城市建成區(qū)黑臭河道治理難點分析及措施探討
——以螺洲河綜合治理項目為例

林 志

（福州城建設(shè)計研究院有限公司，福建 福州 350000）

0 引言

水生態(tài)環(huán)境直接關(guān)系到人類生存問題，我國政府非常重視水污染治理與水生態(tài)環(huán)境恢復(fù)。2015年，國務(wù)院正式發(fā)布《水污染防治行動計劃》，行動計劃中要求省會城市建成區(qū)與省轄市分別在2017年與2020年前完成轄區(qū)域黑臭河道治理工作。為充分響應(yīng)黨中央、國務(wù)院號召，各地政府與人民尤其是省會城市要重視河道治理工作，由市委書記或市長牽頭組建領(lǐng)導(dǎo)小組，同時實行河長制，為切實提升河道治理工作成效，多數(shù)地區(qū)設(shè)定街道、社區(qū)、志愿者河長，一定程度上為黑臭河道治理提供堅實保障。但是因受工作周期與負荷影響，相關(guān)治理技術(shù)尚不成熟，實際工作成效與預(yù)期存在一定差距，尤其是工作人員對治理過程中涉及的難點認識不到位，因此對相關(guān)工程經(jīng)驗進行總結(jié)，為其他同類工程開展提供參考成為當前工作的重要內(nèi)容。

1 城市建成區(qū)黑臭河道治理難點

1.1 建成區(qū)控源截污任務(wù)艱巨

因合流制管線廣泛分布于舊住宅區(qū)和城中村，不能在短時間內(nèi)將其拆除，污水到達一定比例后，其與雨水混排進入河流，對河流產(chǎn)生污染，使得水質(zhì)惡化。在一些問題較嚴重的地區(qū)，惡化情況可能會持續(xù)一個多月，附近居民反應(yīng)很大，但拆除工作卻舉步維艱［1］。由于舊城區(qū)實行雨污分流的成本高、施工難度大，當前仍存在較大數(shù)量的雨污合流系統(tǒng)，很多陽臺、廚房、改造房的污水沒有流入下水道，反而流入雨水管網(wǎng)，進一步造成了雨污合流的污染。福州市2020年管網(wǎng)普查結(jié)果顯示，現(xiàn)有的管網(wǎng)存在大量的功能性、結(jié)構(gòu)性問題，到調(diào)查報告上交為止，全市已完成了90 km2雨水管網(wǎng)的全面普查，管道檢測2 310 km，管道功能檢測904 km，檢測混接點18 228個，有缺陷的管道41 387個，其中下水道輸送能力不足，管道堵塞、破損等問題較為顯著，污水分流目標難以實現(xiàn)。

1.2 建成區(qū)箱涵問題顯著

在福州市的38條黑臭河流中，12條箱涵占總比例32%左右，部分箱涵長度達到1 km以上。由于箱涵工程占地面積不足，且其上部建有建筑，所以維修和管理難度較大，開啟難度更大。通過CCTV的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)許多箱涵已被堵塞，垃圾堆積，難以治理。在干旱季節(jié)，可以通過設(shè)置閘門將其截留到下水道中，但是到了雨季，這些垃圾則會流入河道，造成水體污染［2］。

1.3 面源污染控制技術(shù)不成熟

由于海綿城市的建設(shè)周期較長，沒有實施海綿城市的地區(qū)，造成的地表徑流污染很容易流入雨水系統(tǒng)［3］。即使在雨水系統(tǒng)中增加初雨調(diào)節(jié)池，但如何通過調(diào)節(jié)措施來降低地表徑流的污染仍是眾說紛紜，比如廣州的一座深隧初雨調(diào)節(jié)系統(tǒng)由于受到爭議一直沒有得到實施。若在合流污水處理系統(tǒng)中加入調(diào)蓄技術(shù)，也存在用地難以解決，后期維修、管理工作難度大等問題。當前面源污染負荷入河對水體造成影響以及水質(zhì)模型分析尚處于分析探索階段。除此以外，由于管養(yǎng)管理的特殊性和管理不到位，導(dǎo)致了雨水管道的泥沙污染、落葉污染、干濕沉降污染等問題也難以有效治理。

