常熟市黑臭河道治理分析与研究

有宝

(1.常熟市农桥管理处，江苏 常熟 215500；2.常熟市水利工程有限公司，江苏 常熟 215500；3.苏州市水利建设监理有限公司，江苏 苏州 215100)

城市河流是城市的命脉，健康的城市地表水体环境是城市可持续发展的重要保障。然而随着城市开发力度和工业化进程的加快，我国多个城市地表水质污染和水环境问题十分突出，水生态环境恶化，甚至出现季节性和常年性黑臭水体现象。“水十条”要求水环境治理要强化源头控制，分流域、分区域、分阶段科学治理，系统性推进水污染防治、水生态保护和水资源管理。近年来，各地专家学者对黑臭水体整治开展了广泛的研究。王英才等[1]通过上海4条代表性黑臭河道治理前后特征水质指标变化对比，综合总结分析了不同河道修复手段；张晟等[2]以苏南潢河为例，开展污染物成分、形成原因及对策研究；沙昊雷等[3]开展了生态修复技术在常州市白荡浜黑臭河道中的应用研究。本文以常熟市曹家湾河、蒋家村河黑臭水体整治工程为例，在前期调研、过程控制、效果分析等方面开展研究。

1 河流状况

曹家湾河、蒋家村河位于常熟市虞山尚湖旅游度假区，属于太湖水系。该地区呈现典型的平原河网特征，水系流速缓慢且水体自净能力弱。经过前期调研，该片区河道呈典型的环形辐射状，且存在沿岸民房建筑侵占水面、道日常疏浚养护缺乏等问题，河道淤积严重。长期的外源污染侵入，如：雨污混接河道排口、沿岸地表径流雨水污染等，使底质生境恶化、生态系统退化，污染物严重积累。缓流河道长期滞留的大量有机物、氮、磷等污染物质沉积形成的内源污染，导致富营养化加深，水质恶化加剧，最终使两条河流演变成黑臭河道。

图1 虞山尚湖旅游度假区水系

2 黑臭河道形成原因

黑臭河道的整治要对症下药，首先要了解黑臭河道的成因，两条河流黑臭形成主要由以下几个原因造成。

2.1 污染源多，控源困难

河道两岸均有房屋建设，存在沿线居民直接将生活废水甚至生活垃圾直接倒入河道现象。降雨初期，大量地表上的污染物随着地表径流汇入雨水管网，进而夹带雨水管网内沉积的污染物，进入水体。同时，分散的食品加工、餐饮、洗衣等作坊偷排，加深了水体污染。

2.2 断面减小，流动性差

河道两岸建设开发存在与水争地现象，导致明河变为暗河，部分支河河道被截断成断头浜，河道面积进一步被缩窄，过水断面减小，河流自我净化能力降低。河流渠道化，生态逐步退化，进一步加剧了河流的水质恶化。

2.3 淤积严重，重建轻管

曹家湾河和蒋家村河存在河道整治不到位，底泥过厚现象，部分河道断面底泥甚至已到达水面位置。在雨季水流较快时被水流冲刷，局部淤积严重的底泥顺水流带至下游断面从而弥散分布，导致水体变黑、变臭。河道内水草丛生，河道内较窄的断面已经被水草完全覆盖，加上水草清理不及时致使水体内悬浮物增多、浊度增大，有机物、一般细菌和大肠杆菌等含量增加，藻类大量繁殖，水环境进一步恶化[4]。

3 黑臭河道治理措施

3.1 治理目标

曹家湾河、蒋家村河治理以点源治理、面源治理、内源治理、水生态修复为主要手段，遵循“控源截污优先”“水体生态自净”的原则，总体目标为：通过雨污分流改造，实现旱天雨水口无污水排放；通过长效管理实现河道河面无大面积漂浮物、河岸垃圾桶旁无垃圾散落现象，渗沥液有序收集，沿河隔油池整治，杜绝占用驳岸开垦菜园，初期雨水污染得到基本控制；清除河道底泥，避免底泥扰动，产生新的污染源；通过原位多元生态修复技术，快速修复污染水体，有效改善水质状况，消除水体黑臭，逐渐恢复其水环境生态功能[5]。

3.2 治理措施

3.2.1 黑臭底泥清淤

由于河道两岸居民房屋较多，前期选择采用水上清淤的方式进行河道疏浚。河道清淤采用抓斗式挖泥船辅以运输泥驳，外运至城外排泥场。采用开放水面挖泥船清淤的方式受限于清淤操作水平、船只作业水深等因素，难以彻底清除河底淤泥，影响最终清淤效果。为保证清淤质量，河道进行上下游断面封闭围堰后，水下挖泥船结合干河后人工清除底部淤泥。河道工程标准断面见图2。

