北市河河道環(huán)境調(diào)查及生態(tài)修復方案

褚 奇， 楊 崧

(常州市城市防洪工程管理處， 江蘇 常州 213000)

河道污染是一種較為嚴重的環(huán)境污染問題。對城市形象打造、人居環(huán)境打造帶來不利影響[1]。隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，政府對城市河道污染治理問題愈發(fā)重視，改善城市河道污染現(xiàn)狀、恢復河道生態(tài)環(huán)境，已經(jīng)受到多個省市的重視，并已采取了針對性的措施，取得了良好的效益[2-4]。

北市河位于天寧區(qū)，該河道北起關(guān)河，南至東市河，全長2 120 m，河面最窄處僅為7 m，最寬處為22 m，水面積為32 000 m2。北市河沿岸共有107個排口(其中雨水口105個，雨污混流口2個)。水體常規(guī)流速狀態(tài)為滯流。與關(guān)河交匯處有西園村閘站一座(排水流量3 m3/s，引水流量1.5 m3/s，6.0 m節(jié)制閘)。泵站主要用作雨季排洪。北市河除了降水補給外，水利部門還進行日常水源補給。

1 北市河水質(zhì)、底泥調(diào)查分析

為了解本項目河道水質(zhì)，對該河道水體進行了專門檢測，檢測概況如下：河道水質(zhì)采樣點為5個，地理位置分別為：水質(zhì)采樣點1(博愛橋監(jiān)測點)；水質(zhì)采樣點2(金橋市場內(nèi)監(jiān)測點)；水質(zhì)采樣點3(中山門菜場監(jiān)測點)；水質(zhì)采樣點4(紅梅橋監(jiān)測點)；水質(zhì)采樣點5(羅漢橋監(jiān)測點)，見圖1。水樣檢測結(jié)果見表1。

圖1 采樣點布置圖

根據(jù)水利部門提供的數(shù)據(jù)，北市河關(guān)河泵站于2020-03-05 T08:30～15:10對北市河進行配水30 000 m3，2020-04-22T15:45～16:15對北市河進行配水2 700 m3，2020-04-28T07:05～11:50及15:00～15:25對北市河進行配水27 000 m3。本次采樣時間為2020年4月29日，檢測數(shù)據(jù)中金橋市場監(jiān)測點的NH3-N超出《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838—2002)中Ⅳ類水標準，其余指標均達到Ⅳ類水標準。

表1 北市河水樣檢測 單位：mg/L

1.1 歷史水質(zhì)檢測及分析

為對北市河水質(zhì)進行全方位的時空分析，故對北市河歷史數(shù)據(jù)進行分析，本組數(shù)據(jù)采樣點為博愛橋，時間跨度為2019年1月至2020年3月，共計15個月，歷史結(jié)果見表2。

其中CODMn最低質(zhì)量濃度為1.8 mg/L(2019年4月)，最高質(zhì)量濃度為4.5 mg/L(2019年2月數(shù)據(jù))，平均質(zhì)量濃度為3.1 mg/L，歷史數(shù)據(jù)均達到地表水環(huán)境質(zhì)量標準Ⅳ類標準10 mg/L；NH3-N最低質(zhì)量濃度為0.104 mg/L(2019年8月數(shù)據(jù))，最高質(zhì)量濃度為4.64 mg/L(2019年11月數(shù)據(jù))，

表2 歷史水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)結(jié)果

平均質(zhì)量濃度為2.309 mg/L。15個月歷史數(shù)據(jù)中，有10個月的數(shù)據(jù)超過地表水環(huán)境質(zhì)量標準Ⅳ類標準1.5 mg/L，占總監(jiān)測時間67%；TP最低質(zhì)量濃度0.13 mg/L(2019年8月數(shù)據(jù))，最高質(zhì)量濃度為0.64 mg/L(2019年10月數(shù)據(jù))，平均質(zhì)量濃度為0.275 mg/L。15個月歷史數(shù)據(jù)中，有5個月的數(shù)據(jù)超過地表水環(huán)境質(zhì)量標準Ⅳ類標準0.3 mg/L，占總監(jiān)測時間33.3%，見圖2～4。

圖2 CODMn質(zhì)量濃度歷史數(shù)據(jù)

圖3 NH3 -N質(zhì)量濃度歷史數(shù)據(jù)

圖4 TP質(zhì)量濃度歷史數(shù)據(jù)

1.2 底泥調(diào)查

選取 22個斷面監(jiān)測底泥厚度，選取一個斷面(泰安橋附近) 檢測全氮、 全磷及有機質(zhì)含量。通過對鎖橋河底質(zhì)樣品進行采集、 測定分析后，底泥厚度約為60～220 cm。

1.2.1 底泥檢測指標數(shù)據(jù)

北市河河道中有機質(zhì)的來源可能為初期雨水沖擊泥沙及水體動植物遺體。檢測結(jié)果如下，根據(jù) EPA 沉積物等級的分類， 河道全氮 2.84×103mg/kg，屬于重度污染水平，河道TP 1.82×103mg/kg，屬于重度污染水平。故本河道應(yīng)控制內(nèi)源污染釋放，尤其氮營養(yǎng)鹽的抑制,見表3。

表3 北市河河道底泥檢測數(shù)據(jù)

