翟姝瑾，潘伯寧，尤永恩，郭曉正

（中機(jī)國(guó)際工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司華東區(qū)域中心，江蘇 南京 210000）

城市水體是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其主要功能有排水、分流、蓄水、防洪、防澇、滲補(bǔ)地下水、蒸發(fā)緩解熱島效應(yīng)、滋潤(rùn)凈化空氣等。隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不足逐漸暴露出來(lái)：沿河污水排口直排污水入河、地表面源污染隨雨水徑流進(jìn)入河道、雨污分流不徹底導(dǎo)致混流污水排河、污水管道破損滲漏等，導(dǎo)致河道遭受到越來(lái)越嚴(yán)重的污染；加之河道護(hù)坡硬化，破壞了原有的水體生態(tài)功能，水體的環(huán)境容量和自凈能力嚴(yán)重下降，很多城市河道不同程度地出現(xiàn)了黑臭及富營(yíng)養(yǎng)化等問(wèn)題。另外，水體流動(dòng)性不足也會(huì)加劇水體水質(zhì)的惡化。為了有效治理河道污染，需要采用一系列措施，改善河道的生態(tài)環(huán)境，恢復(fù)水體的自凈能力，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共存。文章以海安市新華河生態(tài)修復(fù)工程為例，研究河道污染治理方案，供有相似問(wèn)題的河道整治參考。

1 河道概況

1.1 河道水系

新華河北端通新通揚(yáng)運(yùn)河，南端連通揚(yáng)運(yùn)河，全長(zhǎng)約2.3 km。西起草壩支路實(shí)驗(yàn)中學(xué)大門北側(cè)，北至丹鳳涵，東至酒廠閘，南至如意河南涵。處于新、老通揚(yáng)運(yùn)河之間，兼具景觀和排澇功能，新華河周邊地面高程3.5～4.6 m，河道水位高程2.0～2.5 m（1985國(guó)家高程系）。河道現(xiàn)狀寬度15～45 m不等，河水深度為1.0～3.0 m。

新華河與新通揚(yáng)運(yùn)河連通的水閘處于常閉狀態(tài)，新華河的水無(wú)法北排；同時(shí)，新華河?xùn)|西兩端的水閘處于常開(kāi)狀態(tài)，河水常年與通揚(yáng)運(yùn)河連通，兩條河水位相等，河水缺乏流動(dòng)性。新華河水系圖見(jiàn)圖1。

圖1 新華河水系圖

1.2 河道水質(zhì)

為了解水質(zhì)情況，項(xiàng)目組于2021年12月的中旬與下旬，在新華河的4個(gè)點(diǎn)位（1新華實(shí)驗(yàn)中學(xué)后、2白鷺塘、3新安橋附近、4如意河段新華東路附近）分別進(jìn)行采樣及水質(zhì)分析。經(jīng)過(guò)水質(zhì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，新華河的水體COD、總磷及氨氮等指標(biāo)均超過(guò)地表水Ⅴ類，污染程度已達(dá)到劣五類水標(biāo)準(zhǔn)（氨氮＞2 mg/L，總磷＞0.4 mg/L）。見(jiàn)表1。

表1 新華河水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

1.3 污染源分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，河道污染源主要有以下兩種：一是新華河處于城市繁華地段，雨水地表徑流攜帶油脂等污染物進(jìn)入河道，污染物會(huì)在底泥中淤積，形成內(nèi)源污染；二是沿線部分小區(qū)雨污分流不徹底，仍存在污水直接排河的現(xiàn)象。

1.4 主要的水環(huán)境問(wèn)題

經(jīng)過(guò)梳理，新華河水體存在的主要問(wèn)題有：①外源污染風(fēng)險(xiǎn)大。新華河沿線雨污分流不徹底，仍存在污水直排入河現(xiàn)象，導(dǎo)致水體指標(biāo)超標(biāo)嚴(yán)重。②地表徑流攜帶的污染物在河道底泥中積累，內(nèi)源污染有惡化趨勢(shì)。③新華河河水缺乏動(dòng)力，水體交換和自凈能力弱，加劇了水質(zhì)惡化程度。而且河道多為硬質(zhì)駁岸，生物多樣性低，水體生態(tài)系統(tǒng)退化，也削弱了水體的自凈能力。

