杜 炯，賀 力

(上海市政工程設(shè)計研究總院<集團(tuán)>有限公司，上海 200092)

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會高速發(fā)展，現(xiàn)代化、城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，近年來國內(nèi)部分流域和城市出現(xiàn)了相對嚴(yán)重的水環(huán)境問題。從2015年至今，國務(wù)院及相關(guān)部門陸續(xù)頒發(fā)了“水十條”、《城市黑臭水體整治工作指南》《城市黑臭水體治理攻堅戰(zhàn)實施方案》等指導(dǎo)文件，要求通過技術(shù)、管理手段對黑臭水體做到控制和消除[1]。近年“長江大保護(hù)”成為中央工作重點后，長江流域的水環(huán)境治理，特別是長江一、二級支流的治理工程，受到政府的高度重視和人們的廣泛關(guān)注。

在該背景下，重慶市實施了某長江一級支流的水環(huán)境整治工程。該河道干流長度為66.25 km，支流共28條，支流長度約為110 km,河道流域總面積約為268.46 km2，流域人口約為50萬人，起點為某飲用水水庫，末端直接匯入長江干流，河道起訖點高差約為226 m，平均坡降為3.40‰，河道兩側(cè)坡岸陡峭，其常水位和5年一遇的水位落差可達(dá)11 m，5年一遇和50年一遇水位差可達(dá)6 m。沿途有瀑布1處，落差達(dá)41.85 m，還有人工跌坎22處(落差達(dá)3 m以上)，具有典型山地城市河道特征。

作為典型的山地城市水體，河道兩岸管路錯接嚴(yán)重，且存在大量合流箱涵。該合流箱涵埋深大，完全溯源進(jìn)行雨污分流難度大，之前采取的改善措施并沒有達(dá)到預(yù)期效果。此外，針對山地城市水環(huán)境治理的工程研究甚少報道，缺乏可供借鑒的治理思路，這對治理工程提出了更大的挑戰(zhàn)。如何精準(zhǔn)定位山地城市水環(huán)境治理的主要矛盾，探索出適用于山地城市河道治理的可實施方案，并在保障斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，采用系統(tǒng)性思維對河道面源、點源、內(nèi)源污染進(jìn)行治理，兼顧山地城市海綿建設(shè)、護(hù)岸防洪、景觀等需求，實現(xiàn)自然環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會和諧發(fā)展，是該項目的難點和重點。

1 工程背景

重慶某河道位于重慶市主城區(qū)，具有典型山地城市河道特征。流域中上游屬城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)，起點水庫區(qū)域為農(nóng)村，中游以小聚集區(qū)的街鎮(zhèn)為主，下游屬于城市區(qū)，以老城區(qū)為主。

該河道21世紀(jì)初以來旱季生活污水、工業(yè)廢水直排嚴(yán)重，雨季城市徑流污染、溢流污染問題突出，支流垃圾堆積、農(nóng)業(yè)面源污染以及水土流失等情況并發(fā)，導(dǎo)致河道內(nèi)水質(zhì)迅速下滑為劣V類，周邊居民反應(yīng)強(qiáng)烈。近年經(jīng)過當(dāng)?shù)卣南盗写胧拥篮诔糁卫硪殉跻姵尚?，但仍有斷面水質(zhì)低于V類水體標(biāo)準(zhǔn)，離Ⅳ類水質(zhì)目標(biāo)仍有一定差距(表1)。

表1 2018年10月河道水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)Tab.1 River Water Quality Monitoring Data in October 2018

項目采用政府和社會資本合作(PPP)模式，其建設(shè)期3年，運(yùn)營期22年，項目建成后的目標(biāo)是河道水質(zhì)在旱季和小雨時均能穩(wěn)定達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅳ類水質(zhì)，考核指標(biāo)為COD、氨氮、TP。

