青島市樓山河黑臭水體整治階段性研究

張明輝，王 琳

(1.中國(guó)海洋大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266000； 2.中國(guó)海洋大學(xué) 海洋環(huán)境與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100)

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，水污染控制與治理措施相對(duì)滯后，水環(huán)境質(zhì)量日趨惡化，多數(shù)城市出現(xiàn)了季節(jié)性和常年性水體黑臭現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅到了居民的健康和城市生態(tài)安全，黑臭水體治理已逐漸成為重要的關(guān)注點(diǎn)[1-3]。為此，2015年國(guó)務(wù)院頒布實(shí)施了“水十條”[4]，青島市作為“海綿城市”建設(shè)的試點(diǎn)積極響應(yīng)，印發(fā)了《青島市城市黑臭水體整治工作方案》，要求全面落實(shí)“水十條”，消除城市黑臭水體、改善城市水生態(tài)環(huán)境。本文以青島市樓山河黑臭水體治理工程為例，在參考國(guó)內(nèi)外成功案例的基礎(chǔ)上，將國(guó)內(nèi)政策與清淤、截污、管網(wǎng)建設(shè)、生態(tài)河道等工程手段相結(jié)合[5-8]，立足于河道現(xiàn)狀，因地制宜地對(duì)樓山河河道進(jìn)行整治，為青島市乃至全國(guó)的黑臭水體治理提供了可借鑒的樣本。

1 流域概況

樓山河位于李滄區(qū)西北部，發(fā)源于虎頭石，河道下游在環(huán)灣路處進(jìn)入膠州灣，河道全長(zhǎng)約6.9 km，流域面積5.08 km2。樓山河水系含多條支流，包括樓山后河、劉家宋戈莊支流和印江路支流。此次整治范圍北達(dá)遵義路，南抵樓山河南岸，東到重慶中路，西至入?？?，具體整治范圍如圖1所示。

圖1 樓山河整治范圍Fig.1 Renovation scope of Loushan River

樓山河的整治工程已開(kāi)展多年，治理范圍為樓山河及其3條支流。歷年來(lái)經(jīng)多次治理，河道兩側(cè)污水干管大多已敷設(shè)完畢，且已接入樓山河污水處理廠。但是由于兩側(cè)污水支管缺乏系統(tǒng)有效的敷設(shè)，污水亂流問(wèn)題仍較突出，部分河段的河水渾濁、顏色多變，水動(dòng)力缺乏，水體交換困難，污染物長(zhǎng)期淤積，河道底泥遭到污染，水質(zhì)惡化，水體中的COD、氨氮、總氮、總磷等主要指標(biāo)均嚴(yán)重超標(biāo)，黑臭問(wèn)題嚴(yán)重。

2 樓山河流域整治階段性調(diào)研

2.1 “水十條”施行前樓山河河道整治狀況調(diào)研

2005年對(duì)樓山河采取了硬化護(hù)岸、修建河道管理路、簡(jiǎn)易綠化等相關(guān)措施；2010年，對(duì)流域點(diǎn)源進(jìn)行了簡(jiǎn)易截污治理；2011年，對(duì)重慶路以東上游區(qū)段進(jìn)行了點(diǎn)源截污、修建截流池、管道改造等相關(guān)措施；2015年，再次對(duì)部分點(diǎn)源采取了截污、修建截流池等治理措施。

為開(kāi)展新一輪黑臭水體整治工作，2016年6月，對(duì)樓山河流域治理現(xiàn)狀及采取的措施進(jìn)行了實(shí)地勘察和整治基礎(chǔ)調(diào)研。結(jié)果表明：上游河道蜿蜒窄小，河岸雜草叢生，垃圾堆積現(xiàn)象嚴(yán)重；中游河道雜草覆蓋，多點(diǎn)源偷排，河道正中有一混凝土河道子槽(深0.5 m、寬2.0 m)，部分槽段偶見(jiàn)截留，污水?dāng)r截入污水井；下游入?？谔帲勰嘤俜e嚴(yán)重。對(duì)前期污染點(diǎn)源的大部分工程已采取了治理措施，部分點(diǎn)位由于其下游管道不完善、企業(yè)搬遷、鐵路施工等原因尚未實(shí)施治理。河道局部現(xiàn)狀及可見(jiàn)措施分別如圖2和圖3所示。

