海綿城市關(guān)鍵區(qū)黑臭水綜合治理措施
——以海口市沙坡水庫工程為例

李運紅

(中交基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護集團工程有限公司，北京 100004)

1 引言

黑臭水的存在直接破壞了城市整體品質(zhì)，加強此方面的治理對于海綿城市建設(shè)具有推動作用。黑臭水治理所涵蓋的環(huán)節(jié)較多，應(yīng)兼顧水環(huán)境、水生態(tài)等內(nèi)容，從根本上清理劣Ⅴ類黑臭水，以維持城市內(nèi)河流生態(tài)的均衡性。

2 工程概況

沙坡水庫位于?？谑忻郎岷由嫌危窃摿饔虻闹匾搭^，水域面積923918 m2。根據(jù)工程建設(shè)資料該水庫形狀不規(guī)則，以彎曲多折為主，比降8.40‰，庫容量676.5萬m3，平均深16 m。水庫正常狀況下平均洪水位維持在26.00 m左右，設(shè)計洪水位30.20 m，采取的是百年一遇洪水位標準。

3 黑臭水綜合治理原則

(1)自然保護原則。各項工作的開展都以自然為本，盡可能恢復(fù)至自然生態(tài)水平。

(2)可持續(xù)性原則。以自然演替為發(fā)展主基調(diào)，輔以人工建設(shè)調(diào)控手段，優(yōu)化水域內(nèi)的種群結(jié)構(gòu)，逐步朝著生物多樣化的方向邁進，提高水系發(fā)展的可持續(xù)性[1]。

(3)針對性原則。黑臭水治理應(yīng)充分兼顧區(qū)域內(nèi)的自然狀況，如水土、氣候等，確定切實可行的治理目標，選擇與實際情況相適應(yīng)的技術(shù)。

(4)安全性原則。此方面主要指的是生物安全，應(yīng)盡可能實現(xiàn)對本地物種的保護。

(5)經(jīng)濟性原則。針對水域情況選擇相適應(yīng)的技術(shù)，在確保技術(shù)可行的前提下，還要注重技術(shù)應(yīng)用過程中成本的投入，盡可能減少綜合治理成本。

(6)協(xié)調(diào)性原則。應(yīng)深入到實際污染問題之中，將具體生態(tài)問題解決到位，做到全面治理，使各項生態(tài)組成要素相協(xié)調(diào)。

(7)科學(xué)性原則。嚴格以海綿城市理念為基本引導(dǎo)，如生態(tài)優(yōu)先、均衡發(fā)展等。

(8)3R原則。具體指的是減量化、再利用和再循環(huán)，其核心目標在于提高資源利用率，并針對各類無使用價值的廢物采取科學(xué)的處置措施，實現(xiàn)對環(huán)境的有效保護[2]。

4 黑臭水綜合治理措施

4.1 沙坡水庫綜合治理措施

作為一項綜合性治理工作，其涵蓋了截污工程、生態(tài)修復(fù)工程等多方面內(nèi)容，采用了挺水植物構(gòu)建技術(shù)、人工濕地等一系列治理技術(shù)。針對重點治理工程具體作如下分析。

4.1.1 截污工程

明確水庫污染的基本來源，實地考察后得知其與蒼西水河、海馬汽車制造廢水等有關(guān)。在此基礎(chǔ)上采取截污措施，主要處理區(qū)域為入庫河流末端，根據(jù)該處的水域特點建設(shè)溢流壩從而發(fā)揮出截污的作用；建設(shè)污水處理廠將其與溢流壩對接，主要作用在于清理攔截的雨水。根據(jù)區(qū)域內(nèi)的污水攔截情況建設(shè)合適規(guī)模的污水處理廠，具體要求其工作能力可達到4萬m3/d。水庫周邊建設(shè)人工濕地，主要作用在于實現(xiàn)對污水的深度凈化，經(jīng)此環(huán)節(jié)后獲得地表V類水，滿足此標準后再向水庫中排入。人工濕地構(gòu)成主要分為兩部分：高效潛流濕地以及生態(tài)塘，各自建設(shè)規(guī)模相一致，均為10萬m2。