為進(jìn)一步研究山地城市典型河流水環(huán)境治理的特點，筆者的工作團(tuán)隊加強(qiáng)了對相關(guān)資料的收集和整理，在此基礎(chǔ)上提出了難點歸納和解決路徑探索，以期為國內(nèi)山地城市水環(huán)境整理提供借鑒。

2 流域現(xiàn)狀調(diào)查

造成水環(huán)境惡化的因素眾多，且具有很強(qiáng)地域性，各城市間無法直接借鑒，同時現(xiàn)場調(diào)查也是掌握主要矛盾、制定總體方案的前提，因此，基礎(chǔ)資料的收集顯得尤為重要。

本底排摸工作是一切水環(huán)境治理的基礎(chǔ)，其準(zhǔn)確度和詳細(xì)程度直接決定了工程措施的可靠性和有效性。調(diào)查排摸時間為2020年4月—2021年1月，持續(xù)9個月，調(diào)查重點內(nèi)容為河道水質(zhì)斷面、流域內(nèi)排水管網(wǎng)和箱涵情況、污染源普查、沿河排口水質(zhì)水量分析、管道內(nèi)窺檢測、泥質(zhì)分析等，調(diào)查內(nèi)容和數(shù)據(jù)簡要介紹如下。

2.1 水質(zhì)斷面監(jiān)測

調(diào)查期間多次對河道進(jìn)行分段水質(zhì)監(jiān)測，一方面便于掌握實際水質(zhì)情況，另一方面可分析水質(zhì)變動重點河段，也是模型計算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[2]之一。

本次調(diào)查根據(jù)河段長度以及支流匯入情況，在干流上布置18處取樣點，如圖1所示。通過對枯水期、平水期及豐水期，晴天、小雨(0～10 mm)和中大雨等情況下河道水質(zhì)進(jìn)行取樣分析?？傮w來看，水庫在晴天和小雨時水質(zhì)基本穩(wěn)定在Ⅲ類，大雨時COD同比提高約70%；而下游斷面中，大雨時較晴天主要是氨氮和TP提高較多，平均為43.36%和37.71%。初步分析，水庫周邊居民少，大雨時沖刷入庫的主要是水土流失部分，成分以COD為主，故COD大雨時大幅升高；下游大雨時，雨水管道內(nèi)積存的污染物沖刷入河，其中含N、P污染物較多，故造成氨氮和TP的升高。

圖1 沿河取樣點設(shè)置示意圖Fig.1 Schematic Diagram of Sampling Points along the River

2.2 排水管線調(diào)查

一般意義上排水管線摸排通過物探手段解決，但針對水環(huán)境整治類工程，需以問題、目標(biāo)為導(dǎo)向，因此，對管線探測的精度提出了更高要求。

根據(jù)資料，該河道流域內(nèi)雨污水管道總長度約為600 km。由于城市建設(shè)時序和施工的不規(guī)范，實際有10%以上管道已無法找到，有掩埋、無檢查井、被破壞等多種情況。本次采用先對現(xiàn)狀檢查井測量，通過CCTV機(jī)器人試爬，確定位置后明挖或沉井的方式確定管位，同時新建檢查井也作為后期維護(hù)的永久設(shè)施。

2.3 污染源調(diào)查

該河道流域范圍內(nèi)共涉及6個街鎮(zhèn)，本次調(diào)查分街鎮(zhèn)對轄區(qū)內(nèi)的污染源進(jìn)行普查，調(diào)查發(fā)現(xiàn)中上游城鄉(xiāng)接合部及城區(qū)內(nèi)“城中村”的化糞池由于疏于管理，均不同程度地出現(xiàn)了冒溢并排入河道的現(xiàn)象。故本次將其作為污染源進(jìn)行分析，共調(diào)查出流域內(nèi)污染源1 161個，主要水質(zhì)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 典型污染源水質(zhì)數(shù)據(jù)Tab.2 Water Quality Data of Typical Pollution Sources

