史 貴 君，仝 曉 輝，汪 銀 龍，劉 曉 寧，張 永 宜

(1.中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710065； 2.西安中交環(huán)境工程有限公司，陜西 西安 710065)

隨著城市的發(fā)展，人類對(duì)自然資源進(jìn)行了大量的改造和開采，自然環(huán)境功能逐漸退化，城市環(huán)境已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了它的環(huán)境容量與環(huán)境承載力。城市環(huán)境惡化中最為嚴(yán)重的就是水環(huán)境污染，水環(huán)境污染使得生態(tài)自然功能明顯下降[1-3]。在城市高度建成區(qū)中，多數(shù)河道接收居民及工業(yè)排放的污水，此類河流徑流量較小，河道水體主要依靠城區(qū)的降雨，降雨能增大河道徑流，無(wú)雨則斷流干枯，河道水體環(huán)境容量小、生態(tài)較脆弱[4]。河道水體流量不足往往會(huì)引起復(fù)氧和生態(tài)功能下降，導(dǎo)致水體黑臭，大大地降低了河道的生態(tài)功能[5]。

生態(tài)補(bǔ)水是治理城市黑臭水體的關(guān)鍵，許多河流通過(guò)生態(tài)補(bǔ)水進(jìn)行河道生態(tài)治理修復(fù)。如英國(guó)將“最小可接受流量”作為河道生態(tài)補(bǔ)水總則，并通過(guò)最小流量生態(tài)補(bǔ)水治理了許多河流，韓國(guó)清溪川通過(guò)生態(tài)補(bǔ)水修復(fù)了河道生態(tài)功能[6]；國(guó)內(nèi)也有許多生態(tài)補(bǔ)水治理河流的成功案例，如利用巢湖水對(duì)城市景觀河道進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水[7]、福州市臺(tái)江區(qū)內(nèi)河補(bǔ)水工程[8]、北京永定河生態(tài)補(bǔ)水工程[9]等。大量城市河道治理的成功案例表明，河道補(bǔ)水是城市水體污染治理的關(guān)鍵，是河道水質(zhì)的長(zhǎng)效保障措施[10]。然而，針對(duì)城市高度建成區(qū)河道生態(tài)補(bǔ)水的研究還相對(duì)較少。

本文以鐵崗水庫(kù)排洪河(鐵排河)生態(tài)補(bǔ)水工程作為城市高度建成區(qū)河道治理修復(fù)的典型案例，以河道生態(tài)功能恢復(fù)為目標(biāo)，因勢(shì)利導(dǎo)，根據(jù)河道生態(tài)環(huán)境需水量、水質(zhì)等指標(biāo)，提出鐵排河生態(tài)補(bǔ)水方案，以期為城市高度建成區(qū)河道的水體治理提供借鑒。

1 研究區(qū)概況

1.1 流域概況

鐵排河位于深圳市西部的寶安區(qū)境內(nèi)，處于城市高度建成區(qū)中，整個(gè)區(qū)域河流多而復(fù)雜(見(jiàn)圖1)。河道以鐵崗水庫(kù)為起始，匯入珠江，河長(zhǎng)8.05 km，河道流域總面積115.56 km2，上游水庫(kù)總控制面積108 km2。河道上游地勢(shì)東高西低，堤岸地面高程4.5～15.5 m，河床高程0.80～8.12 m，河寬10～15 m，河堤內(nèi)地形平坦、起伏較小，多為直立漿砌石擋墻；河道下游屬于海積平原地貌，地勢(shì)東高西低，堤岸地面高程2.5～4.5 m，河床高程-0.5～0.8 m，河寬約20 m，河堤內(nèi)地形平坦、起伏較小，多為復(fù)式斷面堤岸。

鐵排河缺乏自然水源補(bǔ)給，豐水期河道水源主要來(lái)自流域內(nèi)降雨徑流，枯水期河道基流較小，甚至斷流。鐵排河作為城區(qū)的主要排污通道，大量污水及垃圾排入河道，造成水環(huán)境嚴(yán)重惡化、水體重度黑臭。2017年起，深圳市開展了鐵排河水環(huán)境綜合整治工程，通過(guò)實(shí)施雨污分流、控源截污、生態(tài)補(bǔ)水及生態(tài)修復(fù)等措施，較大程度解決了水體污染問(wèn)題。

