劉毅韜

(泉港區(qū)水利建設(shè)管理站，福建泉州362801)

1 項目區(qū)基本情況

泉港區(qū)位于福建省沿海中部的湄洲灣南岸。泉港區(qū)地處閩南沿海，境內(nèi)河流多為單獨入海河流。全區(qū)境內(nèi)溪流縱橫，水系發(fā)達，主要有壩頭溪、菱溪和龍馬溪三大水系。集雨面積在20 km2～200 km2之間。其中壩頭溪為泉港區(qū)境內(nèi)最大水系被譽為泉港區(qū)的“母親河”。壩頭溪流域發(fā)源于涂嶺鎮(zhèn)吊船山，流域總面積97.785 km2，流經(jīng)涂嶺、南埔、前黃、山腰及山腰鹽場，沿途保護12個行政村，22.2萬人，4.6萬畝耕地，主干流長23.32 km，中下游主河道平均比降8.2‰～3.6‰，流域地勢呈西北向海面傾斜，地形以盆地、丘陵為主。

項目區(qū)現(xiàn)狀排水體制總體上為雨污合流制，尚無統(tǒng)一的排水系統(tǒng)。普安片區(qū)已沿驛峰西路鋪設(shè)雙排DN300～DN500污水干管及少量配套污水支管，污水經(jīng)普安1#、普安2#兩個泵站提升，進入山腰片區(qū)污水管網(wǎng)。山腰片區(qū)污水干管較完善，在驛峰中路、東西二路、鹽田路和祥云路均有DN300～DN1400污水管，即南部截污管道，該管道將整個區(qū)域的污水收集后經(jīng)山腰2#污水提升泵站提升后用DN800壓力污水管送入峰尾污水處理廠。壩頭溪上游區(qū)域污水管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)正在逐步推進。涂嶺片區(qū)已設(shè)計沿324國道敷設(shè)的DN500污水干管，收集的污水經(jīng)涂嶺1#、涂嶺2#兩個污水提升泵站提升，進入普安片區(qū)驛峰西路現(xiàn)狀污水管網(wǎng)。水質(zhì)與水生態(tài)狀況見表1。

表1 項目區(qū)現(xiàn)狀總體評價表

2 河水改善方案與措施

2.1 白石港水系河道水體修復(fù)工程

結(jié)合壩頭溪水質(zhì)情況，設(shè)計原位治理措施包括活水循環(huán)、水質(zhì)凈化和生態(tài)修復(fù)，其中水質(zhì)凈化、生態(tài)修復(fù)即通過生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建，持續(xù)去除水體污染物，改善生態(tài)環(huán)境和景觀。

(1)污染源調(diào)查和污染成因分析

白石港水系片區(qū)位處城鄉(xiāng)結(jié)合部，通過對白水港水系現(xiàn)狀的分析及周邊基本情況進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成現(xiàn)有白石港水系河水污染來源有以下幾種。

1)生活污水排放

白石港水系流域面積約160 hm2，總?cè)丝诩s4000人。由于片區(qū)市政污水管網(wǎng)建設(shè)不完善，該地區(qū)未建設(shè)完善的污水收集系統(tǒng)，生活污水經(jīng)過原建雨污合流管、溝匯集，最終排放至周邊的河流。生活污水主要組成有化糞池出水、廚余廢水以及洗漱廢水等，其主要特點是有機物、氮、磷濃度高，在厭氧細菌的作用下，容易產(chǎn)生黑臭。隨著近年來白石港水系片區(qū)人口數(shù)量不斷增加，生活污水排放量逐年增加，給河道水體造成了污染。

2)畜禽養(yǎng)殖廢水排放

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，白石港水系周邊畜禽養(yǎng)殖以農(nóng)戶散養(yǎng)為主，污染物排放較少，對現(xiàn)有河道污染較少。

3)農(nóng)業(yè)面源污染

4)內(nèi)源性污染物釋放

本次設(shè)計水利工程將考慮對白石港水系進行清淤疏浚，緩解現(xiàn)有河道內(nèi)源性污染物的釋放，在河水改善方案不再考慮。故現(xiàn)階段對白石港水系造成的污染來源主要為流域內(nèi)居民生活污水入河污染和農(nóng)業(yè)面源造成徑流污染。

(2)污染量分析

1)居民生活污水入河污染量計算

參考國家環(huán)保局確定的污染源調(diào)查數(shù)據(jù)，根據(jù)平原河網(wǎng)地區(qū)人口數(shù)、人均用水量及人均產(chǎn)污系數(shù)，測算生活污水及其污染物的排放量，結(jié)果見表2。

表2 人均生活污水及其污染物排放量

2)農(nóng)業(yè)面源污染入河污染量計算

白石港水系片區(qū)流域總面積約160 hm2，農(nóng)田總面積約120 hm2。參考第一次全國污染源普查數(shù)據(jù)——農(nóng)田徑流污染物流失源強系數(shù)，給出標準農(nóng)田源強系數(shù)COD為10 kg/(畝·a)，氨氮為2 kg/(畝·a)。故：