2.4 沿河排口調(diào)查

沿河直排口是水環(huán)境整治的核心內(nèi)容，是工程定量分析的重要對象?；谂趴陬愋蛯⑵浞譃橛晁趴?、污水排口、合流箱涵排口、自然排口及臨時排口等類型，自然排口分地下滲水、地塊內(nèi)滲水、管道滲水等多種情況。針對排口調(diào)查的復(fù)雜性，編制了沿河排口統(tǒng)計分類表，如表3所示。

表3 排口統(tǒng)計分類Tab.3 Statistical Classification of Discharge Outlet

在未提供該表前，勘察單位提供的排口資料僅表示了雨水排口和污水排口，準(zhǔn)確率僅有70%左右，導(dǎo)致設(shè)計工作無法開展。鑒于此，編制了這張排口統(tǒng)計分類表，勘察單位根據(jù)此表對排口類型進(jìn)行辨別后其準(zhǔn)確度提高到了95%左右。

2.5 管道內(nèi)部調(diào)查

管道內(nèi)部調(diào)查的目的是掌握管道結(jié)構(gòu)屬性、功能屬性及空間屬性，同時對滲水、外水入侵、混接、淤積等狀態(tài)進(jìn)行判斷。本次采用CCTV手段進(jìn)行內(nèi)窺，對淤積嚴(yán)重段則先進(jìn)行清淤降水后再內(nèi)窺。

2.6 總結(jié)

經(jīng)過以上調(diào)查分析，該河道污染屬于輸入型污染，其中COD污染主要來源為城市面源，占比51.2%，雨季初期沖刷效應(yīng)凸顯，點源污染占比42.8%，內(nèi)源污染占比4.3%，農(nóng)業(yè)面源和水土流失占比低；氨氮污染以點源為主，占比75.4%，城市面源占比22.6%；TP污染以點源為主，占比81.3%，城市面源占比12.9%，水土流失占比4.7%。

3 工程設(shè)計難點及解決措施

控源截污是水環(huán)境治理的治本之策，本工程內(nèi)最主要的污染源為點源和面源。首先，通過對沿河直排口的整治和各系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)行雨污分流和補(bǔ)全[3]，做到污水應(yīng)收盡收，雨水和污水各行其道；其次，對無法做到完全分流的四大混接雨水箱涵，在前端應(yīng)分盡分[4]的基礎(chǔ)上，考慮補(bǔ)充末端集中處理站，配合合流制溢流(CSO)調(diào)蓄池起到集中面源和點源的控制；再次，對流域內(nèi)的污水廠和凈化站進(jìn)行提標(biāo)，使其也作為生態(tài)補(bǔ)水的一部分，同時考慮從其他水源引水，作為旱季基流的保障措施；沿河兩岸利用山地城市特點建設(shè)下凹綠地等海綿城市措施，對分散面源污染進(jìn)行處理，并考慮與景觀風(fēng)貌整體打造；對水土流失明顯的河段和防洪標(biāo)準(zhǔn)較低的河段，進(jìn)行護(hù)岸治理、土體固化；最后，內(nèi)源的整治主要考慮在控源截污工程完善后，對干流、支流進(jìn)行清淤和垃圾收運(yùn)[5]。

針對沿河居民的垃圾傾倒、小企業(yè)作坊的廢水直排等情況，則需要依靠管理手段。通過各行政主管部門出臺相應(yīng)的管理規(guī)定，如加強(qiáng)污水接入管理、重點企業(yè)監(jiān)管等方式，達(dá)到“長治久清”的目的。

根據(jù)治理理念，本工程按水環(huán)境、水生態(tài)、水安全、景觀工程及智慧水務(wù)五大分項進(jìn)行謀劃。其中，水環(huán)境實施內(nèi)容是直接改善河道斷面水質(zhì)的，是本工程的重中之重。鑒于各板塊內(nèi)容較多，本文對最關(guān)鍵的水環(huán)境實施內(nèi)容進(jìn)行具體分析論證，其余內(nèi)容另篇介紹。