圖2 河道局部狀況Fig.2 Local status of Loushan River

圖3 樓山河河道內(nèi)的截留井與截留池Fig.3 Interception wells and detention ponds in the Loushan River channel

2.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研現(xiàn)狀分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：點(diǎn)、面源污染及內(nèi)、外源污染并存，是黑臭河道的共性問(wèn)題，比如點(diǎn)源污染中的污水直排口、面源污染中的上游農(nóng)田等問(wèn)題(同時(shí)也是外源污染)，內(nèi)源污染中的底泥問(wèn)題。同時(shí)發(fā)現(xiàn)由于城市建設(shè)和發(fā)展的需要，該河道自身也存在以下特性問(wèn)題。

(1) 隨著城市發(fā)展而來(lái)的農(nóng)田面源污染問(wèn)題基本可以忽略；

(2) 城鄉(xiāng)結(jié)合部的私接亂排問(wèn)題突出；

(3) 作為老工業(yè)區(qū)，污染企業(yè)搬遷后未拆除地塊遺留了相當(dāng)部分的排水管道，間斷性地滲流污水；

(4) 地處城區(qū)與郊區(qū)交界處，排水管道經(jīng)多次、多部門(mén)、長(zhǎng)時(shí)間建設(shè)，導(dǎo)致管道布設(shè)無(wú)序、甚至無(wú)法配套；

(5) 河道生態(tài)匱乏、淤泥長(zhǎng)期淤積。

以上種種現(xiàn)狀代表了城市擴(kuò)大發(fā)展過(guò)程中典型的城區(qū)河流黑臭問(wèn)題。本文針對(duì)樓山河以下3個(gè)方面的主要污染問(wèn)題進(jìn)行調(diào)研說(shuō)明。

2.2.1污染點(diǎn)源增多

調(diào)研發(fā)現(xiàn)點(diǎn)源排放口有40余處，與2015年相比增加了近一倍，包括紅旗化工廠、一汽集團(tuán)等工廠排水暗渠，遵義路煤場(chǎng)、松泰偉業(yè)機(jī)械制造廠等污水直排口，臨河商戶廁所排污等，如圖4所示。

圖4 樓山河河道兩側(cè)點(diǎn)源排放口Fig.4 Point source discharge on both sides of Loushan River

2.2.2排水體系不完善

據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，樓山河沿岸排水干管大部分已敷設(shè)，但由于廠房拆遷、城區(qū)改造、避讓鐵路線等原因，導(dǎo)致排水干管布置不規(guī)范，部分現(xiàn)狀如圖5所示。具體表現(xiàn)在：

圖5 樓山河河道內(nèi)部分破損污水管道及檢查井Fig.5 Some damaged sewage pipes and inspection wells in Loushan River

(1) 未敷設(shè)排水管道的地段包括膠濟(jì)鐵路線-印江路段、南岸坊子街-安順路段。

(2) 管道敷設(shè)于河道中的地段包括樓山后河北岸貴陽(yáng)路-印江路段、南岸樓山支路橋處，德江路與膠濟(jì)鐵路交匯處。

(3) 管道橫穿河道，先接入對(duì)岸的(包括樓山支路橋處南岸)敷設(shè)于河道中的污水管道，再接入到北岸河道中污水干管；四流北路后北岸污水管道過(guò)河接入到南岸污水管道。

(4) 河道中已敷設(shè)的管道，由于埋深不夠，出現(xiàn)了外漏破損。

(5) 多座檢查井位于河道中央，部分破損，致使污水溢出。

2.2.3河道淤積嚴(yán)重

樓山河流域徑流補(bǔ)給來(lái)源主要是大氣降水，徑流的季節(jié)變化明顯，河道斷流嚴(yán)重。水動(dòng)力缺乏，水體交換困難，污染物長(zhǎng)期淤積，水質(zhì)惡化[9-11]；受潮水頂托影響，入?？诙魏硬塾俜e嚴(yán)重，部分現(xiàn)狀如圖6所示。