1.4 內(nèi)源污染治理精準性不足

從實際發(fā)展角度分析，內(nèi)源污染造成的影響不可輕視。污水入河、地表徑流污染、水體流速低或不流等均是導(dǎo)致水體污染的主要原因。目前，我國的內(nèi)源污染治理技術(shù)上存在著很多問題，比如實施時機掌控不到位、疏浚方法不夠科學(xué)、沒有對淤泥進行分析、盲目地制訂防治內(nèi)源污染對策等，如果不能徹底清除內(nèi)源或者采用不科學(xué)的方法，就會對水體造成進一步污染，需要更長的修復(fù)周期［4］。

此外，針對河床底泥面寬、量大的問題，現(xiàn)階段也沒有完善的處置方法，大多是單純脫水后，運至開闊地帶進行堆埋處理，少數(shù)采用燒制磚塊等資源回收的方式。如果無法對河底淤泥進行妥善處理，二次污染發(fā)生概率會大幅提升。

1.5 水動力問題長期難以解決

一方面，城市老城區(qū)因為不合理的建設(shè)開發(fā)，填埋了不少原本水系溝通的河道，造成了很多斷頭浜（河）沒有活水補充，即使控源截污工作已經(jīng)做到位，也是難以確保河道黑臭現(xiàn)象消除。另一方面，即使水系溝通，但因水利工程調(diào)度需要，平常建成區(qū)的河道是沒有水動力的，相當于死水，再加之生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建不健全，難以確保河道黑臭現(xiàn)象的消除［5］。究其根本，是由于很多城市缺少城市整體的水系規(guī)劃和調(diào)度措施，難以滿足正常生態(tài)補水需要。

2 案例概述

為深入探究城市建成區(qū)黑臭河道治理要點，本研究以福州市螺洲河綜合治理工程為例進行具體說明。螺洲河地處福州市螺洲鎮(zhèn)境內(nèi)，依據(jù)相關(guān)檢測記錄可知，在治理工程未開始前，螺洲河為輕度黑臭河體。福州市政府為響應(yīng)黨中央號召，要求轄區(qū)內(nèi)各縣及建成區(qū)積極對區(qū)域內(nèi)水體進行排查，在2017年前完成基本消除建成區(qū)黑臭水體要求，到2020年達成各縣建成區(qū)黑臭水體控制在10%以內(nèi)，螺洲河綜合治理項目即是在此背景下進行。

螺洲河西起白湖亭河，東入烏龍江，全長3 810 m。螺洲河流域包括主河道、四條支流及三條支渠。此次整治的實施范圍主要為螺洲河主河道，三條支渠無名河1-3，一條支流螺洲1支河，其余支流為規(guī)劃河道待遠期實施。案例工程主要內(nèi)容包括以下幾方面：①控源截污。新建DN200—DN1000截污管道約6 250 m，新建5座初雨調(diào)蓄池，總調(diào)蓄容積4 300 m3，新建4座污水提升泵站，總規(guī)模8 300 m3/d，新建截流井22座。②清淤工程。清淤河道全長約4 000 m，總清淤量為34 771 m3，回填土方量23 132 m3。③駁岸工程。新建生態(tài)駁岸3 804 m，其中螺洲河主河段3 300 m，螺洲1支河504 m。④景觀工程。對河道綠線范圍內(nèi)進行景觀改造和新建，共涉及范圍約60 000 m2。

技術(shù)人員在對螺洲河進行實地調(diào)查后，編制出綜合性治理方案，其主要內(nèi)容涵蓋以下幾方面。第一，截污調(diào)蓄工程。對其他4條以管涵或橋涵匯入螺洲河的支流進行了末端截污，并將其提升為螺城路主干道，最高污水量為6 900 m3/d；對新建和在建的道路和居民區(qū)的雨水出口進行了初期雨水的調(diào)蓄，共有6座蓄水池，總調(diào)蓄能力可達到5 400 m3。第二，清淤工程。對整個螺洲河和螺洲1支河進行了清淤，需要清理的河道總長約4 000 m，清淤總量34 771 m3（液下方），回填土方23 132 m3。第三，生態(tài)補水及閘門工程。為了維持螺洲河水位，增加螺洲河水的動力，新增一處日補水量達到9.36萬m3/d的補水泵站；新建高、寬度規(guī)格分別為1.5 m與26 m的液壓閘1座；除此以外，還對舊閘進行了改造。第四，駁岸工程。為了增強城市的防洪能力，確保城市的行洪安全，對缺少駁岸的河段進行改造，并在螺洲河上修建了3 300 m的生態(tài)駁岸；在螺洲1支河段，新建了504 m的生態(tài)駁岸和372 m的螺洲2條支流。新增4 206 m的生態(tài)駁岸?？紤]到該項目涉及內(nèi)容較多，但篇幅有限，本研究中將重點對其中截污調(diào)蓄工程實施要點進行探究。

