黑水河河道水環(huán)境生態(tài)治理措施分析

尚真宇

(遼寧省河庫管理服務(wù)中心(遼寧省水文局)，遼寧 沈陽 110003)

當(dāng)前隨著環(huán)境保護(hù)觀念的深入人心，水生態(tài)環(huán)境修復(fù)也成為河道治理工程的重要組成部分。而且由于城鎮(zhèn)規(guī)模的不斷發(fā)展，很多郊外河道逐漸演變?yōu)槌菂^(qū)內(nèi)河，面臨的污染源顯著增多，導(dǎo)致水體發(fā)臭，給周邊居民的生活帶來較大影響。

1 工程概況

黑水河全長約63km，其中在綏中縣內(nèi)段長約40km，汊流發(fā)育，形成辮狀水系，流經(jīng)多個城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村，年均輸水量1.096億m3。本項目治理河段經(jīng)盤嶺、葛家、上坎子、廣裕店、木掀溝、平臺子村止，總長度11.6km，主要任務(wù)包括河道水生態(tài)治理和流域附近城鎮(zhèn)“海綿功能”建設(shè)。

2 黑水河河道水環(huán)境治理

2.1 河道水質(zhì)現(xiàn)狀分析

通過實地調(diào)查，共選取了5處代表區(qū)域水樣進(jìn)行水質(zhì)評價(為保證檢測結(jié)果準(zhǔn)確，每個區(qū)域水樣設(shè)計為5個)，主要評價指標(biāo)以及檢測結(jié)果詳見表1[1]。

由表1數(shù)據(jù)可知：①整個項目河段水質(zhì)總體呈Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)很差，水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重；②由葛家村到上坎子村，水質(zhì)明顯變差，而且水體偏酸性，分析原因是兩岸居民區(qū)距離河道很近，生活污水排放量較大[2]；③從上坎子村到最終的平臺子村，水質(zhì)慢慢變好，說明河道具有一定的生態(tài)自凈能力；④通過實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)部分河段水流較快，導(dǎo)致自凈能力差[3]。

表1 水樣水質(zhì)檢測結(jié)果數(shù)據(jù) 單位：mg/L

2.2 水環(huán)境生態(tài)治理措施

目前，針對水體富營養(yǎng)化治理措施較多，包括：化學(xué)措施、增氧曝氣、微生物技術(shù)、生物措施等，各個措施的優(yōu)缺點(diǎn)及費(fèi)用對比詳見表2[4]。

表2 水環(huán)境生態(tài)治理措施對比分析

一般僅通過一種措施很難達(dá)到水質(zhì)凈化的效果，因此本項目設(shè)計采用“增氧曝氣+生物措施”相結(jié)合的方式，其中增氧曝氣是核心技術(shù)[5]。

2.2.1增氧曝氣裝置比選分析

目前常見的增氧曝氣裝置包含三類：葉輪式增氧機(jī)、微孔增氧機(jī)、微納米氣泡增氧機(jī)，這三類裝置的技術(shù)參數(shù)、優(yōu)缺點(diǎn)對比見表3。

表3 增氧曝氣裝置比選分析

通過對比，本項目設(shè)計選取微納米氣泡增氧機(jī)作為曝氣裝置，具體生態(tài)治理組合為“微納米氣泡增氧機(jī)+投加絮凝劑+天然、仿生人工水草”[6]。

2.2.2治理效果分析

本項目于7月中旬開始實施，期間每隔15d對水質(zhì)進(jìn)行一次檢測，一直持續(xù)到10月底。項目河段內(nèi)5處取樣點(diǎn)的水樣中化學(xué)需氧量(CODCr)、氨氮量變化曲線分別如圖1—2所示[7]。

由圖1—2可知：①項目河段水體中化學(xué)需氧量(CODCr)和氨氮量總體均呈現(xiàn)較大幅度降低，說明水質(zhì)向好的方向轉(zhuǎn)變明顯；②截止到10月底，河水中化學(xué)需氧量(CODCr)測量值基本在15～35mg/L范圍，基本能夠達(dá)到Ⅲ類水質(zhì)；③截止到10月底，河水中氨氮量測量值基本在2～3mg/L，雖然還是Ⅴ類水級別，但是已經(jīng)相對于處理前有明顯改善[4]。