3 黑臭原因分析及技術(shù)路線選定

在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)造成黑臭的原因進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，河道污染主要源于外源污染持續(xù)輸入和內(nèi)源污染缺乏治理。

(1) 外源污染主要包括河道兩側(cè)的點(diǎn)源排污、部分區(qū)域的污水管網(wǎng)建設(shè)不完善、雨污管道混接以及周邊垃圾堆積而產(chǎn)生的滲濾液。

(2) 內(nèi)源污染包括河道淤積嚴(yán)重、垃圾進(jìn)入等。

通過(guò)對(duì)黑臭產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)外治理技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，遵循“外源減排、內(nèi)源控制為基礎(chǔ)，水質(zhì)凈化為手段，補(bǔ)水活水、生態(tài)修復(fù)為保障”的基本路線[12-15]，對(duì)樓山河黑臭水體整治的技術(shù)路線進(jìn)行了選擇。

鑒于樓山河河道兼負(fù)有防洪職責(zé)，因此其黑臭水體的治理應(yīng)結(jié)合水安全層面綜合考慮。通過(guò)技術(shù)路線的選定，以期達(dá)到以下目標(biāo)：① 水安全方面(水利工程措施)，滿足50 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，小雨不積水，大雨不內(nèi)澇；② 水環(huán)境方面(市政工程措施)，樓山河、樓山后河等主要河流的水質(zhì)目標(biāo)達(dá)到Ⅳ類水體；③ 水生態(tài)方面(環(huán)境工程措施)，樓山河、樓山后河等主要河流的生態(tài)岸線比例在2018年末達(dá)到92%以上的標(biāo)準(zhǔn)。具體到與黑臭水體直接相關(guān)的措施，主要有以下3個(gè)方面。

(1) 截污納管。阻斷各種可能的污染來(lái)源，包括城市污水截流、私接亂排點(diǎn)源、雨水沖刷形成的面源及垃圾傾倒引起的固體廢物污染源和垃圾滲濾液等。從源頭上合理布置排水管網(wǎng)，進(jìn)行雨污分流建設(shè)，杜絕外源污染物進(jìn)入河道。

(2) 內(nèi)源控制。河道底泥清淤疏浚，降低內(nèi)源污染負(fù)荷；及時(shí)清理水生植物殘?bào)w，避免殘?bào)w腐爛消耗氧氣，加劇污染。

(3) 生態(tài)修復(fù)。構(gòu)建水生生物群落，促進(jìn)物質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)[16-19]，利用水生動(dòng)植物及微生物構(gòu)成完整的共生生物體系，有效去除水體污染物[19-21]，實(shí)現(xiàn)水體自凈。

長(zhǎng)期技術(shù)路線如圖7所示。

圖7 長(zhǎng)期技術(shù)路線Fig.7 Long-term technical route

鑒于技術(shù)、資金和工程條件，以上措施難以一次性全部實(shí)施。本次治理主要以水利工程、市政工程和環(huán)境工程中的底泥工程及綠地建設(shè)工程為主，未進(jìn)行大規(guī)模的生態(tài)修復(fù)，僅在局部完善了水邊綠植，以保障原有生態(tài)。

4 工程措施

治理工程實(shí)施的主要內(nèi)容包括水安全、水環(huán)境、水生態(tài)等3個(gè)方面。

4.1 水利工程措施

河道現(xiàn)狀為20 a一遇行洪標(biāo)準(zhǔn)，由于缺乏統(tǒng)一管理，伴隨著城市的建設(shè)開(kāi)發(fā)，部分河道斷面束窄，淤積堵塞嚴(yán)重、河道被擠占，兩岸部分堤防缺失，雨季河道防洪排澇存在安全隱患。根據(jù)GB50201-2014《防洪標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T50805-2012《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、SL252-2000《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》以及GB50286-2013《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)要求，研究確定：規(guī)劃河道防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用50 a一遇，排澇重現(xiàn)期為10 a一遇；堤防工程級(jí)別為3級(jí)，蓄水構(gòu)筑物級(jí)別為3級(jí)；擋潮閘的防風(fēng)暴潮標(biāo)準(zhǔn)采用100 a一遇標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，研究?jī)?yōu)化河道河底高程和縱斷、橫斷及護(hù)岸結(jié)構(gòu)，確定蓄水構(gòu)筑物布置及形式，包括疏浚工程、堤防工程、護(hù)岸工程、攔河構(gòu)筑物工程等。