3 螺洲河截污調(diào)蓄工程建設(shè)要點

3.1 截污調(diào)蓄工程設(shè)計思路

治理黑河的先決條件是截污控源，而控制污染的關(guān)鍵是雨水和污水的分流。盡管很多城市已經(jīng)實行了雨水和污水的分流，但要完全實現(xiàn)兩者的分流十分困難。為了盡量減少污水流入河道，必須在有條件的區(qū)域?qū)嵭杏晁臀鬯姆至?，并著重注意這些措施的效果，在條件不允許的情況下，必須采用MBBR強化處理、岸上處理、調(diào)蓄等應(yīng)急和臨時性的處理方法，并配合相應(yīng)的技術(shù)手段。

對于沒有將北陽臺廚房污水和南陽臺洗衣污水納入規(guī)劃的建筑，一般采用改變豎管的去向，保留現(xiàn)有管道作為下水道，將雨水引入陽臺和屋頂，使雨水管道與出口保持連通。在不能進行露臺改造的情況下，可在豎管末端安裝截斷器，以降低干季、雨季進入雨水系統(tǒng)的污水［6］。根據(jù)相關(guān)要求，在廚房和陽臺上必須安裝雨污系統(tǒng)，雨水和污水分別設(shè)置專用的雨水和污水系統(tǒng)。對需要改建和排放廢水的門面房，要嚴格落實排污許可證，在辦理營業(yè)執(zhí)照之前，要確保污水不會流入河流或流入下水道。調(diào)查結(jié)果表明，整治結(jié)束后，一些區(qū)域的河流水質(zhì)并沒有得到很好的改善。通過深入分析，發(fā)現(xiàn)雨水和污水混接現(xiàn)象沒有得到根治，在沒有真正摸清管網(wǎng)問題的情況下盲目投入大量資金，是無法取得較好的效果的。要實現(xiàn)對污水管網(wǎng)的截污控制，就需要對管網(wǎng)進行全面調(diào)查，包括結(jié)構(gòu)性和功能性問題，管道普查主要包括人工普查、超聲波檢測、QV檢測、CCTV監(jiān)測等。

案例工程中，技術(shù)人員為切實保障截污調(diào)蓄效果，在實際工作中對施工地點進行實地考察，并在確保污水避開河道、初期雨水視水質(zhì)進行調(diào)控的指導(dǎo)思想下，設(shè)計出如下思路。①排污口密集河段匯區(qū)域，應(yīng)采取加強截污+調(diào)蓄的措施，增加截污管，集中沿河的污水集中排放，并將其分段引入調(diào)節(jié)池，使水質(zhì)得到平衡。截污管道的大小以截斷排水孔和確保初期雨水不外溢的尺度來確定；在污水排放較低的中部和下部，利用分散式海綿體植物過濾床對初期雨水進行處理。②對直接排放的分流式排污口，根據(jù)地勢、管徑、高度、納污能力等因素，考慮接入相應(yīng)的市政污水管線，在水量較大時在末端設(shè)置污水調(diào)蓄池，避開高峰期排入污水管道；污水進入城市管網(wǎng)后，對原來的河岸排水管道進行封堵。③雨污混流口，要追溯到雨水和污水混交的上游，確認是否有可能進行改造，在匯流排水口要設(shè)置截流井，選擇合適的截流倍數(shù)，以減少污水的溢流頻率。④對分流式雨水排出管，要對其初始雨水是否有污染進行監(jiān)控，如果初期降雨造成污染，則在排水管口設(shè)置一套初期雨水截流裝置（定量式截流井），并將其集中到初期雨水處理裝置中，經(jīng)處理后可用作河道補充水源，或設(shè)立雨水調(diào)蓄池，以貯存初期雨水，晴天分批排放到城市下水道。⑤在有條件的小區(qū)，應(yīng)盡可能地進行雨水和污水的分流，并將其與市政管網(wǎng)相連，從而減少河道旁的排水管。⑥對于現(xiàn)有截污口，可對個別已有的截流井進行改造，增加截流倍數(shù)。⑦增設(shè)防止河流倒灌及地下水滲入截污管道的措施。⑧使用新型截污器，包括以下開式堰門、自動截流閥等，以避免污水滲漏，河水倒流，裝置開啟困難等問題出現(xiàn)。⑨在有工業(yè)廢水排放區(qū)，采用混凝沉降裝置，以防止其對下水道的不良影響。⑩增設(shè)排水口監(jiān)控設(shè)備，對主要排污口的水量、水位、水質(zhì)、河道水位、河面狀況、降雨量等進行監(jiān)測。