图2 河道标准断面

3.2.2 调水、补水形成活水环网

结合城区畅流活水规划，对常熟城区河道水体进行畅流活水工程建设，使河道表面流速不低于0.1m/s。结合常熟市防洪大包围枢纽的建设，通过在骨干河道设置溢流堰提高城区河水流速。针对断头浜现象，部分支河结合地区水系控制规划，打通河流，与其他河流贯通；部分支河通过泵抽回流的方法促进水体流动，达到活水效果。

3.2.3 人工增氧

水体供氧和耗氧失衡是引起水体黑臭的主要原因之一，曝气复氧是治理河道污染的有效方式。提高水体溶解氧，使死水变为活水，强化水体的自净功能，促进水体生态系统的恢复。考虑到河道大部分位于居民区内，采用高效、低噪的综合曝气增氧系统——纳米微孔曝气增氧系统。气泡小、数量多、充氧效率高的微纳米曝气增氧系统，可使河道整个水体溶解氧提高，保持有氧状态，先前厌氧黑臭底泥一次性去除后，河道保留余下的底层暨原状淤泥质非厌氧底泥，没有之前腐化厌氧所释放的磷酸盐，不会形成河道内部富营养化内源产生。另外，由于微气泡上升速度慢，并且多数微气泡在上升过程中溶解到周围的水中，不会破坏原有水体的生态结构，不会带动底部淤泥上浮，还会为水生生物创造良好的生存环境，让微生物的好氧生化效果发挥到最佳状态，对水质净化也起到事半功倍的效果。

3.2.4 沉水或者挺水类植物栽培

采用人工种植生态基的方式组成“生物阵”补充微生物，比如在河道围堰水力清淤完成后，在河道良好土壤地质上种植大面积“水下草坪”类沉水或者挺水植物，借水下植物的光合作用来促进水下生物体系构建。生态基独特的复合结构和“水下森林”结构，实现好氧、兼氧、厌氧菌的立体着床和繁殖，为水中菌类、藻类等微生物的生长、繁殖提供巨大的空间，使微生物群落的生物量和生物多样性最大化发展，从而为实现高效微生物群落提供基础条件，实现对污染物的快速分解，并加速对污染水体的生态修复、重建，不会因河道水体的流动造成微生物流失，确保其净化能力不被破坏，即使在泄洪后，河道内的微生物净化能力依然存在。

3.2.5 人工浮水植物栽培

生态受损的河道治理除了污染物清除及控制外更重要的是修复其生态系统，进一步提升自我净化能力，保持河道健康状态。人工生物浮岛是一种经过人工设计建造、漂浮于水面上，供动植物和微生物生长、繁衍、栖息的生物生态设施，尤其适用在不具备河底进行大面积栽培“水下草坪”的场合。利用水生植物、动物、昆虫以及微生物在自然水环境中的吸收、摄食、消化、分解等一系列生物、化学功能，实现富营养水体的生态治理，是一种既有污水治理功能，又兼备水景观效果的多功能的实用生态设施[6]。

按照河道总面积5%左右建立人工浮岛，降低氨氮、去除水体中的总磷，辅助增氧，同时还可以给河道增加景观效果。

3.3 治理效果综合评价

曹家湾河、蒋家村河两条黑臭河道通过整治，水质得到较大改善，河流颜色由深黑色逐步转为淡绿色。第三方对两条河道开展水质监测，主要指标数据见下表。

两条河流水质监测数据处理前后对比表

由上表分析可得：

a.两条河流水体透明度处理后提高明显，从视觉感官上河道治理有成效。

b.曹家湾河溶解氧含量从3.7mg/L增加至8.7mg/L，增加近135%；蒋家村河溶解氧含量从0.9mg/L增加至9.1mg/L，增加近911%。数据表明黑臭水体通过治理后，溶解氧大幅增加，水生态环境和水质净化能力大大提升。

c.曹家湾河氨氮含量由8.45mg/L降为0.7mg/L，下降近92%；蒋家村河氨氮含量由4.69mg/L降为0.18mg/L，下降近96%，达到三类地表水氨氮水质标准。数据表明通过人工增氧、沉水或挺水水生生物及人工浮岛的建设等措施降低氨氮的方法切实可行。

4 结 语

常熟市充分吸收、总结类似黑臭河道的综合治理经验，总体上按照“截污、清淤、调水、赋氧、生态修复”的综合治理大原则，全面贯彻“臭在河里，根在岸上”的治理思想，多管齐下、截污控源、综合治理。常熟市黑臭水体整治以曹家湾河、蒋家村河为先例，通过河道疏浚整治、畅流活水、生态治理等措施的实施，达到了理想的治理效果，为其他黑臭河道治理开了个好头。此外，黑臭水体的治理必须同城市开发和建设协同推进，结合当前河长制工作水域空间的蓝线管控，避免黑臭水体新增和反弹现象的发生。最后，黑臭河道治理要把握好因地制宜、因时制宜的原则，建立长效机制，逐步完善水生态环境；从全局出发，加强河网的结构性连通，最终改善区域水环境，建设海绵城市、绿色城市。