巢湖十五里河流域水质改善治理探讨

2015-03-31孟平

地球 2015年7期

关键词：入湖巢湖底泥

孟平

（安徽国祯环保节能科技股份有限公司安徽合肥230088）

巢湖十五里河流域水质改善治理探讨

孟平

（安徽国祯环保节能科技股份有限公司安徽合肥230088）

通过分析巢湖十五里河流域水污染现状及形成原因，结合十五里河地貌及社会环境，提出适合十五里河流域水环境改善的治理措施，解决十五里河流域水质污染问题。

十五里河巢湖流域治理水质改善

0　前言

随着我国工业化和城镇化的逐步发展，流域水资源短缺、水资源浪费和水环境污染三种现象已成为影响社会经济与生态发展的主要问题[1]。

我国流域没有进行过系统科学的治理，其存在工程建设标准偏低、防灾能力差、水资源开发利用低、水土流失严重等问题，致使小流域的综合治理的水平与社会经济的快速发展有较大差距[2]。

水污染的流域性是我国水污染主要形式特点，由于流域作为我国水资源自然形成的基本单元，所以水污染分析也应以流域为基本单元[3]。

流域治理应从单纯的点源治理向面源、流域、区域综合整治发展，从侧重污染的末端治理逐步向源头和工业生产全过程控制过度，从分散的点源治理向集中控制与分散治理相结合，通过全流域范围内水陆并进，技术措施和管理措施同时进行，来科学高效的改善流域水环境问题[4]。

流域水环境治理首先应对湖库等水体的外源污染进行有效控制，之后是去除水体内源污染负荷，最后进行水生生态系统的恢复和重建[5]。入湖库河流在为湖泊、水库等水体输送径流水源的同时，也输送了其携带的大量污染物，造成湖库汇水区域水环境的恶化。因此，湖库流域水环境改善应重点考虑入湖库的河流控污及水质改善。

十五里河是巢湖主要入湖河流之一，其水质状况显著影响巢湖水体环境[6]。改变巢湖污染现状，必须对入湖河流水质进行改善治理。

本文针对巢湖十五里河流域现状，提出十五里河流域综合治理措施方法，以期解决十五里河水质污染问题。

1　十五里河概况

巢湖十五里河原属南淝河右岸支流，河口在马家渡入南淝河，1957年修建兴集排灌站时，改道直下巢湖，成为巢湖的一级支流。十五里河位于合肥市西南郊，发源于大蜀山东南麓，自西北流向东南，流经高新区、政务区、包河区，在义城镇李荣处汇入巢湖，是合肥市区西南部主要行洪通道之一，河道弯曲，源短流急，洪枯水位变化大，汛期长受巢湖水位顶托，下游易受洪涝灾害。十五里河在上游建有人工湖泊天鹅湖，在天鹅湖下游采用溢流坝蓄水，根据设计，天鹅湖水体100年一遇洪水位为31.12m，坝顶高程为30.50m，坝长60m，下泄流量为45.40m3/s。十五里河全长35km，流域面积105.66km2，河宽2-33m，河道平均坡降0.72‰，不能通航。自天鹅湖以下至入巢湖口长度为26km，是城市重要涉水景观，天鹅湖以下由于生产生活污水排放和缺乏水源补给，水体污染严重，河流生态环境较差[7]。

2　十五里河流域污染现状

十五里河流域周边发展速度快，人口众多，人为产生的生活污水未经处理直接排放至水体环境中，增加了十五里河水质负荷。为加强十五里河水环境保护责任，合肥市针对十五里河组织并实行“河长制”，同时在希望桥设有国控监测断面，综合监测结果显示，十五里河不同区段水体TN、NH4+-N、TP含量呈现连续性超标，水体COD呈现间歇性超标现象。

十五里河入湖水源为沿岸支流水源补给和地表径流汇入，十五里河水量比例为：地表径流43%、排污口排放41%、支流入河16%。十五里河以1.2%的入湖水量，贡献了2.3%的入湖COD、6.2%的入湖TP、6.95%的入湖氨氮，分别占全部入湖河流的42.92%、31.17%[8]。

十五里河流域整体呈现截污不彻底、污染来源较多、河道生境差的现象。将十五里河分段进行污染分析，结果具体表现为：

2.1上游

十五里河上游是水利退化、城市面源污染、水质污染以及生态破损等问题最为突出、也最为集中地区域。上游河道缺乏清洁水源补给，截污不彻底，河道补水主要来自于污水排放；河道比降大，通过滚水坝保水，河道淤塞，影响水质和行洪；城市面源污染严重忽视，城市的土地利用、新建道路和小区等设施没有充分考虑城市面源污染控制；硬质化岸坡，生态元素缺失。

2.2中游

十五里河中游水质受支流入河影响明显，究其原因，支流水质污染也是未实施污染截排的结果；无河堤，河道比降趋缓，自然河道形态保留较好；岸坡植被覆盖良好，以灌草为主，多样性差，景观杂乱，沿岸乱建情况普遍，生态空间受到挤压；农业面源尚缺乏有效控制。

2.3下游

十五里河下游水体条件趋好，水质污染相对较轻、河道淤积严重、生态系统适应重污染河道特征明显。十五里河下游由于河势开敞，水利条件进一步趋缓，生物过程展开较为充分，对水质改善有一定好处，但同时受到上中游来水和污水处理厂排水的累加效应明显，底泥淤积更加严重；岸坡植被覆盖良好，以灌草为主，多样性差，景观杂乱，沿城市建设大规模展开，生态空间面临挤压。