2 河道生態(tài)修復(fù)常用技術(shù)

河道生態(tài)修復(fù)需要根據(jù)水體污染情況，綜合運(yùn)用多種手段去除水體污染物、提升水體自凈能力、恢復(fù)水體生態(tài)平衡。常用的方法如下：

2.1 物理方法

（1）曝氣充氧復(fù)氧。河道富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致水中的溶解氧含量降低，水體的自凈能力下降。對(duì)此問(wèn)題，可利用工程手段增加水中的溶解氧，如在河道中修筑跌水、瀑布等水工構(gòu)筑物或者在河道中設(shè)置人工曝氣裝置。其中設(shè)置曝氣裝置是目前使用比較廣泛的措施之一，常見(jiàn)的方法有鼓風(fēng)機(jī)曝氣、潛水射流曝氣及表面曝氣。

（2）引水活水。對(duì)于流動(dòng)性欠佳的水體污染，可以調(diào)度其他水體的水量，通過(guò)增大河道流量和流速的方式，增強(qiáng)水體流動(dòng)性和自凈能力。

2.2 化學(xué)方法

在富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的水體，投加化學(xué)除藻劑、殺藻劑等化學(xué)藥劑抑制藻類生長(zhǎng)或去除藻類；為減少水體中的氮、磷含量，還可以向水中投加混凝劑并形成沉淀，將氮、磷固定在底泥中。

2.3 生物方法

（1）植物修復(fù)。植物修復(fù)是在水體中種植不同類型的植物重塑水體生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)方式。植物修復(fù)充分利用植物根系對(duì)水中氮、磷、重金屬及有機(jī)物的吸收、吸附能力，去除水中的富營(yíng)養(yǎng)成分、重金屬和有毒物質(zhì)；同時(shí)植物生長(zhǎng)還能夠抑制藻類生長(zhǎng)，并且能夠?yàn)樗锾峁?chǎng)所，保護(hù)水環(huán)境的生物多樣性。

（2）動(dòng)物修復(fù)。向水體中投放浮游動(dòng)物、貝類、魚(yú)類等以藻類為食物的動(dòng)物，利用動(dòng)物食物鏈原理減少藻類數(shù)量，降低水體氮磷含量，凈化水質(zhì)。

（3）微生物修復(fù)。根據(jù)河道污染程度，向水體和底泥中投加微生物菌劑，可以改善水中原有微生物群落結(jié)構(gòu)，對(duì)河道中各種污染物的降解、氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)和固定能起到重要作用，并且能提高河道的自凈能力，恢復(fù)河道生態(tài)功能。

3 河道生態(tài)修復(fù)方案

針對(duì)新華河存在的水環(huán)境問(wèn)題，本工程綜合運(yùn)用物理方法、化學(xué)方法及生物方法對(duì)水體污染進(jìn)行綜合治理。方案如下：

3.1 點(diǎn)源污染治理

整改現(xiàn)狀雨污混接排口；封堵河道東側(cè)小區(qū)4處污水直排口，并沿河邊道路新建污水管道，將污水收集送入市政污水管網(wǎng)。

3.2 面源污染治理

緩沖帶生態(tài)修復(fù)后可作為海綿體截流一部分初期暴雨徑流，對(duì)面源污染控制有一定效果。根據(jù)河道雨水口水量的大小，沿每個(gè)排水口設(shè)計(jì)1個(gè)小型雨水排口生態(tài)緩沖消減系統(tǒng)。外圍用生態(tài)格賓石籠箱組成環(huán)形，上部種植水芹，有效捕集吸附水中營(yíng)養(yǎng)鹽。環(huán)形中部填充透水型填料，主要為陶粒，以尼龍網(wǎng)帶裝于石籠網(wǎng)箱內(nèi)，底部填充卵石或塊石。下層石料用于壓住河床底部，中層陶粒吸附水中雜質(zhì)。雨水經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)的初步過(guò)濾凈化后排入河道。

