市政工程與水生態(tài)環(huán)境綜合治理工程的協(xié)同發(fā)展研究

摘" 要：市政工程建設(shè)對水生態(tài)環(huán)境的影響日益突出，生態(tài)友好型市政工程設(shè)計、治理技術(shù)集成創(chuàng)新、智能監(jiān)測與信息化管理等技術(shù)路徑構(gòu)成了提升水環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)功能的關(guān)鍵。生態(tài)友好型市政工程設(shè)計注重水體生態(tài)平衡，減少傳統(tǒng)工程施工對水環(huán)境的負面影響。通過源頭管控、截污控源、分散式污水處理等措施，防止污染物進入水體。治理技術(shù)的集成創(chuàng)新則采用分布式與集中式相結(jié)合的處理模式，推動雨污分流、排澇、河道治理等工程的建設(shè)，提升系統(tǒng)處理效率與環(huán)保效果，確保水資源的可持續(xù)利用。

關(guān)鍵詞：市政工程" 水生態(tài)環(huán)境 協(xié)同發(fā)展" 生態(tài)修復(fù) 綜合治理

Research on the Collaborative Development of Municipal Engineering and Comprehensive Management of Water Ecological Environment

LIU Zongyuan

China Power Construction Group Port and Shipping Construction Co.， Ltd.， Tianjin， 300467 China

Abstract： This research focuses on the impact of municipal engineering construction on the water" ecological environment. The core technological paths include eco-friendly municipal engineering design， integrated innovation of governance technologies， intelligent monitoring， and information management， and other technological paths constitute the key to improving water environment quality and ecological functions. Ecological friendly municipal engineering design focuses on water ecological balance and reduces the negative impact of traditional engineering construction on the water environment. Prevent pollutants from entering water bodies through measures such as source control， pollution interception and control， and decentralized sewage treatment. The integrated innovation of governance technology adopts a combination of distributed and centralized processing modes to promote the construction of projects such as rainwater and sewage diversion， drainage， and river treatment， improve system processing efficiency and environmental protection effects， and ensure the sustainable utilization of water resources..

Key Words： Municipal engineering; Water ecological environment; Collaborative development; Ecological restoration; Comprehensive management

市政工程的發(fā)展在提升城市基礎(chǔ)設(shè)施水平的同時，對水生態(tài)環(huán)境帶來了深遠影響，城市化進程的加快使河道污染、生態(tài)環(huán)境惡化等問題更加突出。為實現(xiàn)水生態(tài)環(huán)境的保護與修復(fù)，市政工程建設(shè)須引入生態(tài)治理的理念，以形成綜合治理的協(xié)同發(fā)展策略。傳統(tǒng)市政工程往往關(guān)注排水管網(wǎng)的鋪設(shè)、河道清淤等基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建，而缺乏對水生態(tài)系統(tǒng)的有效保護和修復(fù)，使工程建設(shè)過程中，水質(zhì)惡化和生物多樣性降低等問題頻發(fā)。為解決這一問題，近年來，新型市政工程技術(shù)開始向“生態(tài)友好”轉(zhuǎn)型，智能化技術(shù)的發(fā)展也為綜合治理提供了重要支持，利用傳感器、遙感等技術(shù)手段進行水質(zhì)的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)收集，為污染源追蹤和排水系統(tǒng)優(yōu)化提供依據(jù)[1-2]。

1 市政工程與水生態(tài)環(huán)境綜合治理的現(xiàn)狀分析1.1 市政工程對水生態(tài)環(huán)境的影響概述" " " "市政工程主要涵蓋道路建設(shè)、排水系統(tǒng)等多個領(lǐng)域，市政工程建設(shè)中，雨污分流不合理、河道管網(wǎng)設(shè)計不足、硬質(zhì)護岸等設(shè)計，導(dǎo)致水體生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力降低，水體受污染后難以自然凈化，直接影響了水質(zhì)健康。排水系統(tǒng)和河道工程的粗放式設(shè)計常忽略了水生態(tài)環(huán)境的需求，導(dǎo)致河道生態(tài)功能退化，水生生物棲息地破壞。

