長沙市龍王港流域水環(huán)境綜合治理探討

郭曉芳，徐 瑩，韓紅波，易 境

（1. 湖南湘江新區(qū)管理委員會，湖南 長沙 410205； 2. 湖南三友環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆?長沙 410205）

我國地表水污染問題嚴(yán)重，隨著國民經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，水環(huán)境問題、尤其是城市水體黑臭問題成為制約我國社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、影響生態(tài)安全的重大環(huán)境問題。2015 年4 月，國務(wù)院發(fā)布的《水污染防治行動計(jì)劃》（“水十條”）提出“到2020 年，地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)，到2030 年，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除”的控制性目標(biāo)[1]。

黑臭水體綜合治理是專業(yè)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，近年國內(nèi)對黑臭水體的產(chǎn)生機(jī)理、評價體系、技術(shù)路線、處置對策等方面有了較為深入的研究分析，但仍存在較多不足與瓶頸[2]。黑臭水體治理應(yīng)遵循“控源截污、內(nèi)源控制、水質(zhì)凈化、生態(tài)修復(fù)”的技術(shù)路線?？卦唇匚酆蛢?nèi)源控制是基礎(chǔ)與前提，水質(zhì)凈化是階段性手段，生態(tài)修復(fù)是長效保障措施。

1 工程概況

龍王港位于湖南省長沙市湘江新區(qū)范圍內(nèi)，是湘江的一級支流，不僅承擔(dān)著防洪和排水功能，也承擔(dān)著生態(tài)、景觀等重要功能。近20 多年的城鎮(zhèn)化高速發(fā)展，劇烈地影響著龍王港流域的結(jié)構(gòu)和功能，帶來了諸如用水短缺、河道黑臭、生態(tài)退化、自凈能力基本喪失等一系列流域性問題。

為全面貫徹落實(shí)《水污染防治行動計(jì)劃》，推動湖南省湘江保護(hù)與治理“一號重點(diǎn)工程”向縱深發(fā)展，長沙市河長辦要求，至2019 年，龍王港水質(zhì)年平均值達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》IV 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，2020 年穩(wěn)定達(dá)到IV 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

按照“一河一策”思路精準(zhǔn)治理，針對流域目前水環(huán)境治理存在的各類問題，分階段、分層次，兼顧現(xiàn)時成效與前瞻性，采取因地制宜的治理措施工程方案，從根本上扭轉(zhuǎn)水體黑臭問題惡化趨勢，實(shí)現(xiàn)水環(huán)境保護(hù)和社會經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 現(xiàn)狀調(diào)查及分析

2.1 現(xiàn)狀水質(zhì)調(diào)查

2.1.1 晴天水質(zhì)分析評價

根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果（表1），龍王港上游段水質(zhì)較好，可達(dá)到地表水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)V 類，上游支流謝家橋河水質(zhì)可達(dá)到II～I(xiàn)II 類，水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表明上游農(nóng)村污染對河道水質(zhì)的影響較?。缓佣蜗掠味嗡|(zhì)不達(dá)標(biāo)，流域內(nèi)污水處理站尾水直排及高峰時段污水溢流，污染源尚未完全控制，同時下游河道受湘江頂托，流速較緩，污染物易沉積，水質(zhì)較差。

表1 典型河口逐月水質(zhì) mg/L

2.1.2 雨天水質(zhì)分析評價

對流域排口及上下游河道水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測分析可知（見圖1），雨天龍王港流域水質(zhì)全面不達(dá)標(biāo)，水質(zhì)峰值明顯，有現(xiàn)狀的前期效應(yīng)，雨后水質(zhì)逐漸好轉(zhuǎn)，且大雨河道污染物濃度高于中小雨。此外，河道水質(zhì)受排口溢流污染的影響較大，分析主要是由于龍王港上游農(nóng)村區(qū)域無污水收集、處理設(shè)施，下游建城區(qū)管網(wǎng)雨污分流不徹底、部分老城區(qū)仍為合流制，因此雨天溢流污染對河道水質(zhì)的影響較大。

圖1 南園路排口下游降雨期間水質(zhì)變化規(guī)律

2.2 黑臭水體成因分析

2.2.1 上游來水污染嚴(yán)重

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，龍王港自上游到下游水質(zhì)逐漸惡化，從雷鋒河入河口往下水質(zhì)變?yōu)榱覸 類，污染源主要集中在肖河和雷鋒河兩條支流，其主要原因是沿線排口截污不徹底，污染物超標(biāo)入河，其中肖河以工業(yè)污染為主，雷鋒河以雷鋒鎮(zhèn)的生活污水和畜禽養(yǎng)殖廢水為主。見圖2。