3.3 內(nèi)源污染治理

河道淤積，除直接影響河道的蓄水功能和引排能力，其底泥會(huì)釋放N、P等污染物，底泥還是越冬藍(lán)藻種源的棲局場(chǎng)所，會(huì)加劇水體富營(yíng)養(yǎng)化，加重水環(huán)境的惡化。因此，有計(jì)劃、有重點(diǎn)地進(jìn)行清淤疏浚很有必要。考慮到新華河近期已經(jīng)進(jìn)行過(guò)清淤，建議采用原位處理淤泥的方法，投放底泥改良劑。改良劑主要成分為生物菌，菌劑與底泥混合后，通過(guò)氧化還原作用、水解作用等對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解；微生物分泌的胞外酶可將有機(jī)污染物分解成小分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，由胞內(nèi)酶降解。

3.4 提升水體動(dòng)力

新華河目前僅與通揚(yáng)運(yùn)河相連，且兩條河的水位高度相同，導(dǎo)致新華河水體缺乏流動(dòng)性。由于長(zhǎng)期缺乏流動(dòng)性，污染物在河道中不斷積存，嚴(yán)重破壞了水體的自凈能力和生態(tài)系統(tǒng)。為了從根本上解決水質(zhì)問(wèn)題，除了采取控源截污等治理措施外，尚需從水動(dòng)力方面考慮，解決水體流動(dòng)性問(wèn)題。增加水流速度，有利于水體復(fù)氧，強(qiáng)化好氧微生物降解，進(jìn)而達(dá)到提升自凈能力及環(huán)境容量的目的。

本工程改造現(xiàn)狀2座閘門、增設(shè)穿墻提升泵，對(duì)新華河進(jìn)行補(bǔ)水活水：加寬現(xiàn)狀草壩涵閘閘槽，放入一體化閘泵，利用穿墻提升泵自南向北引通揚(yáng)運(yùn)河水進(jìn)入新華河；保留丹鳳涵北側(cè)閘門，拆除南側(cè)閘門并新建一座一體化泵閘，通過(guò)穿墻提升泵的機(jī)械提升，將新通揚(yáng)運(yùn)河水引入新華河。增加引水點(diǎn)后，新華河的河水將整體呈自西向東的流動(dòng)狀態(tài)，最后從如意路暗涵排入通揚(yáng)運(yùn)河，實(shí)現(xiàn)提高水體流動(dòng)性的目的。

除了引水增加水體流動(dòng)性外，本工程還利用太陽(yáng)能水循環(huán)復(fù)氧設(shè)備增加水體的擾動(dòng)，使水體縱向循環(huán)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)深層水體的復(fù)氧。

3.5 曝氣充氧復(fù)氧

本工程在新華河內(nèi)設(shè)置6組管式微孔曝氣系統(tǒng)、8臺(tái)噴泉曝氣設(shè)備及3套太陽(yáng)能水循環(huán)復(fù)氧系統(tǒng)，利用曝氣設(shè)備可以提升水體動(dòng)力，增強(qiáng)水體復(fù)氧能力，保持水體污染物的持續(xù)降解。

3.6 植物修復(fù)及微生物修復(fù)

本工程在河道內(nèi)設(shè)置生態(tài)浮島，采用輕質(zhì)陶粒、生物炭、火山巖、沸石等為基質(zhì)，種植西伯利亞鳶尾、黃菖蒲、水芹菜等挺水植物，部分河段種植沉水植物，并對(duì)新華河進(jìn)行了生態(tài)駁岸的建設(shè)，充分利用挺水植物和浮水植物吸附分解水中有機(jī)污染物，有效去除富營(yíng)養(yǎng)化水中的氮、磷，同時(shí)提升河道整體景觀效果。

太陽(yáng)能水循環(huán)復(fù)氧系統(tǒng)可以向河道中投加微生物菌劑，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)水體中污染物的生物降解的目的。

4 治理效果及建議

本工程綜合運(yùn)用控源截污、引水活水及植物修復(fù)等方法，對(duì)新華河水環(huán)境進(jìn)行綜合整治。工程實(shí)施后，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：水體透明度有了明顯提升、水體總磷及氨氮均達(dá)到地表水Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。

為保障河道生態(tài)修復(fù)的效果持續(xù)穩(wěn)定，建議對(duì)水文、水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，日常維護(hù)與專業(yè)維護(hù)相結(jié)合，對(duì)水生生物和活水設(shè)備等進(jìn)行定期檢修維護(hù)，保證河道水質(zhì)處于良好穩(wěn)定狀態(tài)。