圖1 鐵排河示意

1.2 水功能區(qū)及水質(zhì)現(xiàn)狀

根據(jù)《深圳市水功能區(qū)劃報(bào)告》，鐵排河流域內(nèi)涉及兩處水功能區(qū)，河道上游涉及鐵崗水庫(kù)水資源保護(hù)區(qū)，水質(zhì)目標(biāo)為Ⅲ類；河道終點(diǎn)為珠江河流，水質(zhì)目標(biāo)為V類。根據(jù)深圳市寶安區(qū)2015～2016年各季度的河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，鐵排河現(xiàn)狀水質(zhì)污染非常嚴(yán)重，水質(zhì)屬于劣Ⅴ類，其中COD、BOD5、NH3-N及TP含量分別是地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)的2.7,4.0,14.5倍及6.5倍，而溶解氧不足Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)的1/6(見(jiàn)表1)。河道水體呈墨綠色；中游在城區(qū)漏排口的影響下，水體逐漸變?yōu)辄S褐色且局部有黑色浮泥；下游及河口水質(zhì)較差。總體來(lái)看，水體基本處于黑臭狀態(tài)且表面有大量浮渣等污染物。

表1 2015～2016年各季度鐵排河流水體水質(zhì)指標(biāo)

2 生態(tài)環(huán)境需水量及補(bǔ)水來(lái)源分析

2.1 生態(tài)環(huán)境需水量預(yù)測(cè)

根據(jù)相關(guān)研究，影響河流生態(tài)環(huán)境需水量的因素主要有河流形態(tài)、流域狀況及外部環(huán)境等。因此，綜合考慮鐵排河的河道環(huán)境現(xiàn)狀、沿岸排水情況以及集水區(qū)的劃分，將河段分為兩段：鐵排河上游(鐵崗水庫(kù)至寶安大道段)和下游(寶安大道至入珠江口段)，其中下游主要為感潮河段，受珠江河水頂托現(xiàn)象嚴(yán)重。鐵排河上、下河道信息見(jiàn)表2。

表2 鐵排河上、下游河道特征信息

生態(tài)補(bǔ)水量的預(yù)測(cè)是河道補(bǔ)水的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。根據(jù)鐵排河的污染現(xiàn)狀，提出其生態(tài)補(bǔ)水量主要包含兩個(gè)方面：① 河道生態(tài)環(huán)境修復(fù)及景觀環(huán)境需水量；② 河道水體的蒸發(fā)及下滲等方面的需水量。河道總需水量[11]計(jì)算如下：

Q=max{Qb，Qe}+Qv+Qp

(1)

式中，Qb為基本生態(tài)需水量，其中Qb=λQ(λ為河道徑流系數(shù)，Q為河道徑流量)，采用水文學(xué)Tennant法計(jì)算河道基本生態(tài)需水量[12]，水體生物最低需水量為徑流量的30%。Qe為景觀環(huán)境需水量，借鑒景觀工程補(bǔ)水量方法計(jì)算。Qv為蒸發(fā)需水量，其中Qv=A(E-P)，E>P；Qv=0，E

鐵排河沿岸已全面截污且沒(méi)有自然水源，河道基本喪失生態(tài)及自凈功能。因此本研究基于鐵排河現(xiàn)狀，考慮將生態(tài)系統(tǒng)重建與自然凈化能力恢復(fù)作為河道整治遠(yuǎn)期目標(biāo)。綜合考慮補(bǔ)水水質(zhì)及河道水力停留時(shí)間，根據(jù)景觀環(huán)境需水量計(jì)算方法[14]，以及GB/T 18921-2002 《城鎮(zhèn)污水再生利用的景觀環(huán)境用水水質(zhì)》相關(guān)規(guī)定，最終確定再生水與雨水的停留時(shí)間為2 d和4 d。據(jù)式(1)和表2河道信息計(jì)算鐵排河上、下游河段不同條件下的需水量,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 鐵排河上、下游河段生態(tài)環(huán)境需水量

