排口采用DN400截流管道接入湖山路市政污水管網(wǎng)，共新建截流井4座，檢查井32座，提升泵站1座，截污管道920m。

全面開展已建成排水達標區(qū)的復查工作，對排水達標區(qū)實施全面動態(tài)管理，切實落實日常監(jiān)管責任，加強日常巡查，嚴格查處各類違法行為。

2.2 生態(tài)清淤工程

生態(tài)疏浚是工程、環(huán)境、生態(tài)相結合的修復技術。其目的是通過底泥的疏挖去除湖泊底泥所含的污染物，清除污染水體的內源，減少底泥污染物向水體的釋放，并為水生生態(tài)系統(tǒng)的恢復創(chuàng)造條件[2]。

根據(jù)河道本身不通航、水位淺及河道岸邊有住房的情況，工程采用干河施工，水力沖挖進行，把河道內淤泥抽至專用泥漿車外運棄置。在清淤前，人工將河面的水草全部清除，清除的水草和淤泥一樣外運棄置。清淤主要包含河道生活垃圾清運及底泥清除。

根據(jù)實地調研情況及資料分析可知，外港河應對全河段進行清淤。本次設計在原有河道斷面基礎上進行清淤，不對河道斷面進行調整。對河底進行清淤，對岸坡上的垃圾、雜草進行清理。外港河治理段河底標高為5.0～7.0m，設計常水位標高為8.0m，設計最高水位標高為8.5m，清淤深度可根據(jù)現(xiàn)場條件進行清淤?，F(xiàn)狀淤泥深度約為0.25～1.0m，河底寬約3～18m，清淤長度共計3.62km，清淤量約為1.81萬m3，淤泥棄置點為江寧吉山棄土場，運距為20公里。

2.3 生態(tài)修復工程

（1）增氧曝氣工程

針對水體富營養(yǎng)化問題，綜合考慮河道功能、水體水質、水深等問題，設計采用造流曝氣機9臺，布設在中下游水位1米以上的河段，造流曝氣機對水體進行造流增氧。

造流曝氣機是利用文丘里原理發(fā)展起來的一種多用途曝氣增氧設備，其利用高速水流在射流器喉部產生負壓，空氣在壓力差的作用下經吸氣管自動吸入射流器，在射流器喉部與水形成氣水混合物，經劇烈攪動，空氣被粉碎成極微小的氣泡，成為乳化狀的氣水混合液；經過射流器擴散段，氣水混合液由速頭轉成壓頭，微細氣泡進一步被壓縮，增大了空氣在水中的溶解度，形成溶氣水；最后溶氣水從射流器擴散口噴出，在水體中產生強烈的渦流攪拌，大量的氧氣隨細微氣泡溶解于水中，經過設備造流作用將溶解氧進一步輸送至遠處，從而完成了氧的全部轉移過程。

造流曝氣機具有強大的推動力，可使水體短期內溶解氧迅速增加，形成富氧活水流，同時改善微生態(tài)環(huán)境，強化水體自凈能力，短期內改善水質，且同時具備抗堵塞，壽命長、運行噪聲低等特征，廣泛應用于城市河道、黑臭河道、人工湖、自然湖泊等水體，在水體修復實踐中，對水體復氧、水體循環(huán)、底泥改善等方面效果顯著。曝氣機為漂浮式安裝，一般安裝在河中間，四周設置支架立柱用于固定曝氣機，配套電控柜安裝在河邊，手動控制曝氣機的開與關。

（2）濱岸生態(tài)緩沖帶

針對面源污染問題，方案提出在河道兩岸邊分別建立一道濱岸生態(tài)緩沖帶，緩沖帶內種植有草本、灌木等植物，通過植物和土壤的攔截作用，降低地表徑流速度，同時，通過植物吸收土壤吸附溶解態(tài)的污染物，在污染源和水體之間起到安全屏障作用，有效控制面源污染[3]。

緩沖帶設置4m寬，植物主要選擇草本植物及低矮灌木，草本植物需具有根系發(fā)達，耐濕性等特點，起到固土阻擋徑流的作用，可選擇沿階草、狗牙根、馬尼拉草等。低矮小型的灌木需要有耐濕性，景觀性特點，可選擇杜鵑花、海桐、黃楊、珊瑚樹、迎春花、連翹、云南黃馨等[4]。

2.4 常態(tài)保潔、監(jiān)控管護及監(jiān)測預警

外港河上、中游周邊臨近居民生活區(qū)及農貿市場，垃圾亂堆亂放情況時有發(fā)生，對于河岸臨時堆放點及垃圾，需一次性清理到位；對于固定堆放點，應沿河設置垃圾屋或垃圾箱，并做到“日產日清”，防止雨天雨污混流進入水體內。

水生植物、岸帶植物和落葉等屬于季節(jié)性的水體內源污染物，需在干枯腐爛前清理；水面漂浮物主要包括各種落葉、塑料袋、其他生活垃圾等，需要長期清撈維護，清撈頻次3天1次，秋季1天1次。

區(qū)域內各相關單位加強區(qū)域內排水、排污許可證宣傳；對外港河范圍內的排水口進一步加強日常監(jiān)督巡查和動態(tài)管理，對于無證排水、排污以及未達標排放等違法行為責令整改并依法查處；定期對區(qū)域內已建管網(wǎng)系統(tǒng)實施遠程監(jiān)控網(wǎng)檢測，排查錯接滲漏等問題，并對發(fā)現(xiàn)的問題及時修復。建立以保持和提升河道水質為核心的長效管護機制。

3 主要問題及應對措施

3.1 主要問題

根據(jù)現(xiàn)場勘查，沿河排口均為雨水排口，具有雨天排澇功能，不能直接將污水截留至市政污水管網(wǎng)；已進行雨污分流改造的小區(qū)個別仍有污水通過雨水管排入河道的現(xiàn)象；面源污染較為嚴重，大量污染物隨初期雨水通過雨水管網(wǎng)排入外港河，增大河流污染負荷；清淤過程會破壞現(xiàn)有的綠化帶。

3.2 應對措施

（1）建立完善污水截流與收集系統(tǒng)，從源頭治理，對整治區(qū)域內的小區(qū)和企事業(yè)單位開展雨水排水管網(wǎng)排查，進行徹底的雨污分流改造。

（2）采取低影響開發(fā)模式，建設濱河植被緩沖帶等，以“城市海綿體”建設為理念，改善城市生態(tài)系統(tǒng)、削減地表徑流污染。

（3）對清淤過程中被破壞的岸坡綠化景觀等要按照相關標準恢復原貌。

4 結論

通過實施截污納管、生態(tài)清淤、生態(tài)修復工程，重構外港河水體生態(tài)系統(tǒng)，達到點源控制、內源削減、面源攔截的目的，可逐步恢復河流水體自凈能力，使外港河呈現(xiàn)水清岸綠的景象，為周邊城市居民提供優(yōu)美的生活環(huán)境，同時，為平原地區(qū)城市黑臭河道綜合治理提供借鑒。