為了進(jìn)一步對(duì)工程進(jìn)行說(shuō)明，本研究選取了樓山后河與樓山河交界處的河道斷面作為實(shí)例，對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)依據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)略的水文推算說(shuō)明。

4.1.1設(shè)計(jì)洪水計(jì)算

以樓山后河與樓山河交界處斷面為例進(jìn)行洪水計(jì)算。由于流域無(wú)實(shí)測(cè)洪水流量資料，因此洪水計(jì)算采用暴雨資料進(jìn)行推求，計(jì)算方法采用《山東省小型水庫(kù)洪水核算辦法》，由以下公式進(jìn)行推導(dǎo)。

(1) 干流比降J。

(1)

(2) 流域特征綜合參數(shù)K。

(2)

(3) 各頻率下24 h暴雨量H24。

(3)

算得H24(1%)=356.95 mm，H24(2%)=307.45 mm，H24(10%)=195.80 mm；

(4)不同設(shè)計(jì)頻率的洪峰流量Qm。

Qm=qmF

(4)

算得Q1%=100.94 m3/s，Q2%=86.77 m3/s，Q10%=46.53 m3/s。

上述式中：Z0，Z1,…,Zn表示自出口斷面起沿流程各特征地面點(diǎn)的高程；L1，L2，…，Ln表示各特征點(diǎn)間的距離；L表示干流長(zhǎng)度，4.79 km；F表示控制流域面積，5.08 km2；H表示多年平均最大 24 h降雨量，110 mm；Kp表示應(yīng)用皮爾遜Ⅲ型頻率曲線模比系數(shù)，查表得K1%=3.245，K2%=2.795，K10%=1.78；qm表示各頻率下單位面積最大洪峰流量模數(shù)，查qm-H24-K關(guān)系曲線得q1%=9.16 m3/(km2·s)，q2%=17.08 m3/(km2·s)，q10%=19.87 m3/(km2·s)。

4.1.2水面線推求

水面線推算采用百圖水利土石方軟件，通過(guò)數(shù)據(jù)文件(斷面、流量、壅高等)的錄入和相應(yīng)參數(shù)(糙率、起始水位等)的設(shè)置進(jìn)行推算，推算原理為河道恒定非均勻流公式。

(5)

根據(jù)以上推算，可得到左右岸地面高程、現(xiàn)狀河底高程、10 a一遇水位高程以及50 a一遇水位高程。

4.1.3主要工程措施及實(shí)施依據(jù)

(1) 疏浚工程。疏浚工程主要是對(duì)河槽、河底進(jìn)行疏浚，河道設(shè)計(jì)比降的確定是根據(jù)現(xiàn)狀淤積情況，遵循現(xiàn)狀河道的整體比降趨勢(shì)，同時(shí)又考慮到新建攔河構(gòu)筑物對(duì)水面壅高的影響和河道上、下游連接處的現(xiàn)狀河底高程的實(shí)際情況而綜合確定的。對(duì)于現(xiàn)狀河底高程高于設(shè)計(jì)高程的，將其清理至設(shè)計(jì)高程；對(duì)于低于設(shè)計(jì)高程的不予回填。根據(jù)河道現(xiàn)狀水面線推求成果，可以判斷河道兩岸現(xiàn)狀地面高程是否滿足防洪要求。為達(dá)到設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)和使河道泄洪順暢，對(duì)河道主槽寬度根據(jù)上游現(xiàn)狀河道寬度進(jìn)行調(diào)整，并在規(guī)劃藍(lán)線允許的情況下，對(duì)其余部分河段在滿足行洪要求的基礎(chǔ)上適當(dāng)拓寬。其中，樓山后河主槽(寬30～115 m)疏浚3.258 km，樓山河主槽(寬18～54 m)疏浚2.582 km，宋戈莊支流主槽(寬17～50 m)疏浚0.700 km，印江路支流主槽(寬18～50 m)疏浚0.348 km，土方開(kāi)挖外運(yùn)約43.64萬(wàn)m3。