由表3可知，鐵排河上游需水約為1.589萬(wàn)m3/d，下游需水約為2.516萬(wàn)m3/d。上游補(bǔ)水量較小，主要是因?yàn)楹拥垒^窄，兩岸均為垂直硬質(zhì)駁岸，只有河底部分為自然河道，其生態(tài)需水量相對(duì)較低；下游河道性質(zhì)與上游剛好相反，其河道較為寬敞，兩岸以草坡為主的自然河道，自然系統(tǒng)較為完善，生態(tài)需水量則相對(duì)較多。根據(jù)上、下游兩段河道的生態(tài)、景觀需水量的預(yù)測(cè)，對(duì)河道進(jìn)行全面生態(tài)補(bǔ)水。

2.2 補(bǔ)水來(lái)源分析

近年來(lái)，已有學(xué)者對(duì)污水再生水、雨水的回用做了大量研究，為河流的生態(tài)補(bǔ)水工程提供了有效的科學(xué)依據(jù)[15]。因鐵排河處于城市高度建成區(qū)中，所以水資源非常寶貴，根據(jù)流域內(nèi)氣候、地理及排水狀況，在以鐵崗水庫(kù)最小下泄流量為基礎(chǔ)的前提下，以固戍污水廠再生水及流域降雨作為河道生態(tài)補(bǔ)水水源。

2.2.1鐵崗水庫(kù)下泄流量分析

鐵崗水庫(kù)位于深圳高度建成區(qū)中，根據(jù)濕地調(diào)查，下游沒(méi)有農(nóng)業(yè)用地，兩岸居民用水主要以城市給水廠供水為主，沿岸無(wú)其他用水。因此，最小下泄流量分析不再考慮灌溉及居民用水需求。

本文采用水文學(xué)Tennant法計(jì)算最小下泄流量，取多年平均流量的10%作為最小生態(tài)流量。統(tǒng)計(jì)分析鐵崗水庫(kù)水文站流量資料，得到鐵排河年平均流量系列，計(jì)算出多年平均流量的10%約為0.14 m3/s，即日下泄量為1.2萬(wàn)/m3。

2.2.2再生水補(bǔ)水潛力分析

根據(jù)《深圳市寶安區(qū)再生水利用工程規(guī)劃》(2008～2020)，固戍污水處理廠再生水近期規(guī)模為10.0萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期規(guī)模為20.0萬(wàn)m3/d，目前，再生水主要用于咸水涌西鄉(xiāng)河2條河流的景觀用水與西鄉(xiāng)街道、新安街道的市政雜用、工業(yè)回用，有富余。固戍污水廠深度處理設(shè)施及提升泵站均已建成，設(shè)計(jì)規(guī)模為24萬(wàn)m3/d，現(xiàn)狀旱季再生水約15萬(wàn)～18萬(wàn)m3/d，通過(guò)泵站提升西鄉(xiāng)河的總量?jī)H有10萬(wàn)～11萬(wàn)m3/d，仍有4萬(wàn)～7萬(wàn)m3/d再生水直接排入海。因此，再生水資源充足，可滿足鐵排河的生態(tài)環(huán)境需水量。

2.2.3雨水補(bǔ)水潛力分析

鐵排河流域經(jīng)雨污分流整治后，目前流域內(nèi)形成了100%的分流體制，為雨水的收集利用提供了良好條件。河道流域總匯水面積為116.30 km2，上游匯水面積為79.54 km2，下游匯水面積為36.76 km2，具有較大的雨水資源利用的潛力。雨水潛力資源量計(jì)算如下[16]：

Q=SHφαk

(2)

式中，Q為雨水資源量，萬(wàn)m3；S為匯水面積，km2；H為設(shè)計(jì)降雨量，mm；φ為綜合徑流系數(shù)，取0.67；α為季節(jié)折減系數(shù)，取0.85；k為初雨水棄流系數(shù)，取0.87[17]。