3　十五里河流域治理措施

巢湖是全国重点防治的“三河三湖”之一，其水污染成因复杂，其中入湖河流水质严重影响巢湖水体状况。

2011年，安徽省宣布取消巢湖低级市，将原巢湖市所辖区域分别规划合肥、芜湖、马鞍山3市管辖，巢湖成为合肥市的内湖。合肥就巢湖水污染问题制定一系列治理措施，最终将巢湖的治理目标制定为，至2015年巢湖环湖主要河道水质趋于好转，南淝河、十五里河、派河等重污染河道水质从现状的劣Ⅴ类达到Ⅴ类及以下，国控考核断面水质基本达标，湖区蓝藻爆发得到初步抑制。至2020年，巢湖环湖主要河道水质明显改善，南淝河、十五里河、派河等重污染河道水质由Ⅴ类达到Ⅳ类及以下，国控考核断面水质全部达标，湖区蓝藻爆发得到有效抑制。

鉴于相关要求及十五里河上、中、下游在水利退化、污染源、水质污染以及生态破损等方面存在的问题各不相同，其治理重点也应各有侧重，治理措施应遵循河段差异性的策略。

3.1十五里河入河污染控制措施

河流、湖泊水体水质逐渐变差，造成此类情况的主要原因是由于污染物的不断输入造成[9]。

对十五里河周边考察发现，十五里河入河污染物众多、污染成分复杂，点源、面源污染并重。

针对此情况，结合十五里河周边情况，制定合理的治理措施。

（1）十五里河沿岸排污口并未完全实施截污，排污口污水水量变化大、水质成分复杂，严重影响十五里河水质状况。故对现有排污口进行截断，修建污水管网，将产生的污水引入现有污水处理厂进行处理，提标排放，以达到入水水质标准。

（2）十五里河现有污水处理厂出水水质无法达到地表水水质标准，需进一步提升标准以适应入河水质指标。经研究发现，污水处理厂尾水可以通过修建人工湿地等措施进行深度处理，进一步削减污染物含量，以减轻入河水体负荷[10]。

（3）十五里河河道周围面源污染及雨水径流污染对河水水质影响较大，如十五里河上游合肥市面源污染、中下游农业灌溉面源污染、雨污未完成分流等都导致十五里河水质变差。针对这种情况可通过新建城区低影响开发规划建设、修建生态护坡、生态沟渠、生态缓冲带、推广测土配方施肥等措施，对入河面源污染物及雨水径流污染物进行源头控制及径流削减净化[11-12]，改善入湖水质、水量，以降低十五里河水体污染负荷，同时污水的生态环境治理措施（生态护坡、生态沟渠、生态缓冲带等）可以起到一定的景观美化效果[13]。

（4）十五里河中游入水河流较多，可以对入水小流域示范区河岸采用人工湿地净化技术，通过建设人工湿地，恢复生态植被，截留入河水体污染达到降解污染物和改善水质的目的[14]。

（5）畜禽养殖业的发展产生大量水体污染物质，明显的增加水体好氧废弃物，减低河流自净功能，导致河道水质变差[15]。根据合肥市城市总体规划，十五里河流域大部分成为城建区，因此将农业源中的规模化畜禽养殖业完全取缔，进一步削减入河农业面源污染含量。

3.2十五里河水体水质治理

大量污染物排入河道后，污染物浓度过高，即使有大量水源进行稀释仍不足以使污水达到可允许的浓度，甚至水中溶解氧降至零而发生厌氧分解，产生甲烷、硫化氢等臭味气体[16]，即使停止污水排入，也需要很长时间，才能恢复水体的正常状态。且河道长期受到污染，底泥中污染物积累量大，仅仅依靠河道的自净能力难以恢复水质，故针对十五里河受污染状况，建议河道实施相应措施，提高水体的自净能力。

根据十五里河流域不同区段水体水质的具体情况（如黑臭、富藻水体等）选择人工曝气增氧技术、微生物强化技术（高效复合微生物菌群技术、固定化细菌技术等）、生物膜技术（人工填料接触氧化法、薄层流法、伏流净化法、砾间接触氧化法、生物活性炭净化法等）[17-18]等河湖水质强化净化技术加强对十五里河水质的净化作用。

同时可以在适应当地自然条件的基础上，选择合适地点，通过建设人工湿地，降低水流速度，增加水体滞留时间，恢复生态植被，通过水生植被对污染污的同化吸收等作用，达到降解污染物、改善水质的目的。利用水生植物净化受污染水体已被证实为一种有效且环保的方法[19]。

水生植物作为主要初级生产者，在水生系统中有着不可替代的作用。

当水生植物丰富时，水体表现为水质清澈、溶解氧高、藻类密度低、生物多样性高等特点，同时水生植物对水体内污染物具有一定的去处效果，可以起到较好的净化水质的目的。

在湿地区域修建生态稳定塘和不同类型的人工湿地，进一步降解河流水体中污染物，改善水质现状，构建河流健康生态系统，增加水体景观效应[20]。

3.3十五里河内源治理

十五里河入河沉积物不断累积，导致河床抬升，不利于行洪，同时水体中部分污染物随河流沉降在河道底部，降低河道容量，并且形成内源污染。河道中底泥持续向水体释放营养元素，导致水体污染负荷增加[21]。

根据十五里河底泥厚度、成分调查分析表明，十五里河部分河段底泥堆积厚度过高，且底泥氮、磷等营养元素含量超标。故需对这些河段采取清淤处理，以降低内源污染负荷，改善水质污染现状。底泥原位修复技术（如微生物底泥消解技术、生态网捕技术等）能够有效消减污染物含量，控制底泥污染物释放，减轻河道水体污染负荷，控制内源污染，改善水质[22]。