长沙市龙王港流域水环境综合治理探讨

郭晓芳，徐 莹，韩红波，易 境

（1. 湖南湘江新区管理委员会，湖南 长沙 410205； 2. 湖南三友环保科技股份有限公司，湖南 长沙 410205）

我国地表水污染问题严重，随着国民经济和社会的发展，水环境问题、尤其是城市水体黑臭问题成为制约我国社会、经济发展、影响生态安全的重大环境问题。2015 年4 月，国务院发布的《水污染防治行动计划》（“水十条”）提出“到2020 年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内，到2030 年，城市建成区黑臭水体总体得到消除”的控制性目标[1]。

黑臭水体综合治理是专业性很强的系统工程，近年国内对黑臭水体的产生机理、评价体系、技术路线、处置对策等方面有了较为深入的研究分析，但仍存在较多不足与瓶颈[2]。黑臭水体治理应遵循“控源截污、内源控制、水质净化、生态修复”的技术路线。控源截污和内源控制是基础与前提，水质净化是阶段性手段，生态修复是长效保障措施。

1 工程概况

龙王港位于湖南省长沙市湘江新区范围内，是湘江的一级支流，不仅承担着防洪和排水功能，也承担着生态、景观等重要功能。近20 多年的城镇化高速发展，剧烈地影响着龙王港流域的结构和功能，带来了诸如用水短缺、河道黑臭、生态退化、自净能力基本丧失等一系列流域性问题。

为全面贯彻落实《水污染防治行动计划》，推动湖南省湘江保护与治理“一号重点工程”向纵深发展，长沙市河长办要求，至2019 年，龙王港水质年平均值达到《地表水环境质量标准》IV 类水质标准，2020 年稳定达到IV 类水质标准。

按照“一河一策”思路精准治理，针对流域目前水环境治理存在的各类问题，分阶段、分层次，兼顾现时成效与前瞻性，采取因地制宜的治理措施工程方案，从根本上扭转水体黑臭问题恶化趋势，实现水环境保护和社会经济协调发展。

2 现状调查及分析

2.1 现状水质调查

2.1.1 晴天水质分析评价

根据水质监测结果（表1），龙王港上游段水质较好，可达到地表水环境标准V 类，上游支流谢家桥河水质可达到II～III 类，水质监测结果表明上游农村污染对河道水质的影响较小；河段下游段水质不达标，流域内污水处理站尾水直排及高峰时段污水溢流，污染源尚未完全控制，同时下游河道受湘江顶托，流速较缓，污染物易沉积，水质较差。

表1 典型河口逐月水质 mg/L

2.1.2 雨天水质分析评价

对流域排口及上下游河道水质进行监测分析可知（见图1），雨天龙王港流域水质全面不达标，水质峰值明显，有现状的前期效应，雨后水质逐渐好转，且大雨河道污染物浓度高于中小雨。此外，河道水质受排口溢流污染的影响较大，分析主要是由于龙王港上游农村区域无污水收集、处理设施，下游建城区管网雨污分流不彻底、部分老城区仍为合流制，因此雨天溢流污染对河道水质的影响较大。

图1 南园路排口下游降雨期间水质变化规律

2.2 黑臭水体成因分析

2.2.1 上游来水污染严重

根据现场调查，龙王港自上游到下游水质逐渐恶化，从雷锋河入河口往下水质变为劣V 类，污染源主要集中在肖河和雷锋河两条支流，其主要原因是沿线排口截污不彻底，污染物超标入河，其中肖河以工业污染为主，雷锋河以雷锋镇的生活污水和畜禽养殖废水为主。见图2。

图2 肖河（左）、雷锋河（右）现场图

2.2.2 截污不完善

主要表现在污水管网缺失，雨污水管网错接、混接严重，雨污分流不彻底三个方面。部分老城区受制于道路建设时序，市政污水管网体统尚未完全形成，如南园路、桐梓坡路、玉兰路、麓景路、雷锋河两厢等污水干管尚不完善，二环以东片市政污水支管基本缺失。龙王港流域已建成的雨污水管网错接、混接较为严重。根据调查，龙王港流域共78 个雨水排放口，大部分存在雨污混接情况；小区、厂区出口处雨污水管网错接亦大量存在。此外，老城区居住小区普遍存在雨污分流不彻底的情况，多数小区为雨污合流，新建城区管网建设相对较好，但仍存在大量污水接入雨水管的情况。

2.2.3 污水处理能力不足

龙王港流域属于岳麓污水处理厂和雷锋水质净化厂服务范围，因雷锋污水处理厂尚未建成，片区所有污水均由岳麓污水处理厂处理。但随着区域的快速发展，污水量大幅增加，超出岳麓污水厂处理能力，导致部分片区污水无法进行集中处理，存在污水直排河道现象。而位于龙王港两厢最低点的南园路雨水箱涵口因为承接了上游大部分错接、漏接、混接的生活污水而成为流域最大污染源。见图3。