由于深圳市降雨主要集中在汛期，其中3～9月降水量占全年降水量的80.0%，因此計(jì)算只考慮3～9月份。另外，本研究以鐵崗水庫(kù)實(shí)測(cè)降雨量資料為準(zhǔn)，選取近10 a月平均降雨量作為設(shè)計(jì)降雨量H，根據(jù)式(2)計(jì)算的雨水資源量如圖2所示。

由圖2可知，在不同月份內(nèi)，鐵排河流域內(nèi)雨水資源量差異較大，雨水量主要集中在6，7，8三個(gè)月內(nèi)，這3個(gè)月的上游雨水量滿足基本生態(tài)用水，但不滿足水環(huán)境的需水量；在所有月份中，下游的雨水量最高為0.703萬(wàn)m3/d，低于基本生態(tài)需水量。因此，鐵排河需要常態(tài)補(bǔ)水，才能滿足河道生態(tài)用水需求。

圖2 鐵排河上、下游河段雨水資源量

3 補(bǔ)水方案設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)鐵排河生態(tài)環(huán)境需水量、流域的污水廠再生水及雨水資源的潛力分析,可知河道需水量較大，雨水資源較少，不能夠完全滿足生態(tài)需水，但固戍污水廠的再生水資源潛力較大，完全可以滿足鐵排河生態(tài)補(bǔ)水。即在以鐵崗水庫(kù)最小下泄量為基礎(chǔ)的前提下，總體補(bǔ)水來(lái)源為固戍污水處理廠再生水與流域降雨(見(jiàn)表4)，具體補(bǔ)水方案包括：

(1)以鐵崗水庫(kù)最小下泄生態(tài)水量為基礎(chǔ)，將河道上、下游流域內(nèi)雨水量及固戍污水廠的再生水作為生態(tài)環(huán)境需水的補(bǔ)水來(lái)源，且再生水為常態(tài)水源。

(2)為保證下泄生態(tài)流量，需在鐵崗水庫(kù)擋水壩內(nèi)死水位以下1 m處設(shè)置下泄流量放水管。此外，還應(yīng)在放水管出水處安裝一套在線計(jì)量及視頻監(jiān)控設(shè)施，用于監(jiān)控下泄流量情況，以維持和保障河段的生態(tài)用水。

(3)河道上游雨水資源較充足，所以主要以雨水作為生態(tài)補(bǔ)水，固戍污水廠再生水作為河道常態(tài)補(bǔ)水。利用現(xiàn)狀已鋪設(shè)到西鄉(xiāng)河的廣深高速橋下的DN1200補(bǔ)水管，從該管道末端西北向新鋪設(shè)一條長(zhǎng)為845 m的DN600管，至鐵崗水庫(kù)排洪河的溢洪道分洪閘下，在河道上游提供生態(tài)補(bǔ)水。

(4)河道下游雨水資源較少，補(bǔ)水來(lái)源主要為固戍污水廠再生水。利用寶安大道現(xiàn)有DN1200補(bǔ)水管道，從寶安大道補(bǔ)水管開始新建一條長(zhǎng)為780 m的DN600管，至河道下游形成常態(tài)補(bǔ)水系統(tǒng)(見(jiàn)圖3)。

圖3 鐵排河生態(tài)補(bǔ)水方案

表4 鐵排河生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水方案

4 方案分析

4.1 補(bǔ)水水源水質(zhì)水量分析

在鐵排河補(bǔ)水設(shè)計(jì)方案中，補(bǔ)水水質(zhì)、水量的保障是工程的關(guān)鍵。根據(jù)鐵排河現(xiàn)狀及可利用水源分析，其補(bǔ)水來(lái)源主要為水庫(kù)下泄水量、自然降雨和固戍污水廠的再生水，其中雨水作為間歇水源，下泄水量與固戍污水處理廠再生水作為常態(tài)水源。另外，鐵排河處于城市中心，自身缺乏水質(zhì)凈化功能，補(bǔ)水水質(zhì)將直接影響河道生態(tài)功能的修復(fù)。固戍污水處理廠再生水和匯水區(qū)徑流污染應(yīng)作為污染削減的重點(diǎn)對(duì)象。因此，補(bǔ)水方案應(yīng)對(duì)水源采取相應(yīng)的水質(zhì)改善措施，保障河道補(bǔ)水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