(2) 堤防工程。根據(jù)GB50286-2013《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，堤頂高程應(yīng)按設(shè)計(jì)洪水位加堤頂超高來(lái)確定。根據(jù)式(6)～(8)計(jì)算得到50 a一遇水位的設(shè)計(jì)堤頂高程和感潮段100 a一遇防風(fēng)暴潮設(shè)計(jì)的堤頂高程，比較兩種情況下設(shè)計(jì)的堤頂高程，選其較大值。結(jié)合河道現(xiàn)狀高程和護(hù)岸斷面形式，對(duì)兩岸地面高程低于設(shè)計(jì)堤頂高程的，設(shè)防浪墻或回填種植土；對(duì)高于設(shè)計(jì)高程的地面則保留現(xiàn)狀。據(jù)此，新建防浪墻0.55萬(wàn)m3，回填種植土3.23萬(wàn)m3。防浪墻采用C20鋼筋混凝土和C20細(xì)石混凝土灌砌亂石防浪墻兩種形式，防浪墻頂寬0.5 m。其中，堤頂超高：

(6)

式中：R為設(shè)計(jì)波浪爬高，m，由式(7)計(jì)算；e為設(shè)計(jì)風(fēng)壅水面高度，m，由式(8)計(jì)算；A為安全加高，m，根據(jù)GB50286-2013《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，按允許越浪考慮，安全加高值取0.4 m。

(7)

(8)

式中：K為綜合摩阻系數(shù)，V為設(shè)計(jì)風(fēng)速，F(xiàn)為風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，d為水域平均水深，β為風(fēng)向與垂直堤軸線的法線的夾角。

(3) 護(hù)岸工程。根據(jù)GB50707-2011《河道整治設(shè)計(jì)規(guī)范》中附錄B.2.1，2.2的設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)計(jì)算沖刷深度，計(jì)算得到的樓山后河h沖=0.56～1.00 m，樓山河h沖=0.57 m，宋戈莊支流h沖=0.46 m，印江路支流h沖=0.37 m，基礎(chǔ)埋深宜在沖刷線以下0.50～1.00 m，因此本次工程設(shè)計(jì)護(hù)岸基礎(chǔ)埋深均為1.50 m。對(duì)原護(hù)岸結(jié)構(gòu)保留的，由于清淤造成了基礎(chǔ)抗沖刷深度不滿足要求，所以為了保護(hù)原護(hù)坡，在原基礎(chǔ)上采用格賓石籠護(hù)底和拋石理砌護(hù)腳措施。主槽采用C20細(xì)石混凝土灌砌亂石擋墻護(hù)岸。護(hù)砌采用格賓石籠擋墻結(jié)構(gòu)，上部采用草皮護(hù)坡。此次共新建格賓石籠擋墻2.12萬(wàn)m3、格賓石籠護(hù)底0.31萬(wàn)m3、拋石護(hù)底護(hù)岸1.46萬(wàn)m3、草皮護(hù)坡4.63萬(wàn)m2、砌石擋墻0.18萬(wàn)m3。