圖1 各取樣點(diǎn)水樣中化學(xué)需氧量(CODCr)變化曲線

總體而言：通過采用“增氧曝氣+生物措施”相結(jié)合的水生態(tài)環(huán)境治理方式，顯著凈化了水體，河水不再有氣味，且水體中存在了大量魚蝦等動物。

圖2 各取樣點(diǎn)水樣中氨氮量變化曲線

3 黑水河流域濱水區(qū)和非濱水區(qū)治理

除了對河道水質(zhì)進(jìn)行直接人工干預(yù)外，還需要對流域濱水區(qū)和非濱水區(qū)進(jìn)行治理，防止污染河水水質(zhì)、破壞河道生態(tài)環(huán)境。

3.1 黑水河流域濱水區(qū)治理

針對濱水區(qū)，主要就是對河岸護(hù)坡進(jìn)行治理，原狀護(hù)坡多為自然土坡，沖蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，且很多地方無河堤，通洪能力不足，無法有效保護(hù)兩岸耕地。通過參考其他工程經(jīng)驗，本項目河段設(shè)計采取漿砌石生態(tài)護(hù)坡形式，可有效阻擋雨水中的泥石進(jìn)入河中，坡腳設(shè)計為格賓網(wǎng)石籠，如圖3所示[8]，由于施工技術(shù)簡單、成熟，在此不再詳述。

圖3 新建河道護(hù)坡結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 黑水河流域非濱水區(qū)治理

非濱水區(qū)建設(shè)是構(gòu)建河道良性生態(tài)體系的重要一環(huán)，其主要目的是降低雨水對河道水質(zhì)的影響程度，充分利用地層自慮能力，提高入河水質(zhì)量。技術(shù)理念參照“海綿城市”建設(shè)，通過“滲、滯、蓄、凈”等手段，將生態(tài)理念融入城鎮(zhèn)建設(shè)中[9]。

3.2.1大面積打造透水鋪裝帶

黑水河流域附近城鎮(zhèn)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，使原來的自然土面被改造成不透水人工地面，無法吸收一部分降水，水流強(qiáng)度大，匯聚后容易將污染物一并帶入河水中[10]。透水鋪裝可入滲一部分雨水，降低匯聚速度和強(qiáng)度。具體措施可在城鎮(zhèn)、村落道路建設(shè)時積極應(yīng)用透水磚、透水水泥、透水瀝青等[11]，具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 透水鋪裝示意圖

3.2.2打造雨水滯、蓄工程

(1)建設(shè)雨水花園，既可當(dāng)做居民休閑中心，又可滯蓄雨水。設(shè)計建在城鎮(zhèn)與河道之間位置，本項目共設(shè)計5處，每處面積在2500～3000m2。在設(shè)計時應(yīng)注意蓄水層選取的土壤的滲透性與植被耐水性應(yīng)對應(yīng)，具體結(jié)構(gòu)如圖5所示[12]。

圖5 雨水花園結(jié)構(gòu)示意圖

(2)建設(shè)滲透塘，充分利用郊外洼地，匯聚雨水來補(bǔ)充地下水且可削減洪峰流量，此外，利用地層過濾作用來凈化雨水[13]。本項目共設(shè)計3處滲透塘，分布在上坎子、廣裕店、木掀溝，每處面積均在1500m2左右，深度在3.0～4.0m，具體結(jié)構(gòu)如圖6所示[14]。

圖6 滲透塘結(jié)構(gòu)示意圖

(3)打造植被緩沖帶，作為攔截雨水匯流的重要措施，本項目主要在城鎮(zhèn)居民區(qū)流域內(nèi)建設(shè)了共計5.2km，而且兼顧了沿河景觀建設(shè)，具體結(jié)構(gòu)如圖7所示[15]。

圖7 植被緩沖帶結(jié)構(gòu)示意圖

4 結(jié)語

河道水環(huán)境生態(tài)治理工程是一個綜合性工程，必須對整個體系進(jìn)行合理配置。本項目立足于黑水河流域?qū)嶋H情況，制定了河水水質(zhì)改善措施以及流域范圍內(nèi)其他人工干預(yù)工程，通過檢測發(fā)現(xiàn)水質(zhì)得到了極大改善，說明工程取得了很好的效果，可以給其他類似工程提供參考經(jīng)驗。同時，河道生態(tài)治理具有明顯的地區(qū)性，工程效果會因為污染因子、污染原因不同而存在地區(qū)差異。