水環(huán)境工程主要包含截污干管改擴(kuò)建、雨污分流改造[6]、補(bǔ)齊管網(wǎng)空白、沿河直排口納管、新建再生水廠等點源污染治理措施，調(diào)蓄池配合箱涵末端水質(zhì)凈化站的集中面源治理措施，以及箱涵、河道清淤等內(nèi)源治理措施。鑒于內(nèi)容較多，本文僅對處理的重難點——合流箱涵、水質(zhì)凈化站、截污干管布置、雨水排口改造分別予以介紹。

3.1 合流箱涵整治難

重慶老城區(qū)中箱涵眾多，以暗涵形式為主，多為河道支流上部加蓋后形成箱涵，附近新建的住宅均將排污管接入箱涵，一接了之。這些原來的清水箱涵也就變成了旱天排污水、雨天排混合水的合流箱涵。山區(qū)城市由于城區(qū)落差大，造成合流箱涵具有平原城市箱涵沒有的特點。

1)埋深大、坡度變化大。箱涵的坡度基本和山形走勢一致，但也有差異，如實測中發(fā)現(xiàn)有一根合流箱涵，最大埋深處達(dá)到38 m，基本無法從上部地面進(jìn)入箱涵。箱涵內(nèi)忽平忽陡，坡度變化大，導(dǎo)致箱涵內(nèi)部設(shè)置有較多處臺階狀跌坎，最高臺階約有0.8 m，目前國內(nèi)各類型內(nèi)窺機(jī)器人均無法通過(圖2)。

圖2 合流箱涵內(nèi)部圖Fig.2 Internal Structure of Combined Drainage Box Culvert

2)箱涵入口少，結(jié)構(gòu)脆弱。經(jīng)實測，重慶地區(qū)的老箱涵入口間距為500～1 500 m，人員進(jìn)入作業(yè)時間受氧氣瓶限制，不得超過30 min，其行進(jìn)距離一般在500 m左右，理論上無法實現(xiàn)全部內(nèi)窺。有些箱涵建造于20世紀(jì)90年代，基本結(jié)構(gòu)還是條石堆砌而成，且年久失修，垮塌風(fēng)險很大，不具備重新開孔條件。

勘察單位采用了各種先進(jìn)的內(nèi)窺機(jī)器人，但都無法通過跌坎和內(nèi)部少量的淤泥淤積段，最終還是確定采用人工測量的方式才得以解決。在人員安全保障上，考慮到內(nèi)部空氣在水流作用下仍處于持續(xù)流動狀態(tài)，內(nèi)部空氣條件會好于預(yù)期，擬采用多處進(jìn)口機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)并結(jié)合內(nèi)部硫化氫濃度實時監(jiān)控的方式。實際操作發(fā)現(xiàn)，通風(fēng)1.5 d后，內(nèi)部硫化氫質(zhì)量濃度即從11 mg/m3降至0。由于箱涵內(nèi)無信號，人員進(jìn)入后采用三維激光掃描結(jié)合GPS物探法采集箱涵及排口內(nèi)部平面及高程數(shù)據(jù)。

3.2 水質(zhì)凈化站設(shè)置難

拿到箱涵走向及內(nèi)部匯入點數(shù)據(jù)后，接下來的工作就是解決旱天污水入河問題。經(jīng)對合流箱涵內(nèi)窺數(shù)據(jù)、勘探資料進(jìn)行分析，該合流箱涵均存在周邊無法實施截污干管、本體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、坍塌風(fēng)險大等問題，進(jìn)行完全的雨污分流改造無法實施。鑒于該實際情況，結(jié)合同步進(jìn)行初期雨水治理的目標(biāo)，明確合流箱涵實施方案為：部分管道雨污分流+箱涵末端設(shè)置調(diào)蓄池+水質(zhì)凈化站[7]。方案首先通過對易實施的管道進(jìn)行改造，將易分流的污水從箱涵出水中剝離出來，剩余難分流的污水旱天全部進(jìn)入水質(zhì)凈化站處理，處理后水質(zhì)達(dá)準(zhǔn)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)排放。凈化站處理工藝采用AAO+MBR工藝，節(jié)省河邊占地，同時AAO池分多格，以適應(yīng)旱天、雨天不同水量(圖3)。