4.1.1鐵崗水庫(kù)水質(zhì)水量分析

鐵崗水庫(kù)正常蓄水位28.7 m，相應(yīng)庫(kù)容9 400萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)水位28.80 m(100 a一遇)，對(duì)應(yīng)庫(kù)容9 570萬(wàn)m3；校核洪水位29.29 m(2 000 a一遇)，總庫(kù)容為9 950 萬(wàn)m3。水庫(kù)以防洪、調(diào)蓄、供水為主，是深圳市供水網(wǎng)絡(luò)干線工程的終端水庫(kù)，其庫(kù)容量較大，水量充足，可以為鐵排河不間斷地提供下泄生態(tài)需水。另外鐵崗水庫(kù)作為一級(jí)保護(hù)水源地，目前水質(zhì)為地表Ⅲ類水，各水質(zhì)指標(biāo)均滿足河道補(bǔ)水要求(Ⅴ類)，可以直接排入河道作為生態(tài)需水。

4.1.2固戍污水廠再生水水質(zhì)水量分析

固戍污水處理廠采用GB 18918-2002 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，尾水中污染物濃度高于地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，COD、總氮及氨氮均超出標(biāo)準(zhǔn)的15%,30%及45%(見(jiàn)表5)。直接作為水源補(bǔ)水會(huì)加重河流污染，不利于河道水環(huán)境生態(tài)功能的恢復(fù)與提升，污水廠尾水需要進(jìn)行深度處理。因此，固戍污水處理廠對(duì)其尾水經(jīng)深度處理達(dá)到再生水標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行排放利用。

經(jīng)深度處理的再生水含有較低的污染物濃度，多數(shù)指標(biāo)滿足地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，但氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽指標(biāo)仍然較高，再加上內(nèi)源污染的影響，河道排入再生水仍然有輕度富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)；另外，再生水中含有的重金屬其他微量污染物等會(huì)在長(zhǎng)期補(bǔ)給過(guò)程中不斷積累，最終威脅水生生物及水環(huán)境系統(tǒng)[18]。因此，需在河流中采取一定的措施，對(duì)再生水進(jìn)行進(jìn)一步凈化。例如，補(bǔ)水以跌水的形式進(jìn)入河流，不僅能增加水體形態(tài)，而且能提高河流水動(dòng)力和水體溶解氧含量；建設(shè)生態(tài)礫石床與植物碎石床對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化；適量投放本土優(yōu)勢(shì)水生生物及河底水下森林的建設(shè)，既能形成完善的生態(tài)系統(tǒng)又可以降低富營(yíng)養(yǎng)化和重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)，以此來(lái)減小再生水對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響，加強(qiáng)河道水環(huán)境生態(tài)的穩(wěn)定性[19]。

表5 固戍污水處理廠尾水水質(zhì)指標(biāo)