1.2 水生態(tài)環(huán)境治理面臨的問題" " " "水生態(tài)環(huán)境治理涉及污水處理、污染源控制、河道清淤、生態(tài)恢復(fù)等多個環(huán)節(jié)。源頭污染治理方面，傳統(tǒng)的雨污分流系統(tǒng)設(shè)計常存在管網(wǎng)排布不合理、滲漏、混接等問題，使污染物進入水體，影響水質(zhì)。如果底泥中富集的重金屬、有機物等污染物質(zhì)處理不當(dāng)，則會再次污染水體。生態(tài)恢復(fù)技術(shù)中，目前多使用硬質(zhì)護岸和人工景觀的修復(fù)方式，較少考慮生態(tài)系統(tǒng)的自然恢復(fù)需求，導(dǎo)致生物多樣性無法得到有效保護[3]。

2 市政工程與水生態(tài)環(huán)境治理的協(xié)同發(fā)展2.1 生態(tài)友好型市政工程設(shè)計與建設(shè)" " " "在生態(tài)友好型市政工程設(shè)計中，優(yōu)化雨污分流系統(tǒng)、生態(tài)護岸和生態(tài)緩沖帶的布局，有效減少地表徑流污染，提升水體自凈能力。茅洲河流域（寶安片區(qū)）水環(huán)境整治項目覆蓋112.65 km2，涵蓋46個子項目，總投資152.1億元，采用透水鋪裝、生態(tài)護岸、雨水收集與回用系統(tǒng)等設(shè)計，將生態(tài)概念融入市政工程，使水質(zhì)改善顯著，河道生物多樣性增強。生態(tài)友好型設(shè)計中，透水鋪裝比例達6[A2] 0%～80%可以有效減少地表徑流量，提升雨水的滲透性和水體自凈能力。植被覆蓋率達到70%以上的生態(tài)護岸設(shè)計有助于穩(wěn)定河岸并為生物提供棲息環(huán)境，濕地面積設(shè)置在總面積的5%～10%有助于增強水體的生態(tài)凈化功能。水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)顯示，COD降低至35 mg/L以下，DO達到6 mg/L以上，符合水生態(tài)治理目標(biāo)。

2.2 綜合治理技術(shù)集成與創(chuàng)新發(fā)展" " " "綜合治理技術(shù)集成是水環(huán)境治理的核心，涵蓋底泥清淤、雨污分流改造、生態(tài)補水、分散式污水處理等技術(shù)手段的集成應(yīng)用。石馬河流域治理項目涉及601 km2[ 3] [A4] 、107條河涌，對源頭雨污分流和入河排口整治進行了升級。底泥清淤方面采用機械化清淤結(jié)合底泥處理廠的處理模式，穩(wěn)定化處理后的底泥進行資源化利用，減少二次污染，年處理能力達30萬[ 5] [A6] t，顯著提升治理效率。濕地系統(tǒng)補水和植物吸附使氮磷濃度進一步下降，減緩富營養(yǎng)化進程。2.3 管理模式與多方參與機制的協(xié)同優(yōu)化" " " "信息化平臺整合了多方數(shù)據(jù)，實現(xiàn)水質(zhì)、污染源分布、底泥處理進展等信息的動態(tài)匯總和實時更新并構(gòu)建全面的水生態(tài)環(huán)境管理體系。每季度基于水質(zhì)指標(biāo)、污水處理效果、生態(tài)恢復(fù)率等數(shù)據(jù)進行綜合評價，識別治理過程中的薄弱環(huán)節(jié)，及時調(diào)整和優(yōu)化管理措施[4]。