圖2 肖河（左）、雷鋒河（右）現(xiàn)場圖

2.2.2 截污不完善

主要表現(xiàn)在污水管網(wǎng)缺失，雨污水管網(wǎng)錯接、混接嚴(yán)重，雨污分流不徹底三個方面。部分老城區(qū)受制于道路建設(shè)時序，市政污水管網(wǎng)體統(tǒng)尚未完全形成，如南園路、桐梓坡路、玉蘭路、麓景路、雷鋒河兩廂等污水干管尚不完善，二環(huán)以東片市政污水支管基本缺失。龍王港流域已建成的雨污水管網(wǎng)錯接、混接較為嚴(yán)重。根據(jù)調(diào)查，龍王港流域共78 個雨水排放口，大部分存在雨污混接情況；小區(qū)、廠區(qū)出口處雨污水管網(wǎng)錯接亦大量存在。此外，老城區(qū)居住小區(qū)普遍存在雨污分流不徹底的情況，多數(shù)小區(qū)為雨污合流，新建城區(qū)管網(wǎng)建設(shè)相對較好，但仍存在大量污水接入雨水管的情況。

2.2.3 污水處理能力不足

龍王港流域?qū)儆谠缆次鬯幚韽S和雷鋒水質(zhì)凈化廠服務(wù)范圍，因雷鋒污水處理廠尚未建成，片區(qū)所有污水均由岳麓污水處理廠處理。但隨著區(qū)域的快速發(fā)展，污水量大幅增加，超出岳麓污水廠處理能力，導(dǎo)致部分片區(qū)污水無法進(jìn)行集中處理，存在污水直排河道現(xiàn)象。而位于龍王港兩廂最低點(diǎn)的南園路雨水箱涵口因?yàn)槌薪恿松嫌未蟛糠皱e接、漏接、混接的生活污水而成為流域最大污染源。見圖3。

圖3 龍王港南園路段（左）、龍王港南園路污水直排口（右）現(xiàn)場圖

2.2.4 水生生物系統(tǒng)不完善

龍王港流域水資源總量雖然豐富，但豐、枯徑流量相差懸殊，受湘江綜合樞紐回水頂托影響，枯水季節(jié)河流下游水體流動性差，與外界水體交換水量小，水體自凈能力降低。同時河道納入過多的污染物，溶解氧降低，且河道坡度較緩，生態(tài)基流不足，動植物的生存條件惡劣，致使河道內(nèi)水生動植物較少，水生態(tài)系統(tǒng)不完善，河道自凈能力差，部分河段出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象。

2.2.5 底泥污染嚴(yán)重

龍王港流域常年過量納污，南園路橡膠壩以下河段淤積嚴(yán)重，河床底部沉積了大量發(fā)黑發(fā)臭的底泥，在水力沖刷、人為擾動以及生物活動影響下，沉積底泥再懸浮進(jìn)而向水體釋放氮、磷及耗氧性有機(jī)物等污染物，形成營養(yǎng)物質(zhì)內(nèi)源污染，導(dǎo)致水體發(fā)黑發(fā)臭。

3 工程治理方案

黑臭水體治理“問題在水里、根源在岸上；核心是管網(wǎng)、排口是關(guān)鍵”[3]。龍王港流域水環(huán)境綜合治理主要圍繞龍王港流域截污體系提質(zhì)增效、溢流污染控制、河道清淤、垃圾清理和枯水期生態(tài)流量補(bǔ)給等多方面開展。

1）截污體系提質(zhì)增效

①增加污水處理能力。新建雷鋒水質(zhì)凈化廠，設(shè)計(jì)總規(guī)模為50.0 萬m3/d，其中近期設(shè)計(jì)規(guī)模為25.0 萬m3/d，出水水質(zhì)執(zhí)行準(zhǔn)IV 類標(biāo)準(zhǔn)。主體工藝采用AAOA+MBR 工藝，尾水自流排入梅溪湖西延線及黃橋大道東南側(cè)人工濕地作為景觀補(bǔ)水。該項(xiàng)目于2019 年7 月31 日正式投產(chǎn)運(yùn)行，至此，流域內(nèi)污水處理設(shè)施規(guī)?？膳c實(shí)際污水量相匹配，岳麓污水處理廠生產(chǎn)壓力得以緩解，基本解決了污水直排的問題。