4.1.3流域內(nèi)雨水水質(zhì)水量分析

利用雨水進(jìn)行河道補(bǔ)水，最重要的是解決雨水水質(zhì)水量的問(wèn)題。降雨形成的徑流會(huì)對(duì)地表污染物進(jìn)行沖刷，經(jīng)沖刷的污染物會(huì)隨著徑流匯入到河流，對(duì)水體造成污染[20]。根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，用于生態(tài)補(bǔ)水的雨水中COD和SS的含量應(yīng)不超過(guò)30 mg/L和10 ml/L，因此對(duì)進(jìn)入河流的雨水實(shí)施相應(yīng)的水質(zhì)改善措施。已有文獻(xiàn)表明，徑流污染物濃度主要集中在初期雨水中，但隨著降雨過(guò)程的推移，污染物濃度逐漸降低，降雨后期徑流水質(zhì)逐步趨于穩(wěn)定[21-23]。因此，雨水補(bǔ)水方案采取初雨棄流及調(diào)蓄凈化等措施，以確保雨水符合生態(tài)補(bǔ)水水質(zhì)要求。首先，在雨水管網(wǎng)末端設(shè)置初雨棄流裝置，將初期雨水收集并排到市政排水管網(wǎng)中進(jìn)行最終處理。根據(jù)GB 50014-2006 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中雨水調(diào)蓄量規(guī)定，該方案將調(diào)蓄設(shè)計(jì)降雨量定為4 mm。其次，為保證入河雨水的水質(zhì)，雨水經(jīng)歷生態(tài)凈化后進(jìn)行補(bǔ)水。包括生態(tài)過(guò)濾、雨水花園及生態(tài)礫石床等一體化水質(zhì)深度凈化系統(tǒng)(見(jiàn)圖4)，該生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)過(guò)濾、吸附及生物膜處理等措施，對(duì)雨水中的泥沙顆粒、有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行了深度處理凈化。

圖4 鐵排河雨水生態(tài)凈化工藝流程

鐵排河上游位于深圳市高度建成區(qū)中，建筑密集，可利用空間較小，不利于采用生態(tài)處理設(shè)施，故采用占地面積較小的初雨水集水池調(diào)蓄以及物化技術(shù)改善水質(zhì)，依據(jù)GB 50400-2016 《建筑與小區(qū)雨水控制及利用工程技術(shù)規(guī)范》，雨水處理采用的工藝為：初雨棄流池沉淀過(guò)濾補(bǔ)水。另外，上游部分河段岸線可利用空間不足5 m，且多為硬質(zhì)河岸，不利于調(diào)蓄池建設(shè)，因此對(duì)該區(qū)域采用初雨棄流和后期雨水原位利用等措施，從而解決雨水徑流入河污染水體的問(wèn)題。

4.2 補(bǔ)水方案工程技術(shù)分析

鐵排河流經(jīng)深圳寶安城市中心，河流沿岸均為居民、商業(yè)及工業(yè)區(qū)域，整體水環(huán)境整治難度較大。補(bǔ)水方案設(shè)計(jì)遵循“少開挖、少擾民、高效率、高質(zhì)量”的原則，確保工程如期保質(zhì)保量完成。為此進(jìn)行了以下幾方面工程措施：① 保證下泄生態(tài)流量，在少開挖的前提下，以頂管的形式下放壓力管，并安裝在線計(jì)量及視頻監(jiān)控設(shè)施，確保下泄生態(tài)流量，維持和保障河段的生態(tài)用水。② 上游及下游的污水廠再生水補(bǔ)水均遵循“就近原則”，分別以西鄉(xiāng)河和寶安大道補(bǔ)水管為基礎(chǔ)，新建壓力水管進(jìn)行補(bǔ)水。③ 降雨作為間歇性水源，初雨水質(zhì)較差，首先進(jìn)行調(diào)蓄池蓄水，然后通過(guò)生態(tài)植草溝、生態(tài)礫石床等措施進(jìn)行處理，最終排入到河道進(jìn)行補(bǔ)水。根據(jù)計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，3種補(bǔ)水水量和能夠滿足鐵排河生態(tài)環(huán)境需水。

5 河道水環(huán)境治理效果分析

5.1 河道水質(zhì)大幅改善

通過(guò)控源截污、清淤疏浚及生態(tài)補(bǔ)水三大工程綜合治理后，鐵排河河道水體水質(zhì)得到了極大改善。河道全線的雨污分流及截污措施，阻礙了外源對(duì)河道的污染；清淤根治了河道內(nèi)源污染；生態(tài)補(bǔ)水則提高了水體動(dòng)力，大幅改善了水體水質(zhì)。根據(jù)2019年7月的日水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)知，河道水體溶解氧(DO)含量處于7～8 mg/L之間，平均為7.45 mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，另外NH3-N≤2 mg/L，COD≤20 mg/L，TN≤15 mg/L，均達(dá)到了地表Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)圖5)。整體來(lái)看，河道水質(zhì)較好，符合城市河流入海水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(Ⅴ類)，河道水體可以直接排放入到珠江。