(4) 攔河構(gòu)筑物工程。新建攔河構(gòu)筑物11座，其中在樓山后河新建攔河構(gòu)筑物6座，在樓山河新建攔河構(gòu)筑物5座；溢流堰采用WES實(shí)用堰和細(xì)石混凝土砌亂石景觀堰結(jié)構(gòu)，溢流堰為薄壁堰。攔河壩過(guò)流能力按SL319-2005《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄A.3中所列的開(kāi)敞式溢流堰泄流能力計(jì)算公式(A.3.1)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得到的堰上水位即為上游水位；下游水位的計(jì)算是以各攔河壩樁號(hào)處的水位為控制點(diǎn)，向上游推求水面線而得到，可得到不同頻率洪水工況下的堰上水深。下游采用多級(jí)消力池消能，消能設(shè)施的計(jì)算參照了SL265-2001《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，計(jì)算時(shí)選用不同的過(guò)堰流量進(jìn)行計(jì)算，選擇最不利工況確定消力池的參數(shù)(深度0.4 m，池長(zhǎng)一級(jí)5 m、二級(jí)4 m)。在綜合考慮河床土質(zhì)、海漫末端單寬流量和下游水深等因素的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算求得下游河床沖刷深度，計(jì)算公式采用的是SL265-2001《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》中提供的公式進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)沖坑深度并結(jié)合已建工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確定防沖槽的深度為2.0 m，頂寬為4 m。

4.2 市政工程措施

市政工程措施包括污水治理工程、雨水工程、中水工程等。

4.2.1污水治理工程

(1) 貫通污水干管。工程新建截污干管5.28 km、疏通截污干管10.91 km、新建截污支管 5.7 km、翻修檢查井40座、預(yù)留污水處理模塊5座，包括新建污水干管和遷移污水干管。污水治理工程的具體措施如圖8所示。

圖8 污水干管整治措施Fig.8 Sewage main pipe remediation measures

在工程實(shí)施過(guò)程中，由于貴陽(yáng)路-鐵路橋的現(xiàn)狀管位不動(dòng)，所以根據(jù)設(shè)計(jì)河底標(biāo)高設(shè)置了密封檢查井，井蓋更改為密封檢查井蓋。該段管道的設(shè)計(jì)是基于以下考慮。

為避讓膠濟(jì)鐵路橋及印江路西側(cè)高鐵橋，將貴陽(yáng)路-安順路段污水管道敷設(shè)在河道中，為保證管道的運(yùn)行安全及河道整治蓄水后不影響管道的運(yùn)行，必須對(duì)其進(jìn)行改造。但若進(jìn)行整體改造，必須將全線遷移至河道北側(cè)的綠化帶內(nèi)，然而當(dāng)前的綠化帶內(nèi)已有高壓塔架及DN700自來(lái)水管道，這樣在管道施工時(shí)就需避讓高壓塔架基礎(chǔ)并需對(duì)自來(lái)水管道進(jìn)行保護(hù)，而且還需遷移較多的樹(shù)木(樹(shù)木冠幅大，遷移費(fèi)用高)，顯然施工難度較大、保護(hù)費(fèi)用較高，而且按該方案改造后，管道在膠濟(jì)鐵路橋處無(wú)法協(xié)調(diào)穿越鐵路，因此仍需將管道敷設(shè)至河道內(nèi)才能穿過(guò)鐵路橋。為此，對(duì)這段污水管道采用分段改造的方式：貴陽(yáng)路-鐵路橋段現(xiàn)狀管位不動(dòng)，將鐵路橋-安順路段污水管道遷改至河道北側(cè)的綠化帶內(nèi)。采用這種方案，則必須對(duì)貴陽(yáng)路-鐵路橋段的檢查井進(jìn)行改造，根據(jù)景觀設(shè)計(jì)要求渠底標(biāo)高設(shè)置密封檢查井，將井蓋更改為密封檢查井蓋。該方式施工費(fèi)用少、難度小、工期短。但仍存在一些問(wèn)題：比如河道蓄水后管道無(wú)法養(yǎng)護(hù)，一旦破損或出現(xiàn)運(yùn)行故障，仍需拆除景觀后進(jìn)行翻建；密封井蓋采用螺栓密封，一旦打開(kāi)極易損毀，需要整體更換，后期運(yùn)行養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用較高等。為此在綜合考慮的基礎(chǔ)上，對(duì)該段管道改造仍采用了上述方式。

(2) 污染點(diǎn)源治理工程。根據(jù)對(duì)污染點(diǎn)源的調(diào)研情況，采取進(jìn)一步的截污措施并廢除現(xiàn)狀臨時(shí)截污設(shè)施，確保污水不直接排入河道。對(duì)于生活污水及雨污混流的市政污水，采取雨污分流，將污水截流后接入沿河污水排放管道；對(duì)于工業(yè)廢水，加強(qiáng)環(huán)保管理，確保工業(yè)廢水處理達(dá)標(biāo)后再將其接入市政污水排放管道。在該項(xiàng)治理工程中，共整治河道直排口22處，其中樓山河11處，樓山后河11處。

