表面流人工濕地在城市黑臭水體治理中的設(shè)計(jì)應(yīng)用
——以南城白馬大氹為例

張曉維，凌微

（中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，武漢430010）

1 引言

東莞市屬于珠江三角洲河網(wǎng)地區(qū)，河流水系發(fā)達(dá)。由于城市化進(jìn)程的深入，城市人口規(guī)模和工企業(yè)的不斷發(fā)展，生活與生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物負(fù)荷超出了河道的自凈能力。此外，河道底泥內(nèi)源污染物的長期釋放，河道水動力條件差等問題，最終導(dǎo)致城市水體黑臭現(xiàn)象的產(chǎn)生。隨著生態(tài)文明建設(shè)的落實(shí)，城市黑臭水體治理已刻不容緩。據(jù)住建部“城市黑臭水體整治信息發(fā)布平臺”數(shù)據(jù)顯示[1]，東莞市2017 年亟待完成治理工作的黑臭水體有10 條，南城白馬大氹為其中一條。

2 工程概況

白馬大氹屬于石鼓河的支流，白馬大氹明渠段長186m，寬18～30m，系南城白馬社區(qū)的一條主要排水通道，白馬大氹與上游的暗渠相接，下游直接接入石鼓河。

白馬大氹上游的暗渠起點(diǎn)位于陽光五小附近，與陽光五小南側(cè)的暗渠相連，此暗渠直接排入運(yùn)河，出口設(shè)有排澇泵站；白馬大氹的下游直接排入石鼓河，在入石鼓河前設(shè)有閘門。

整治前，白馬大氹的水質(zhì)被判定為重度黑臭，透明度、溶解氧、氨氮等指標(biāo)均在重度黑臭范圍內(nèi)，河涌水質(zhì)惡臭，周邊居民滿意度非常低。為此，東莞市政府要求在2017 年年底前，完成白馬大氹的消除黑臭任務(wù)。

3 黑臭成因分析

根據(jù)“黑臭在水里、根源在岸上；關(guān)鍵在排口，核心在管網(wǎng)”，對白馬大氹開展了污染源及環(huán)境條件調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，造成白馬大氹黑臭的原因如下：

1）點(diǎn)源污染。白馬大氹的服務(wù)范圍基本都是社區(qū)居民，民居內(nèi)的雨污合流水就近排入上游暗渠或者直接排入白馬大氹，排水管管徑為（300～2000）mm×1500mm（箱涵）。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，白馬大氹沿線的排口共有5 個(gè)，經(jīng)測算污水量約為450m3/d。

2）面源污染。白馬大氹是白馬社區(qū)的主要排水通道，服務(wù)面積24.57ha，周邊的雨水通過合流管或者地表徑流直排進(jìn)入白馬大氹，初期的雨水將地面污染物攜帶入河涌，造成水體污染。

3）內(nèi)源污染。白馬大氹河床較寬，河涌內(nèi)的水流緩慢，水動力條件差，多年未進(jìn)行清淤，底泥淤積嚴(yán)重。底泥中的污染物在微生物作用下發(fā)生腐敗[2]，是造成水體黑臭的重要原因之一。

4 治理方案

根據(jù)黑臭成因，有針對性地制定整治方案，達(dá)到消除黑臭的工程目標(biāo)。

4.1 控源截污

在新建白馬大氹排水渠時(shí)，同時(shí)在明渠的兩側(cè)新敷直徑400～1000mm 排水管，旱季時(shí)，污水兩側(cè)居民的生活污水通過截污管進(jìn)入位于大氹東側(cè)的新建截水渠，截水渠末端設(shè)置集水池，集水池的污水通過直徑400～600mm 污水管接入黃金路污水系統(tǒng)，既保證旱季時(shí)污水全部截流進(jìn)入污水系統(tǒng)，雨季時(shí)正常排澇。

4.2 內(nèi)源治理

根據(jù)地勘報(bào)告，底泥深約1.5m，則清淤的污泥量為V=3 936×1.5=5 904m3，清除污泥量按照5 904m3考慮。經(jīng)檢測，底泥經(jīng)脫水后可外運(yùn)無害化處置。

4.3 活水循環(huán)，生態(tài)修復(fù)

考慮在大氹在平時(shí)的水流速度極慢，幾乎處理靜止?fàn)顟B(tài)。故，在靠近莞深高速公路箱涵附近設(shè)置兩座循環(huán)泵井，水泵參數(shù)為：流量Q=150m3/h，揚(yáng)程H=0.5m，功率N=0.75kW。保證水體有一定的循環(huán)，恢復(fù)其水動力條件，水體在挺水植物凈化區(qū)內(nèi)的流速為0.1m/s。白馬大氹的整治橫斷面如圖1 所示。

圖1 河道整治橫斷面圖

在河道兩側(cè)設(shè)置了表面流人工濕地，對水質(zhì)進(jìn)行凈化處理。河道邊種植梭魚草、黃菖蒲、雨久花、旱傘草等低矮植物；靠近親水平臺種植蘆葦、花葉蘆竹、花葉芒等較高的水生植物；放坡地段種植千屈菜、龍船花、花葉美人蕉、紫花勒杜鵑、長春花等色彩艷麗的觀花植物，在凈化水質(zhì)的同時(shí)，使植物搭配營造出不同特色的綠色植物空間。

5 表面流人工濕地污染物降解計(jì)算

表面流人工濕地污染物降解計(jì)算包括：

1）濕地建設(shè)面積：新村側(cè)544m2、舊村側(cè)546m2，濕地總面積為1 090m2。

2）設(shè)計(jì)BOD5負(fù)荷：本項(xiàng)目設(shè)計(jì)BOD5 負(fù)荷取值10kg/（ha·d），則每天設(shè)計(jì)去除的污染物濃度為：10kg/（ha·d）×1 090m2=1.09kg/d

3）設(shè)計(jì)水力負(fù)荷：本項(xiàng)目設(shè)計(jì)水力負(fù)荷取值0.13m3/（m2·d）

4）設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及去除率如表1 所示。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及去除率

5）運(yùn)行方式。在本方案中，設(shè)置了內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，氹內(nèi)形成封閉水體，由水泵提升，水體不停地流經(jīng)表面流人工濕地，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的逐步凈化。原則上，在外源污染得到控制的情況下，氹內(nèi)的水質(zhì)將會逐步地得到改善。

實(shí)際上，2017 年年底完成了白馬大氹綜合治理后，配合有效的運(yùn)維管理，2 年多以來穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)消除黑臭，甚至部分指標(biāo)達(dá)到地表V 類水標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)語

河道治理是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程。在制定治理措施前，應(yīng)進(jìn)行污染源及環(huán)境條件摸查，充分掌握河涌本底情況后，才能制訂有效的、長制久清的整治方案。相比于一體化處理設(shè)備，表面流人工濕地具有低碳、環(huán)保等優(yōu)勢，在有用地條件下，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，適當(dāng)選用。