由計算可知，流域內(nèi)污染是由農(nóng)業(yè)面源造成的。

3)入河污染物總量計算

入河污染物總量≈(居民生活污水入河污染量+農(nóng)業(yè)面源污染入河污染量)×1.3

式中：1.3為不可預(yù)見系數(shù)。

故：入河COD總量≈(42.64+49.32)×1.3=91.96×1.3=119.54 kg/d；氨氮總量≈(10.4+9.86)×1.3=20.26×1.3=26.34 kg/d；居民生活污水入河污染占污染總量的比例COD為46.37%，氨氮為51.33%；農(nóng)田面源污染入河污染占污染總量的比例COD為53.63%，氨氮為48.67%。

4)河道污染物消減量計算

河道中污染物削減量采用以下公式計算：

ΔX=S×γ=n×S0×γ

式中：ΔX為氨氮削減量，kg/d；S為河道生物膜表面積，m2；S0為河道過流表面積，m2；γ為氨氮削減系數(shù)，0.4 kg/(10000 m2·d)～1.0 kg/(10000 m2·d)；n為河床比表面積，1.5 m2/m2～4.0 m2/m2，視河床情況取值。

5)需生態(tài)治理削減污染量計算

需生態(tài)治理削減污染量(氨氮)=入河污染物總量-河道污染物消減量=26.34 kg/d-3.44 kg/d=22.90 kg/d

故:需生態(tài)治理污染削減量占入河總污染量的比例=26.34/22.90×100%=86.94%。

(3)工程布置

本工程原位措施包括河道復(fù)氧、微生物修復(fù)——生物載體、推流設(shè)備以及水生植物群落構(gòu)建。

①微生物修復(fù)段：白石港水系污染物量遠大于現(xiàn)有河道污染物消減能力，設(shè)計在污染物入河處及污染嚴重河段布置總體積約4000 m3微生物載體，增強河道水體自凈能力[1]。同時針對現(xiàn)有河道內(nèi)溶解氧過低，無法滿足水體污染物消減需氧量要求，設(shè)計在微生物修復(fù)段布置總長約2000 m河道復(fù)氧裝置，為水體提供充足的氧氣，滿足污染物消解要求，改善水質(zhì)。

②水生植物群落構(gòu)建段：在白石港水系與壩頭溪交匯處附近以及農(nóng)田段河道，構(gòu)建水生植物植物群落帶。

③推流復(fù)氧設(shè)備：白石港水系地處平原河網(wǎng)，水體整體流動性差，在河道死水區(qū)域設(shè)置推流復(fù)氧設(shè)備。

(4)分項設(shè)計

1)微生物修復(fù)段

本措施設(shè)置在白石港水系截污納管未實施前作為水質(zhì)恢復(fù)的保障措施，可有針對性的去除由于周邊生活污水進入河水中的氨氮、COD等主要污染物，全面提升白石港水系整體水質(zhì)。

本方案擬在人口集中區(qū)域(村莊附近)等污染集中處，設(shè)置三處微生物修復(fù)區(qū)，總體積約4000 m2，并配套曝氣系統(tǒng)，通過自然富集的作用在填料表面形成一層生物膜，生物膜通過其微生物的生命活動對水中有機污染物和氮、磷等污染物質(zhì)進行降解，同時它對水中懸浮物也有一定的去除效果。

2)水生植物群落構(gòu)建段

本方案擬在白石港水系進出水口附近及農(nóng)田段布置總面積約5000 m2的水生植物群落，緩解由于河道來水及周邊農(nóng)業(yè)面源污染對河道的污染。

3)推流曝氣設(shè)備

白石港水系地處平原河網(wǎng)，水體整體流動性差，導(dǎo)致水體復(fù)氧能力差，河道自凈能力不足，通過在河道死水區(qū)域設(shè)置推流復(fù)氧設(shè)備，推流曝氣設(shè)備設(shè)置間距為50 m，共計46套。

2.2 攔砂坎設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)場踏勘，昆山溪驛峰西路上游因場地平整，散土受雨水沖擊進入河道，現(xiàn)狀驛峰西路橋涵段已淤積堵塞嚴重，而上游場地還在不斷平整中，為了減輕上游河道水土流失淤積下游河道，擬在驛峰西路上游設(shè)3座攔砂坎，見表3。后期應(yīng)經(jīng)常清淤。

表3 攔砂坎工程一覽表

攔砂坎布置于現(xiàn)狀河道主槽，采用M10漿砌條石結(jié)構(gòu)，上游按1∶5利于人工清淤，兩岸與設(shè)計岸坡順接。

攔砂坎為M10漿砌條石結(jié)構(gòu)，堰高均為0.60 m；攔砂坎上、下游均采用M10漿砌條石護底，厚度0.50 m；本次結(jié)合景觀，堰壩頂設(shè)置鵝卵石貼面、機切條石汀步或河卵石汀步。

3 結(jié)語

經(jīng)濟建設(shè)大發(fā)展，城市化進程加快，對河流水環(huán)境具有很大影響，如河流水質(zhì)嚴重污染，大面積水體被覆蓋，河道被硬化，河流原有生態(tài)系統(tǒng)被破壞，河流自凈能力喪失，導(dǎo)致城市居民生活環(huán)境質(zhì)量下降[2]。通過分析，針對壩頭溪安全水生態(tài)二期工程區(qū)的水質(zhì)問題，可通過采用河道復(fù)氧、微生物修復(fù)、推流設(shè)備以及水生植物群落構(gòu)建、現(xiàn)狀河道主槽布置攔砂坎等措施加以緩解，以便為當?shù)厝嗣裉峁┝己玫纳瞽h(huán)境條件。