4.2.2雨水收集工程

預(yù)埋DN800雨水管接入河道，為后期雨水收集排放接入管涵做預(yù)留。后期雨水工程結(jié)合海綿城市建設(shè)共同進(jìn)行，采用多種海綿城市建設(shè)措施，包括透水鋪裝、綠色屋頂、下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、滲井、雨水濕地、植草溝、滲管/渠、植被緩沖帶以及初期雨水棄流設(shè)施等，工程共預(yù)留雨水過(guò)路管50 m。這次整治工程主要從生態(tài)河底處理、生態(tài)駁岸構(gòu)建等方面展開(kāi)。

(1) 生態(tài)河底?，F(xiàn)狀河底除坊子街—膠濟(jì)鐵路段河道底部存在1.8～2.0 m寬的混凝土河道子槽外，其余均為軟質(zhì)河底。軟質(zhì)河底保持了原有的生態(tài)基底，只采用了兩岸垂直防滲的形式，這樣既保證了蓄水又增加了河道水體與地下水的交換，從而保證了河道的生態(tài)性。

(2) 生態(tài)駁岸。主要采用草坡拋石和格賓石籠兩種生態(tài)駁岸形式，具體如圖9所示。其中，草坡拋石護(hù)砌厚度為0.5 m，護(hù)腳寬為2 m，護(hù)坡高為1.5 m，邊坡比1∶3；格賓石籠擋墻高為1.5 m，底部基礎(chǔ)格賓籠寬為2.0 m，一側(cè)設(shè)生態(tài)草溝(寬1.5 m，調(diào)蓄深度0.2 m)，對(duì)道路及草坡雨水徑流進(jìn)行二次過(guò)濾和沉降，減少水體污染物，經(jīng)格賓石籠過(guò)濾，最終進(jìn)入河道。生態(tài)駁岸既保證了河道水岸的物質(zhì)交換，又為生物提供了良好的生存環(huán)境。

圖9 生態(tài)駁岸景觀Fig.9 Ecological revetment landscape

4.2.3中水工程

對(duì)樓山河流域?qū)嵤┚C合治理后，將會(huì)在河道內(nèi)蓄水，以豐富城市景觀，補(bǔ)充地下水水源，防止海水倒灌。鑒于河道上游基本無(wú)自然水源補(bǔ)充，為了滿足后期河道蓄水及景觀灌溉所需水量，考慮將中水作為河道景觀用水的水源，用于補(bǔ)充河道蒸發(fā)、滲漏損失及定期換水。為此，本次整治工程按照相關(guān)規(guī)劃要求，建設(shè)中水工程。

根據(jù)《青島市中水、海水利用規(guī)劃》《城市給水工程規(guī)劃規(guī)范》以及《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》，通過(guò)計(jì)算得到樓山河整治段河道中水的年用水量為430.09萬(wàn)m3，樓山片區(qū)最高日用中水量約為4萬(wàn)m3，樓山河污水處理廠已規(guī)劃日處理中水能力5萬(wàn)m3，但目前尚未建設(shè)中水供水設(shè)施。本次整治工程中，按照相關(guān)規(guī)劃要求，對(duì)以下區(qū)域進(jìn)行中水管道設(shè)計(jì)：① 樓山河南岸管理路(環(huán)灣高速-重慶路段)，敷設(shè)DN600、DN150、DN100中水管道共3 690 m；② 樓山后河北岸管理路(環(huán)灣高速-安順路段)，敷設(shè)DN700、DN600中水管道共1 751 m；③ 遵義路(安順路-重慶路段)敷設(shè)DN500、DN400、DN300中水管道共2 135 m。