2.4 智能監(jiān)測與信息化在協(xié)同中的應(yīng)用

在茅洲河與石馬河治理項目中，基于物聯(lián)網(wǎng)的水質(zhì)智能監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了水溫、pH、DO等指標(biāo)的實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)每小時上傳至平臺并自動生成水質(zhì)報告。智能監(jiān)測系統(tǒng)配合GIS平臺，構(gòu)建了污染源的空間分布模型，便于實時追蹤污染源。石馬河流域應(yīng)用智能監(jiān)測系統(tǒng)，水質(zhì)監(jiān)測范圍擴大至流域內(nèi)所有河涌，DO平均值提升至5.5 mg/L以上，氨氮濃度降低30%以上，實現(xiàn)了治理項目的科學(xué)化、精準(zhǔn)化，智能監(jiān)測系統(tǒng)和信息化平臺的關(guān)鍵數(shù)據(jù)如表1所示。

水質(zhì)監(jiān)測中DO平均值為5.5 mg/L，接近目標(biāo)6.0 mg/L。氨氮濃度達到1.2 mg/L，接近控制目標(biāo)1.0 mg/L，顯示出治理措施有效性。水質(zhì)監(jiān)測頻率為每小時一次，基本實現(xiàn)實時更新，預(yù)測準(zhǔn)確度為90%，接近95%的目標(biāo)?；谖锫?lián)網(wǎng)的水質(zhì)監(jiān)測與信息化管理系統(tǒng)流程如圖2所示。

系統(tǒng)初始化完成后，傳感器開始數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)通過OLED或上位機顯示。隨后檢查Wi-Fi[ 8] 連接情況，若連接正常，則將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_，接著檢查App初始化狀態(tài)，成功后在App上顯示數(shù)據(jù)；若Wi-Fi[ 9] [A10] 連接異?；駻pp初始化失敗，系統(tǒng)會分別保存數(shù)據(jù)或重新初始化，以確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸和顯示。

3 茅洲河流域與石馬河流域水環(huán)境的綜合治理3.1 茅洲河流域水環(huán)境的綜合治理

茅洲河流域水環(huán)境綜合治理以系統(tǒng)化、多層次的治理策略為核心，涵蓋管網(wǎng)工程、排澇工程、河道治理、水質(zhì)改善、生態(tài)景觀、濕地工程六大方面。項目區(qū)域涉及112.65 km2[ 11] [A12] ，面臨嚴重的污染與生態(tài)退化問題。在水質(zhì)改善工程中，引入生物浮床技術(shù)，使用水生植物的吸附和轉(zhuǎn)化作用降低水體中氮磷等污染物。濕地工程通過構(gòu)建人工濕地，實現(xiàn)污水深度凈化，濕地植物和微生物的協(xié)同作用有效提升了水體自凈功能。

3.2 石馬河流域水環(huán)境的綜合治理

石馬河流域治理針對601 km2[ 13] [A14] 的區(qū)域和107條河涌的復(fù)雜流域環(huán)境，實施了一系列復(fù)合型水環(huán)境治理措施，聚焦源頭控制、污水處理、生態(tài)修復(fù)和景觀提升。源頭雨污分流改造減少了生活污水進入河道，提升了污水管網(wǎng)覆蓋率，控制了污染物的初始排放量。治理后，石馬河水質(zhì)顯著改善，COD、氨氮等指標(biāo)達標(biāo)率上升，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象得到有效控制，河道景觀得到顯著提升，為區(qū)域內(nèi)的水生態(tài)系統(tǒng)提供了穩(wěn)定的生境[5-6]。

4 結(jié)語

本研究基于茅洲河和石馬河流域的綜合治理實踐，提出了市政工程與水生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展的有效路徑。生態(tài)友好型設(shè)計在市政工程中至關(guān)重要，透水鋪裝、生態(tài)護岸和濕地工程顯著降低了地表徑流污染、增強水體自凈能力、優(yōu)化了水生態(tài)環(huán)境。綜合治理技術(shù)的集成策略，包括底泥清淤、雨污分流改造、分散式污水處理和生態(tài)補水，有效控制了污染物負荷，提升了治理的系統(tǒng)性和效率。

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