3.2 污水方案設(shè)計

通過前期的雨水調(diào)蓄和海綿城市的建設(shè)，可以有效地解決地面徑流的污染；在排水口設(shè)置污水處理設(shè)備，增加管道的管養(yǎng)疏通頻次可以解決雨水管道沉積物污染的問題；通過垃圾收集系統(tǒng)增設(shè)可以有效解決垃圾污染的問題；通過增加污水處理設(shè)施，集中或禁止處理，可以有效地解決養(yǎng)殖環(huán)境的污染，實施精準施肥、建設(shè)生態(tài)緩沖帶、增加河道邊治理、改良無公害作物等［7］。另外，減少落葉的種類也能有效地消除樹葉的污染；實施定期清洗系統(tǒng)；通過建立水生態(tài)系統(tǒng)，對污水進行干濕沉淀，達到凈化水質(zhì)的目的。

案例工程中，技術(shù)人員在綜合實際調(diào)查結(jié)果與計算結(jié)果后，對污水處理方案做出如下設(shè)計。第一，洲尾村的支流是洲尾村東部地區(qū)的生活污水，支流兩邊都是洲尾村的居民，其生活污水主要由單排或散排進入支流之中，支流的匯水面積約4.9 hm2，支流的水量為155 m3/d，截流比n0=3，截流時的雨量為465 m3/d。排水設(shè)備出水管DN300，排水管深度4 m，連接污水綜合提升泵站，規(guī)模為700 m3/d。出水管DN125，倒虹至螺洲河?xùn)|側(cè)，最終接入環(huán)島路DN500現(xiàn)狀污水管道，管道覆土厚度約1 m。第二，排放口28、29上游支河以方岐洲生活污水為主，支流兩邊匯水面積約1.47 hm2，接納污水流量為47 m3/d，截流比n0=3，截流前期雨量約為141 m3/d，技術(shù)人員在工作中決定在分支和螺洲河交匯處設(shè)置一座污水綜合提升泵站。渠道截斷裝置，出水管DN300，重力管線埋藏深度約4.5 m，連接污水綜合提升泵站，排水量為200 m3/d，出水管DN200，倒虹至螺洲河西側(cè)，與調(diào)蓄池五及污水一體化提升泵站二的出水管匯合，最后與環(huán)島路DN500現(xiàn)有的下水道進行連接，管道覆土厚度約1 m。第三，前錦村生活污水主要集中在排放口19、20、21上游支河，支流兩側(cè)匯水面積32.9 hm2，接受污水流量1 042 m3/d，截流比n0=3，在截流前期降水量為3 126 m3/d，技術(shù)人員工作中決定在分支和螺洲河交匯處設(shè)置一座污水綜合提升泵站。排水設(shè)備的出水管為DN500，重力管埋入4.23 m，連接污水綜合提升泵站，容量為4 000 m3/d，泵站出水管DN250，沿螺洲河?xùn)|側(cè)的綠線與綠色線之間12 m處的綠化帶，最終接入螺城路已有DN1400下水道，管道覆土厚度約為1 m。