圖3 水質(zhì)凈化站工藝流程圖Fig.3 Process Flow Chart of Water Purification Station

雨天時利用調(diào)蓄池對初期雨水進(jìn)行儲存，防止高濃度集中面源污染直排。配合凈化站的處理能力，可保障小雨(0～10 mm/d)時混合污水不溢流。本次調(diào)蓄池容積根據(jù)重慶市雨型及匯流區(qū)模型計算得出，相當(dāng)于服務(wù)區(qū)域內(nèi)5 mm截留量，計算可削減50%～70%的污染物，調(diào)蓄池考慮放空時間24 h。圖4為采用的最不利雨型及調(diào)蓄池容積模型。

圖4 采用雨型及調(diào)蓄池容積模型計算圖Fig.4 Calculation Diagram of Rain Pattern and Volume Model of the Storage Tank

難點一：水質(zhì)凈化站旱天、雨天水量、水質(zhì)大幅變化情況下達(dá)標(biāo)運(yùn)行難度大。解決方案：生反池分組增加，旱天水量小時僅開啟部分反應(yīng)池，在出水達(dá)標(biāo)的情況下最大限度節(jié)省能耗；采用MBR膜工藝，其出水水質(zhì)抗沖擊能力強(qiáng)，適用于此種水質(zhì)水量多變的情況。

難點二：水質(zhì)凈化站均位于河邊風(fēng)光帶，融入周邊環(huán)境難度大。解決方案：采用集約化設(shè)計，整個凈化站僅有一個單體，并采用屋頂綠化、復(fù)合造型等方式使其完全融入周邊環(huán)境；采用生物除臭+吸附模塊(應(yīng)急)+土壤濾池的高效組合除臭工藝，按公園空氣凈化標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求。圖5為某水質(zhì)凈化站外觀效果圖。

圖5 某水質(zhì)凈化站外觀效果圖Fig.5 Appearance Effect Drawing of a Water Purification Station

水質(zhì)凈化站+調(diào)蓄池的組合處理模式具有以下優(yōu)點：1)旱天時杜絕污水入河，并可維持凈化站微生物活性，對河道提供寶貴基流，改善河道旱天枯水窘境；2)小雨時初期雨水全部進(jìn)入調(diào)蓄池，可實現(xiàn)污染物不入河，凈化站全力開啟，雨后迅速騰空調(diào)蓄池；3)中大雨時對初期雨水進(jìn)行截流，后續(xù)雨水通暢排河，凈化站始終運(yùn)行，降低污染物入河。

3.3 生態(tài)基流匱乏解決難

項目所涉河道為行政區(qū)內(nèi)“母親河”，基本沒有出現(xiàn)斷流情況。但通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，旱季時該河道生態(tài)基流已十分匱乏。在河道中下游段，基流僅通過現(xiàn)狀水壩旁的一根DN200管道流出，其水量不足5 000 m3/d(圖6)，而經(jīng)計算，該河道的最低生態(tài)基流量為0.6 m3/s。

圖6 旱季基流狀況Fig.6 Base Flow in the Dry Season

恢復(fù)生態(tài)基流是水環(huán)境治理里非常關(guān)鍵的一環(huán)，沒有基流就沒有“水清岸綠、魚翔淺底”，沒有基流穩(wěn)定的水質(zhì)也將成為奢求。通過3.2小節(jié)中合流箱涵出口增設(shè)水質(zhì)凈化站的方案是保障河道不同位置斷面基流的有效措施之一。