4.1.2 內(nèi)源污染治理及水生態(tài)修復(fù)工程

根據(jù)對沙坡水庫的考察結(jié)果，得知其底部含豐富的污染物且已經(jīng)形成較大的堆積規(guī)模，針對此問題選擇的是底質(zhì)改良技術(shù)實現(xiàn)對該處的優(yōu)化，塑造完整的微生物系統(tǒng)，由于深水區(qū)含氧量偏低，因此重點加大厭氧菌規(guī)模，依托于該條件深度清理底質(zhì)污染物。水庫區(qū)生長大量紫根水葫蘆，其繁殖速度快，通過大規(guī)模打撈的方式進行處理。輔以生物操縱技術(shù)、挺水植被構(gòu)建技術(shù)等，多方式協(xié)同作用下改善水生態(tài)系統(tǒng)，增強其均衡性，有效消納污染物，全方位改善水域環(huán)境。

4.1.3 保護帶及景觀提升工程

確定沙坡水庫岸線，以此為基準向外輻射1000 m，在該區(qū)域內(nèi)加強保護帶的建設(shè)工作，針對天然坑塘采取整治措施使其恢復(fù)為生態(tài)塘。若保護帶的農(nóng)田需要給予保留，應(yīng)當嚴格控制其總體規(guī)模，并杜絕日常種植工作中施加農(nóng)藥化肥。保護帶內(nèi)形成富有層次性的布設(shè)方案，臨近濱水帶區(qū)域可采取設(shè)綠化帶的方式，由綠籬隔離帶、灌草復(fù)合帶等多部分構(gòu)成，具體布設(shè)方案應(yīng)當協(xié)調(diào)于水庫周邊植被分布狀況，以修復(fù)為核心手段，兼顧周邊道路系統(tǒng)等相關(guān)要素，提高水庫區(qū)域內(nèi)景觀工程的合理性[3]。

4.2 美舍河上游段總體治理工藝

上游段存在較明顯的黑臭水污染現(xiàn)象，主要指的是水庫壩下至中山南路下游提升閘2#這一區(qū)段，該段總長度約8 km，是重點治理對象。區(qū)間內(nèi)建設(shè)SMART城鎮(zhèn)一體化處理站，實行的是機械清淤的方式，綜合引入底質(zhì)改良以及生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建雙重技術(shù)，并配置橡膠壩與保護帶，在上述基礎(chǔ)上形成較完整的景觀設(shè)計方案。

4.2.1 截污工程

上游段存在明顯的污水排放現(xiàn)象，絕大部分生產(chǎn)、生活污水在缺乏處理措施時直接排入美舍河。針對此部分的治理工作采取的是先收集、后凈化的綜合方式。

(1)生態(tài)處理具有較強能力，部分污水經(jīng)此環(huán)節(jié)后可有效改善水體品質(zhì)，滿足基本水體標準，此部分污水則采取生態(tài)處理措施，主要集中在椰海大道下游的處理。

(2)部分污水污染程度深，基于生態(tài)處理的方式缺乏可行性，此時引入Smart污水處理設(shè)備，工藝見圖1。

圖1 Smart污水處理工藝

(3)部分區(qū)段總體狀況良好，可在該處設(shè)置合適規(guī)模的雨水調(diào)蓄池，作用在于存儲污水以及區(qū)域內(nèi)的自然降雨，再將其轉(zhuǎn)移至市政管網(wǎng)中。

4.2.2 清淤工程

根據(jù)美舍河上游的總體生態(tài)情況，采取機械清淤的方式，同時輔以水下地形優(yōu)化措施。以鳳翔橋為基本劃分依據(jù)，該橋以上河段的機械清淤主要使用到挖掘機設(shè)備，以此為基礎(chǔ)輔以人工清淤；該橋至下游提水閘2#區(qū)間，考慮到此部分河段水深的特點，選擇絞吸船吸的方式并配套適量岸上干化設(shè)備，協(xié)同配合下完成機械清淤工作。