②截污納管，源頭減排。針對管網(wǎng)體系缺失及不健全區(qū)域，全面恢復(fù)排水管網(wǎng)架構(gòu)和體系，重點(diǎn)實(shí)施南園路匯水范圍截污干管、支管建設(shè)以及賞月路、麓云路、麓谷大道、金星路、湖南大學(xué)北校區(qū)污水主干管完善；實(shí)施市政排水管網(wǎng)錯接點(diǎn)改造，對現(xiàn)已查明的雨污錯接點(diǎn)，分區(qū)、分期實(shí)施改造，從岸上源頭解決雨污合流的問題；實(shí)施污水井防滲漏處理，針對流域兩廂現(xiàn)有磚砌污水井進(jìn)行防滲漏處理，防止污水外滲和地下水滲入；實(shí)施污水市政管網(wǎng)修復(fù)，結(jié)合前期勘測測量成果，先行啟動一批市政污水管網(wǎng)變形、破裂、錯口等結(jié)構(gòu)性缺陷修復(fù)工作。

2）南園路箱涵排口污水應(yīng)急處理

根據(jù)實(shí)際調(diào)查，建成區(qū)內(nèi)最大污染源為南園路排水干渠直排的生活污水，考慮到南園路箱涵納污面積較廣，污水量較大，且岳麓污水處理廠已滿負(fù)荷運(yùn)行，無法接納更多污水，因此在雷鋒水質(zhì)凈化廠建成前，在南園路箱涵排口處建立一套污水截流及應(yīng)急處理系統(tǒng)，主體工藝采用高效加砂沉淀池+曝氣生物濾池工藝，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為2.0 萬m3/d，出水執(zhí)行一級A 標(biāo)準(zhǔn)，處理后尾水排放至龍王港作為河道生態(tài)補(bǔ)水。見圖4。

圖4 南園路污水應(yīng)急處理站（左）、生物濾池罐體（右）現(xiàn)場圖

3）河道清淤

對龍王港南園路——楓林路段（2.45 km）和肖河口——南園路段（3.72 km）河道進(jìn)行清淤工作，清淤水下自然方量7.92 萬m3，采用機(jī)械脫水，干化脫水后淤泥量為4.75 萬m3，干化脫水后的淤泥外運(yùn)至長沙黑麋峰垃圾填埋場填埋，分離出的砂石回填于河道。清淤完成后對河道兩岸寬2 m 淺水區(qū)域進(jìn)行底泥原位修復(fù)。同時在龍王港南園路——楓林路段設(shè)置4 臺推流曝氣機(jī)、20 臺微納米曝氣機(jī)人工曝氣增氧。

4）生態(tài)岸坡整治

龍王港南園路——楓林路段（2.45 km）0+850.00～0+1050.00 河道右岸1+600.00～1+850.00 及1+950.00～2+050.00 河道左岸存在大面積裸露坡地，需對該三段岸線進(jìn)行整治。整治方案以防沖刷為主，采用“松木樁+生態(tài)袋護(hù)坡”型式進(jìn)行岸坡改造，在坡腳設(shè)置松木樁，松木樁梢徑為12 cm，間距0.3 m，設(shè)計(jì)頂高29.7 m，木樁嵌入淤泥不小于1 m，岸坡消落帶上布置生態(tài)沙袋防止岸坡沖刷。

龍王港黃橋大道——梅溪湖路西延線段（850 m）岸線整治工程原則上采用土質(zhì)自然坡岸，常水位以下種植濕地植物，常水位以上草皮護(hù)坡，對當(dāng)沖段采用連鎖式護(hù)坡進(jìn)行防護(hù)。

5）垃圾清理

對二環(huán)線撇洪渠沿線生活垃圾清除，清理范圍長750 m，主要將二環(huán)線撇洪渠內(nèi)及左岸內(nèi)生活垃圾清除，并將堆積垃圾清運(yùn)至垃圾收集站。

6）枯水期生態(tài)流量補(bǔ)給

枯水期河道上游來水不足的情況下，于龍王港入湘江河口處取水補(bǔ)給至梅溪湖，增加龍王港的生態(tài)基流，形成河道內(nèi)的活水循環(huán)，改善河道內(nèi)水生態(tài)環(huán)境。