另外,項目還考慮了上游從周邊水庫引水，在枯水季節(jié)確保河道滿足最小基流要求。

3.4 截污管道布置難

大部分水環(huán)境治理中都需要建設(shè)大量的沿河截污干管，將原排入河道的污水管或合流管全部接入干管內(nèi)輸送至末端處理設(shè)施處理后排放。山地城市的河道的特點是河道常水位與周邊地塊標(biāo)高落差大，可達(dá)20～30 m。如該河道常水位為176.00 m，5年洪水位可達(dá)186.97 m，100年洪水位可達(dá)194.74 m，周邊地塊標(biāo)高為200 m左右，與河道常水位落差為24 m，且河道邊坡陡峭，河道邊與構(gòu)建筑物之間幾乎無布置空間。

經(jīng)研究并走訪調(diào)研了重慶地區(qū)截污干管運(yùn)行管理單位，根據(jù)反饋意見，給出了2種解決方案。

埋設(shè)方案一：確保截污干管檢查井頂標(biāo)高高于洪水位，管道通過支撐柱立于河床邊，管道上采用垂直綠化或彩繪的方式進(jìn)行美化，與周邊環(huán)境融為一體。該方案的優(yōu)點是便于檢修，適用于截污主干管或管道坡度小，清淘維護(hù)管理工作量大的管段。

埋設(shè)方案二：管道埋設(shè)于河床內(nèi)，檢查井蓋板高出常水位1 m左右，采用壓力蓋板，蓋板上連接透氣管至百年一遇洪水位以上。優(yōu)點是管道平時看不到，對周邊環(huán)境更友好，缺點是雨季時檢查井位于水位下檢修不便，適用于河道兩邊無掛管空間，且管道檢修概率低的管段。

3.5 雨水排口改造難

由于山地城市特點，主河岸上存在眾多雨水排口位于河岸中部，雨天時初期雨水直接排入河道既會對河道造成面源污染又對河岸直接造成沖刷[8]。

針對排查后應(yīng)保留的雨水排口，結(jié)合生態(tài)駁岸和現(xiàn)狀地形，本工程在排口處設(shè)置下凹式綠地、旱溪等生物滯留設(shè)施(圖7)，按解決單個雨水排口服務(wù)范圍5 mm初期雨水量考慮容積?？杉皶r處理、滯留、滲透和消納雨水，從而減少雨水對河道的污染、雨水徑流對生態(tài)駁岸的沖刷，并通過微地形處理形成雨水傳輸帶[9-11]。

圖7 雨水排口點源整治Fig.7 Remediation of Rainwater Outlet Points

4 成效預(yù)測

水環(huán)境容量是水體消納污染物能力的指標(biāo)，通過前期基礎(chǔ)資料的收集，將污染物排放點概化后，建立一維模型計算工程治理前后河道水環(huán)境容量和污染物排放量的差值，以分析總體水質(zhì)目標(biāo)的可達(dá)性。具體計算如式(1)。

(1)

其中：Wi——第i河段水體納污能力或環(huán)境容量，kg/d；

Qi——第i河段設(shè)計流量，m3/s；

Ui——第i河段設(shè)計平均流速，m/s；

Li——第i河段長度，m；

Ki——第i河段污染物降解系數(shù)，d-1；

Csi——第i河段所在功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)值，mg/L；

C0i——第i河段上一河段水質(zhì)目標(biāo)值，mg/L。

根據(jù)本工程的考核目標(biāo)，主要對COD、氨氮、TP這3個指標(biāo)進(jìn)行分析。其中，COD排放主要由城市面源、點源和內(nèi)源污染構(gòu)成;氨氮排放主要由點源、城市面源和農(nóng)業(yè)面源污染構(gòu)成;TP排放主要由點源、城市面源和水土流失污染構(gòu)成。