3.3 雨水方案設(shè)計

對箱涵問題進行有效處理在提升黑臭河道治理方面具有重要意義。但目前國內(nèi)很多地方在處理箱涵問題上進展較慢。如果開通箱涵，需要解決時間、產(chǎn)權(quán)、土地置換、成本、拆遷等問題，如果不打通，就不能解決水源問題，也很難保證截污和控制水源。在期望提高城市發(fā)展質(zhì)量、有一定經(jīng)濟實力的地區(qū)，應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)的需要開通箱涵，恢復(fù)水體，以改善濱水環(huán)境，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，溝通水系［8］。在不具備條件的地區(qū)，為了方便后期養(yǎng)護，應(yīng)將維護窗開啟，采取在涵洞出口處或人河口處設(shè)置截污、生態(tài)攔截處理措施，以確保污染物雨季旁路處理和旱季不會進入下游河道［9］。

案例工程中，技術(shù)人員對雨水調(diào)蓄工程做如下設(shè)計。第一，螺福路與螺洲一支河交叉口處，現(xiàn)狀存在DN500雨水排放口兩個，DN1500雨水排放口一個，主要收集該片區(qū)內(nèi)的道路及螺洲安置房小區(qū)雨水，雨水排放口處設(shè)置截流井，管道匯水面積共26.9 hm2，收集4 mm初期雨水，該處設(shè)置800 t雨水調(diào)蓄池一座，調(diào)蓄池內(nèi)初期雨水由潛水泵抽送至螺城路下DN1400污水管道。調(diào)蓄池配套水泵采用100 m3/h潛水泵，一用一備。第二，香開地產(chǎn)地塊內(nèi)，按照雨水規(guī)劃，樁號K0+440處規(guī)劃有一根DN1600雨水管道，收集該片區(qū)的雨水，最終排入螺洲河內(nèi)，管道匯水面積共54 hm2。本次擬在樁號K0+480處設(shè)計1 500 t雨水調(diào)蓄池一座，收集4 mm初期雨水，調(diào)蓄池內(nèi)初期雨水由潛水泵抽送至螺城路下DN1400污水管道。調(diào)蓄池配套水泵采用100 m3/h潛水泵，一用一備。由于該調(diào)蓄池是根據(jù)規(guī)劃配套建設(shè)，并無現(xiàn)狀雨水排放口可接入，故本次設(shè)計中，將調(diào)蓄池列入遠期建設(shè)內(nèi)容，且該規(guī)劃片區(qū)，大多數(shù)均為住宅用地性質(zhì)，在住宅小區(qū)建設(shè)過程中，應(yīng)融入海綿城市建設(shè)的理念，減小新建住宅小區(qū)的徑流系數(shù)，在未來的建設(shè)中減小區(qū)調(diào)蓄池的建設(shè)規(guī)模。

4 案例工程其他經(jīng)驗總結(jié)

4.1 增強底泥處理科學(xué)性

在對底泥進行處理過程中，需要重點關(guān)注清淤工作。現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的清淤技術(shù)包括干式清淤、半干式清淤、濕式機械清淤等，其適用條件不同，所取得成效也存在一定差異，如干式清淤不適用于雨季，同時河道斷流具有明確要求，技術(shù)人員在工作中需要依據(jù)施工實際情況進行選擇。

底泥處理處置之前必須分析底泥成分，合理確定清除深度，底泥中存在重金屬時必須保證徹底清除；水下森林種植時還要適當?shù)乇Ａ舻啄?，為種植存活提供保障；此外，為維持生態(tài)系統(tǒng)原有平衡要慎重投加化學(xué)藥劑。必須妥善處理處置清出的河道底泥，可以作為肥料用于苗圃種植，也可制成磚或者適當?shù)靥盥瘢惶盥駮r必須做好環(huán)評工作，以防底泥引起二次污染。

4.2 優(yōu)化頂層規(guī)劃實現(xiàn)解決水動力目標

實踐表明，完成內(nèi)源污染和截污控源治理后，若不解決水動力問題就難以從根本上解決河道黑臭的現(xiàn)象，并且易產(chǎn)生反復(fù)問題。水動力問題屬于一項系統(tǒng)性、流域性問題，不針對某一具體河流。所以，必須從整體水系流域或整體城市層面頂層規(guī)劃、系統(tǒng)考慮，才能從根本上解決此問題。

5 結(jié)語

當前我國環(huán)境形勢依然嚴峻，強化城市河道治理對落實我國環(huán)境保護政策方面具有重要意義。本研究中的螺洲河綜合治理項目取得了預(yù)期效果，水生態(tài)環(huán)境與河道周邊環(huán)境均取得較大改善，其經(jīng)驗可以為其他工程提供參考。