工程起點(diǎn)為龍王港入湘江河口，終點(diǎn)為梅溪湖東湖，項(xiàng)目起點(diǎn)龍王港河口設(shè)潛水泵房1 座，取水流量為1.5 m3/s。補(bǔ)水管道采用Φ1 020×10 mm 的螺旋鋼管及K9 級DN1000 球墨鑄鐵管，沿咸嘉湖南路橫穿咸嘉湖、沿金星路敷設(shè)過龍王港引水至梅溪湖東湖，分別于咸嘉湖及石佳嶺景區(qū)東湖設(shè)置補(bǔ)水“T”口，管道全長約5.32 km。

7）初雨及溢流污染控制

在對截污體系進(jìn)行完善和修復(fù)的基礎(chǔ)上，針對幾個較大的雨水箱涵如賞月路、麓云路、麓谷大道、南園路等，設(shè)置調(diào)蓄池及配套收集輸送系統(tǒng)，將收集的初雨及溢流污水輸送至污水處理廠進(jìn)行處理，進(jìn)一步降低匯水區(qū)面源污染。

4 工程實(shí)施效果

雷鋒污水處理廠一期工程12.5 m3/d 工程已于2019 年7 月通水試運(yùn)行，出水穩(wěn)定，達(dá)到《湖南省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 43/T1546-2018）要求。本項(xiàng)目采取截污納管、河道清淤、生態(tài)岸坡整治、垃圾清理、生態(tài)流量補(bǔ)給等一系列標(biāo)本兼顧措施對河道進(jìn)行治理后，解決了流域內(nèi)污水的直排問題，提升了水體自凈能力，恢復(fù)水體生態(tài)平衡，形成具有菌、藻、浮游生物、底棲動物、魚、蝦和水生植物等多級生物鏈的良性生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，黑臭現(xiàn)象得以消除，同時改善了水生態(tài)環(huán)境，提高了城市形象。

5 結(jié)論與建議

流域水環(huán)境綜合治理是一項(xiàng)目專業(yè)性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，任何一項(xiàng)單一的技術(shù)都不能達(dá)到長治久清的目的[4]。應(yīng)遵循“一河一策”的治理思路，根據(jù)流域的具體情況針對性地制定治理方案，因地制宜，精準(zhǔn)治理，在保證治理效果的同時兼顧經(jīng)濟(jì)性。

為保障和鞏固龍王港水環(huán)境治理成果，進(jìn)一步優(yōu)化提升流域水體水質(zhì)，促進(jìn)區(qū)域生態(tài)可持續(xù)健康發(fā)展，根據(jù)國內(nèi)其他流域黑臭水體治理工程實(shí)踐案例，結(jié)合龍王港流域治理過程中的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，提出以下幾點(diǎn)建議與對策：

1）加強(qiáng)管道清淤及維護(hù)。排水管道，特別是合流制管道、暗渠，淤積情況較為嚴(yán)重，必須加強(qiáng)管道清淤和管理維護(hù)工作，減少管道內(nèi)的淤積量，防止大雨時段淤積污泥被雨水沖出管道及進(jìn)入水體對水環(huán)境造成沖擊。

2）加強(qiáng)建設(shè)項(xiàng)目的管理。加強(qiáng)在建、新建項(xiàng)目的管理工作，保證在建、新建項(xiàng)目均按雨污分流的排水體制設(shè)計(jì)和實(shí)施。特別是施工驗(yàn)收環(huán)節(jié)，必須明晰雨水管與污水管的性質(zhì)及排入市政管道的具體位置和排入管道性質(zhì)，杜絕出現(xiàn)混接、錯接、漏接的情況。

3）全方位強(qiáng)化排水監(jiān)管調(diào)度工作。一是強(qiáng)化排水許可管理工作，發(fā)揮其在防治源頭污染、規(guī)范建筑工地臨時排水和建成項(xiàng)目排水行為中的積極作用。二是強(qiáng)化科學(xué)管控調(diào)度，構(gòu)建流域污染在線監(jiān)測系統(tǒng)，消除人工巡查存在的監(jiān)管盲點(diǎn)，加強(qiáng)流域水環(huán)境監(jiān)管力度，杜絕污水偷排。

4）建管結(jié)合，充分發(fā)揮政府和民眾的督導(dǎo)作用。建立市民監(jiān)督、舉報制度，和市民志愿者小組對城鎮(zhèn)流域水體進(jìn)行管理，充分利用廣大人民群眾的力量，共同促進(jìn)黑臭水體的消除以及生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。