點源污染中生活污水排放采用實測值，工業(yè)廢水及污水處理廠尾水均采用規(guī)范上限值；面源污染中水土流失、家禽養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)種植、垃圾入河均按重慶市和三峽庫區(qū)相關(guān)公報、年鑒數(shù)據(jù)取值，種植業(yè)入河率取0.08，垃圾入河率取0.05。城市面源污染(雨水徑流)則是參考山地城市相關(guān)研究取值(表4)；本工程內(nèi)源污染取值均按分段底泥檢測值確定。

表4 生活污水和工業(yè)廢水點源污染取值[12]Tab.4 Value of Point Source Pollution Concentration of Domestic Sewage and Industrial Wastewater[12]

城市面源污染(雨水徑流)是指地表沉積物在降雨淋溶和沖刷作用下，擴(kuò)散性進(jìn)入水體，造成城市水環(huán)境質(zhì)量下降的過程。參考重慶地區(qū)相關(guān)文獻(xiàn)，取城市面源污染濃度如表5所示。

表5 城市面源雨水徑流平均污染取值[13-14]Tab.5 Value of Average Pollution Concentration of Urban Non-Point Source Rainwater Runoff[13-14]

水土流失是雨水沖刷下泥沙攜帶污染物進(jìn)入河道，造成水體污染。根據(jù)中科院2020年發(fā)布的三峽庫區(qū)水土流失面源污染指標(biāo)取值如下：CODCr、氨氮、TP質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4 612、105、300 mg/kg。

模型計算中污染物降解系數(shù)參考《三峽水庫對重慶庫段生態(tài)環(huán)境影響及整治對策研究》中水環(huán)境容量參數(shù)，并用河道2018年—2020年水質(zhì)監(jiān)測資料和污染負(fù)荷校核調(diào)整后得出，降解系數(shù)設(shè)計值如表6所示。

表6 污染物降解系數(shù)取值Tab.6 Pollutant Degradation Coefficient Values

在圖1表述的18個考核斷面基礎(chǔ)上，取消在支線上的2個斷面及開端的水庫斷面，對剩余15個斷面分別計算現(xiàn)狀水環(huán)境容量和現(xiàn)狀污染物排放量，并利用河道水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)對計算參數(shù)進(jìn)行率定和計算結(jié)果校核。計算結(jié)果顯示，多數(shù)河道斷面現(xiàn)狀污染排放量大于水環(huán)境容量，即水質(zhì)不達(dá)標(biāo)(圖8)。

圖8 各斷面改造前污染物排放量與水環(huán)境容量曲線Fig.8 Curve of Pollutant Discharge and Water Environment Capacity before Reconstruction of Each Section

以現(xiàn)狀污染排放與水環(huán)境容量計算結(jié)果作為基準(zhǔn)，每個斷面均給出了工程措施實施后的斷面水環(huán)境容量提升量計算和污染物排放削減量(圖9)。

圖9 各斷面改造后容量及削減量對照圖Fig.9 Comparison Diagram of Capacity and Reduction after Reconstruction

通過對所有15個斷面的計算，本工程實施后，河道內(nèi)各考核斷面COD、氨氮、TP指標(biāo)排放均大大降低，并且小于地表Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)下的水環(huán)境容量，工程目標(biāo)可達(dá)。

5 結(jié)語

水環(huán)境整治是一項關(guān)于民生的綜合性工程，具有復(fù)雜性、動態(tài)性、可實施性，而可實施性應(yīng)建立在對實際情況、資料的充分掌握上。

本文重點分析了山地城市河流水環(huán)境治理的難點及解決路徑，介紹了本底調(diào)查的方式方法，對合流箱涵、截污干管、雨水排口方面進(jìn)行了重難點分析并給出了解決方案，并對斷面建立水質(zhì)模型并進(jìn)行了成效預(yù)測，通過成效預(yù)測來指導(dǎo)項目內(nèi)容的實施和推進(jìn)，為我國眾多山地城市水環(huán)境治理工作的開展提供了樣板和借鑒。