圖5 2019年7月河道水體DO,COD,TN及NH3-N日含量變化

5.2 河道生態(tài)修復(fù)與功能強(qiáng)化

河道的常態(tài)補(bǔ)水為生態(tài)環(huán)境、景觀提供了永久的水源，有利于河道生態(tài)功能的恢復(fù)[24]。鐵排河河道主要采取岸線控源截污、底泥疏浚及生態(tài)補(bǔ)水等措施，改善了水環(huán)境和強(qiáng)化河道的生態(tài)自凈功能。在復(fù)式斷面河道段，通過(guò)人為種植技術(shù)，以當(dāng)?shù)厮参餅橹鳎侠砼渲梅謱又参镌灾?，形成有效的水底森林，修?fù)并健全垂直水生植物群落，構(gòu)建多元植被緩沖帶來(lái)進(jìn)一步凈化河流水質(zhì)在直立硬化河段。岸邊增設(shè)了硬質(zhì)護(hù)岸砌塊，并在砌塊中種植適量植物，包括紫花馬櫻丹、勒杜鵑、滿天星及沿階草等植物，使得硬質(zhì)護(hù)岸更好地融入生態(tài)系統(tǒng)。在鐵排河中下游寬度較大的河道段，構(gòu)建了人工浮島進(jìn)行植物復(fù)氧，用以提高水體凈化效率。上游河道硬化嚴(yán)重，水質(zhì)較差，產(chǎn)淤較深，沿岸空間狹小，水生態(tài)環(huán)境相對(duì)薄弱，不宜進(jìn)行機(jī)械開發(fā)和硬岸生態(tài)化，因此，通過(guò)堆石跌水、生態(tài)礫石床和植物碎石床措施改善水質(zhì)，保障了水體生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定。

6 結(jié) 論

(1)鐵排河生態(tài)補(bǔ)水潛力來(lái)源主要為鐵崗水庫(kù)水、流域內(nèi)的雨水徑流和固戍污水處理廠的再生水。上游雨水徑流能夠滿足基本生態(tài)需水量，但不能滿足生態(tài)環(huán)境需水；下游雨水徑流量遠(yuǎn)小于基本生態(tài)需水量。因此，本次補(bǔ)水方案以水庫(kù)下泄流量為前提，流域徑流為間歇補(bǔ)水水源，固戍污水處理廠再生水作為常態(tài)水源。

(2)鐵崗水庫(kù)水和固戍污水處理廠再生水水質(zhì)滿足地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，可以直接進(jìn)行河流生態(tài)補(bǔ)水。雨水徑流污染嚴(yán)重，需要實(shí)施相應(yīng)的水質(zhì)改善措施。在可利用空間較大的鐵排河下游河段，可采用生態(tài)過(guò)濾、雨水花園及生態(tài)礫石床等生態(tài)措施進(jìn)行雨水水質(zhì)凈化；在上游建筑密集城區(qū)的河段，可采用初雨棄流與物化技術(shù)處理相結(jié)合的方式改善雨水水質(zhì)，從源頭對(duì)河道污染進(jìn)行有效削減。

(3)鐵排河生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)極度脆弱，需要及時(shí)改善。在上游直立硬岸河段，設(shè)置臺(tái)階式生態(tài)砌塊護(hù)坡，并種植適量景觀植物；河道內(nèi)鋪設(shè)生態(tài)礫石床和植物碎石床進(jìn)行水環(huán)境改善。在可利用空間較大的下游河段，構(gòu)建人工浮島進(jìn)行植物復(fù)氧，分層栽種植物建設(shè)水下森林，同時(shí)投放適量?jī)?yōu)勢(shì)水生動(dòng)物，構(gòu)建完整的水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)，保障了生態(tài)功能的穩(wěn)定。