4.3 環(huán)境工程措施

環(huán)境工程措施主要包括底泥處理和綠地系統(tǒng)的構(gòu)建。

(1) 底泥處理。采用干法疏浚進(jìn)行異位處理，共治理底泥35萬(wàn)m3，其中重金屬污染底泥5萬(wàn)m3，有機(jī)污染底泥30萬(wàn)m3。施工工序?yàn)殡s物清理、底泥疏浚、底泥篩分(含底泥淋洗)脫水減容(泥漿)、穩(wěn)定化固化、尾水處理、資源化利用等。底泥污染異位處理工藝流程如圖10所示。

圖10 底泥污染異位處理工藝流程Fig.10 Flow chart of sediment ectopic treatment

在底泥污染異位處理工藝流程中，泥漿脫水減容系統(tǒng)設(shè)置了沉淀池、調(diào)節(jié)池，利用重力和離心脫水機(jī)的作用脫水減容，得到脫水泥料(平均含固率60%)，脫水泥料經(jīng)穩(wěn)定化固化系統(tǒng)處理(重金屬穩(wěn)定劑、固化劑、重金屬捕集劑、絮凝劑)后，最終由企業(yè)協(xié)同處理；尾水經(jīng)加藥沉淀和一體化處理裝置處理后，滿足DB37/676-2007《山東省半島流域水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后再行排放或回用。

(2) 構(gòu)建系統(tǒng)性的城市生態(tài)系統(tǒng)。借鑒美國(guó)波士頓公園體系案例，該體系以河流等因素所限定的自然空間為定界依據(jù)，利用60～457 m寬的綠地，將數(shù)個(gè)公園連成一體。本文項(xiàng)目從生態(tài)角度出發(fā)，以生態(tài)敏感度高的自然河道為基底，串聯(lián)區(qū)域分散的綠地斑塊，構(gòu)建片區(qū)的綠色生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將其納入城市防洪排澇調(diào)蓄體系，共進(jìn)行綠化，面積達(dá)約129.3 hm2。構(gòu)建成的周邊綠地斑塊如圖11所示。

圖11 樓山河流域周邊綠地斑塊Fig.11 Green patches around the Loushan River Basin

5 實(shí)施效果階段性驗(yàn)證

分別于2018年11，12月和2019年4，5月對(duì)樓山河水質(zhì)進(jìn)行了取樣檢測(cè)，檢測(cè)點(diǎn)位包括共3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位(見(jiàn)圖12)，檢測(cè)結(jié)果如表1所列。

圖12 水質(zhì)檢測(cè)點(diǎn)位示意Fig.12 Water quality detection location

表1 樓山河水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果Tab.1 Water quality test results

檢測(cè)結(jié)果表明：目前階段性整治工程完成后，樓山河1，2號(hào)和3號(hào)點(diǎn)位的水污染濃度均值均優(yōu)于判別標(biāo)準(zhǔn)中輕度黑臭的標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)論與建議

經(jīng)過(guò)為期兩年半的樓山河流域綜合工程整治，經(jīng)現(xiàn)階段調(diào)研，水質(zhì)基本擺脫了黑臭，整體環(huán)境向好。后期通過(guò)結(jié)合生物生態(tài)處理等措施，可保持河道的長(zhǎng)治久清。在此次整治工程中，對(duì)相關(guān)難點(diǎn)進(jìn)行了分析，提出以下建議。

(1) 整治前期，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研應(yīng)全面，做到不遺漏、不瞞報(bào)；

(2) 針對(duì)流域范圍廣、跨區(qū)域治理難度大，建議以流域?yàn)閱挝唬嗖块T(mén)聯(lián)合；

(3) 技術(shù)方案不能生搬硬套，應(yīng)結(jié)合實(shí)際，因地制宜；

(4) 點(diǎn)源治理是關(guān)鍵，雨污分流是重點(diǎn)。

黑臭水體的治理是復(fù)雜而長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，很難一蹴而就，而且稍有松懈便會(huì)反彈，不同水體，其污染情況也不盡相同。因此，應(yīng)在充分借鑒國(guó)內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采取“因地制宜、一河一策”的方略，將多種治理技術(shù)集成一體，才能保持長(zhǎng)期持久的治理效果。