4.2.3 水生態(tài)治理工程

美舍河創(chuàng)建完整的水生態(tài)系統(tǒng)，主要可分為4個子系統(tǒng)，除沉水植被、挺水浮葉植被以及水生動物外，還依據(jù)深水區(qū)含氧量偏低的特點設(shè)置有益微生物系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上充分尊重自然演替規(guī)律，并輔以適當?shù)娜斯ふ{(diào)控手段，多途徑共同作用下恢復(fù)河段生態(tài)，逐步發(fā)展為完整的水生態(tài)系統(tǒng)，使其趨于健康與均衡的狀態(tài)[4]。依托于水生態(tài)系統(tǒng)的自凈功能可實現(xiàn)對水域內(nèi)污染物的分解，從而解決了富營養(yǎng)化的問題。

4.2.4 保護帶及景觀提升工程

河流上游依然設(shè)置保護帶，具體方式是以河岸線為基準輻射100 m，所采取的綠化帶配置方式與上述所提的沙坡水庫相類似，即設(shè)置綠籬隔離帶以及灌草復(fù)合帶等，遵循的是以修復(fù)為主的理念，協(xié)調(diào)好各景觀與區(qū)域內(nèi)道路系統(tǒng)的關(guān)系，從而打造高品質(zhì)景觀工程。

4.3 美舍河下游段總體治理工藝

河段下游治理工作中，將提升閘2#處作為起始點，自此逐步延展至長堤路橋，本段總長度約8km，以截污和機械清淤為基本手段，兼并采用底質(zhì)改良技術(shù)、微生物調(diào)控技術(shù)等，并在下游段增設(shè)保護帶，實現(xiàn)綜合治理。

4.3.1 截污工程

根據(jù)下游段的基本情況，其兩岸在早期已建設(shè)了污水截留管，但長期發(fā)展過程中并未得到合理的維護，部分主干管出現(xiàn)不同程度的損壞現(xiàn)象。沿線污水的排出途徑簡單，大部分都直接排入河道，由此加劇了美舍河水體污染。對此，于本段建設(shè)截污工程，目的在于將美舍河沿線污水截流，同時加強對既有管道的優(yōu)化，分別配置限流閥，在其作用下調(diào)控截留污水量；此外改進合流管出口，于該處增設(shè)拍門，日常管理中加強管道清淤。

4.3.2 清淤工程

下游段水深較大，以絞吸船吸泥為主要方式，為之配套岸上干化設(shè)備，協(xié)同完成機械清淤工作。

4.3.3 水生態(tài)治理工程

結(jié)束本段清淤后，均勻撒底質(zhì)改良劑。依托于生物接觸氧化原理，項目區(qū)建設(shè)有益微生物系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上充分發(fā)揮出微生物的作用，通過持續(xù)性的分解處理污染物[5]。兩岸分別配置生物濾床(遵循的是均衡布設(shè)的原則)，通過此方式為有益微生物創(chuàng)造更優(yōu)良的工作空間，擴大其附著面積，使其能夠高效分解污染物。合理配置生物濾床，選擇的是生態(tài)水草，將其作為區(qū)域內(nèi)的生物填料，在其作用下擴展生物膜范圍，從而改善凈化效率，尤其是實現(xiàn)對高濃度污染物的凈化。

5 結(jié)語

黑臭水治理所含環(huán)節(jié)較多，是一項系統(tǒng)性工程。基于海綿城市建設(shè)理念，在日常工作中需加強對黑臭水的防治，根據(jù)河流各段的特點采取科學(xué)的治理措施，積極引進先進技術(shù)，從根本上解決水域污染問題，從而改善城市環(huán)境面貌。