2 北市河生態(tài)環(huán)境問題分析及生態(tài)修復方案

2.1 生態(tài)問題分析

北市河河道水體透明度感官效果一般，部分水面漂浮油污，水質(zhì)處于V類和劣V類之間，河道存在外源及內(nèi)源污染，且生態(tài)功能低下，根據(jù)以上調(diào)研結(jié)果總結(jié)，主要環(huán)境問題表現(xiàn)在：

2.1.1 水動力不足

北市河南北兩側(cè)連接東市河同關(guān)河，與關(guān)河交界處，使用閘門隔開，鎖橋河在水閘不開啟時河道水體幾乎不流動，體常規(guī)流速狀態(tài)為滯留，水動力較差。水動力的缺失使得水體自凈能力降低，并且缺少匯入和流出的支流，河流基本上無自凈能力，容易發(fā)生富營養(yǎng)化。

2.1.2 點源污染

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研，北市河河道沿線存在一定數(shù)量的排口，且不定時排放。沿河排污口的主要類型為：臨河建筑生活廢水直排、零星生活垃圾堆放、初期雨水裹挾污染物排河等點源污染。

2.1.3 內(nèi)源污染

枝葉等進入水體中通過各種物理、化學、生物作用，逐漸沉降至水體底質(zhì)表層。沉積在底泥的營養(yǎng)物質(zhì)，一方面可被微生物攝入，進入食物鏈，參與水生系統(tǒng)循環(huán)；另一方面，可在物理、化學及環(huán)境條件下，從底泥中釋放重新進入水中，從而污染河道。

2.1.4 生態(tài)功能

北市河的水體屬于水生態(tài)匱乏的類型，缺乏足夠的水生植物，導致水體生態(tài)系統(tǒng)缺乏足夠的穩(wěn)定性。北市河河道兩側(cè)為硬質(zhì)水泥直立擋墻駁岸，該駁岸的河道建設(shè)功能較為單一，水域和陸域之間物質(zhì)流動及能量交換頻率較低，駁岸植物的缺失造成河岸的親水性不強，因此需要結(jié)合景觀整體規(guī)劃進行有效的梳理。河岸兩側(cè)有一些沿河帶狀公園綠地或防護景觀綠地，但缺乏統(tǒng)一管理，削弱了河道景觀及美感度。

2.2 生態(tài)修復方案

生態(tài)修復過程共分為6步，總體實施方案見圖5。

圖5 生態(tài)修復方案

第一步，污染水體的預處理。清理河床垃圾及腐敗水草、通過人工對河道的清理，以達到恢復河道表觀美化程度，同時去除垃圾及水草等腐質(zhì)可能對水體產(chǎn)生的影響。

第二步，河道外源污染整治。修繕已有破損懸空管道，安裝排污口立體生態(tài)浮床，盡可能的攔截和緩沖凈化排污口外源污染。

第三步，河道內(nèi)源污染控制與底質(zhì)原位改良。通過配套專用設(shè)備投加底質(zhì)改良劑，進行泥、水強制修復治理。生態(tài)修復劑的投加量需根據(jù)水體的水質(zhì)現(xiàn)狀來確定，操作人員將配置好的生態(tài)修復劑裝載至船上，通過投加系統(tǒng)將修復劑均勻噴灑至水體底部。通過配套專用設(shè)備投加生態(tài)修復劑同時產(chǎn)生超聲波物理反應(yīng)起到曝氣增氧過程，進行泥、水深度治理。

第四步，水質(zhì)快速提升。采用生態(tài)修復船投加改性植物單寧“集中殲滅”和采用噴霧器等設(shè)備人工噴灑方式“定點清除”相結(jié)合，或者與推流曝氣技術(shù)聯(lián)合使用，對懸浮物、污染物質(zhì)或藻類進行絮凝凈化，使得水質(zhì)在短時間內(nèi)快速提升至Ⅳ類，水體透明度達到50 cm以上。

第五步，營造生態(tài)鏈。選擇性種植水生植物、投放生物菌種，重建水體生態(tài)系統(tǒng)。本設(shè)計強調(diào)注重依據(jù)原有自然河道、駁岸自然形態(tài)，運用沉水植物和挺水植物的搭配，凈化水質(zhì)的同時有效提高北市河河道兩岸的生態(tài)景觀。

第六步，安裝太陽能推流曝氣機。選擇死角區(qū)域安裝太陽能推流曝氣機，曝氣增氧，迅速改變水體缺氧狀態(tài)、提高水體流動性、提升底層溶解氧質(zhì)量濃度、提高微生物活性；分解底泥中有機物，減輕底泥造成的水體二次污染；迅速去除底泥硫化物、甲烷、氨氣，減少臭味；提高微生物活性及含量，分解營養(yǎng)物質(zhì)。

3 結(jié) 語

以北市河為例，通過現(xiàn)場調(diào)查和歷史數(shù)據(jù)收集對北市河污染情況進行分析，其水質(zhì)處于V類和劣V類之間。北市河目前存在的主要問題包括：水動力不足、點源污染、內(nèi)源污染、生態(tài)功能匱乏等。為了改善北市河污染現(xiàn)狀，恢復河道生態(tài)，達到長久治理的效果，采取了污染水體治理→外源污染治理→內(nèi)源污染控制→水質(zhì)提升→恢復生態(tài)鏈→安裝太陽能推流曝氣機，共6步逐步恢復河道生態(tài)功能。