图3 龙王港南园路段（左）、龙王港南园路污水直排口（右）现场图

2.2.4 水生生物系统不完善

龙王港流域水资源总量虽然丰富，但丰、枯径流量相差悬殊，受湘江综合枢纽回水顶托影响，枯水季节河流下游水体流动性差，与外界水体交换水量小，水体自净能力降低。同时河道纳入过多的污染物，溶解氧降低，且河道坡度较缓，生态基流不足，动植物的生存条件恶劣，致使河道内水生动植物较少，水生态系统不完善，河道自净能力差，部分河段出现黑臭现象。

2.2.5 底泥污染严重

龙王港流域常年过量纳污，南园路橡胶坝以下河段淤积严重，河床底部沉积了大量发黑发臭的底泥，在水力冲刷、人为扰动以及生物活动影响下，沉积底泥再悬浮进而向水体释放氮、磷及耗氧性有机物等污染物，形成营养物质内源污染，导致水体发黑发臭。

3 工程治理方案

黑臭水体治理“问题在水里、根源在岸上；核心是管网、排口是关键”[3]。龙王港流域水环境综合治理主要围绕龙王港流域截污体系提质增效、溢流污染控制、河道清淤、垃圾清理和枯水期生态流量补给等多方面开展。

1）截污体系提质增效

①增加污水处理能力。新建雷锋水质净化厂，设计总规模为50.0 万m3/d，其中近期设计规模为25.0 万m3/d，出水水质执行准IV 类标准。主体工艺采用AAOA+MBR 工艺，尾水自流排入梅溪湖西延线及黄桥大道东南侧人工湿地作为景观补水。该项目于2019 年7 月31 日正式投产运行，至此，流域内污水处理设施规模可与实际污水量相匹配，岳麓污水处理厂生产压力得以缓解，基本解决了污水直排的问题。

②截污纳管，源头减排。针对管网体系缺失及不健全区域，全面恢复排水管网架构和体系，重点实施南园路汇水范围截污干管、支管建设以及赏月路、麓云路、麓谷大道、金星路、湖南大学北校区污水主干管完善；实施市政排水管网错接点改造，对现已查明的雨污错接点，分区、分期实施改造，从岸上源头解决雨污合流的问题；实施污水井防渗漏处理，针对流域两厢现有砖砌污水井进行防渗漏处理，防止污水外渗和地下水渗入；实施污水市政管网修复，结合前期勘测测量成果，先行启动一批市政污水管网变形、破裂、错口等结构性缺陷修复工作。

2）南园路箱涵排口污水应急处理

根据实际调查，建成区内最大污染源为南园路排水干渠直排的生活污水，考虑到南园路箱涵纳污面积较广，污水量较大，且岳麓污水处理厂已满负荷运行，无法接纳更多污水，因此在雷锋水质净化厂建成前，在南园路箱涵排口处建立一套污水截流及应急处理系统，主体工艺采用高效加砂沉淀池+曝气生物滤池工艺，设计处理规模为2.0 万m3/d，出水执行一级A 标准，处理后尾水排放至龙王港作为河道生态补水。见图4。

图4 南园路污水应急处理站（左）、生物滤池罐体（右）现场图

3）河道清淤

对龙王港南园路——枫林路段（2.45 km）和肖河口——南园路段（3.72 km）河道进行清淤工作，清淤水下自然方量7.92 万m3，采用机械脱水，干化脱水后淤泥量为4.75 万m3，干化脱水后的淤泥外运至长沙黑麋峰垃圾填埋场填埋，分离出的砂石回填于河道。清淤完成后对河道两岸宽2 m 浅水区域进行底泥原位修复。同时在龙王港南园路——枫林路段设置4 台推流曝气机、20 台微纳米曝气机人工曝气增氧。

4）生态岸坡整治

龙王港南园路——枫林路段（2.45 km）0+850.00～0+1050.00 河道右岸1+600.00～1+850.00 及1+950.00～2+050.00 河道左岸存在大面积裸露坡地，需对该三段岸线进行整治。整治方案以防冲刷为主，采用“松木桩+生态袋护坡”型式进行岸坡改造，在坡脚设置松木桩，松木桩梢径为12 cm，间距0.3 m，设计顶高29.7 m，木桩嵌入淤泥不小于1 m，岸坡消落带上布置生态沙袋防止岸坡冲刷。

龙王港黄桥大道——梅溪湖路西延线段（850 m）岸线整治工程原则上采用土质自然坡岸，常水位以下种植湿地植物，常水位以上草皮护坡，对当冲段采用连锁式护坡进行防护。

5）垃圾清理

对二环线撇洪渠沿线生活垃圾清除，清理范围长750 m，主要将二环线撇洪渠内及左岸内生活垃圾清除，并将堆积垃圾清运至垃圾收集站。

6）枯水期生态流量补给

枯水期河道上游来水不足的情况下，于龙王港入湘江河口处取水补给至梅溪湖，增加龙王港的生态基流，形成河道内的活水循环，改善河道内水生态环境。

工程起点为龙王港入湘江河口，终点为梅溪湖东湖，项目起点龙王港河口设潜水泵房1 座，取水流量为1.5 m3/s。补水管道采用Φ1 020×10 mm 的螺旋钢管及K9 级DN1000 球墨铸铁管，沿咸嘉湖南路横穿咸嘉湖、沿金星路敷设过龙王港引水至梅溪湖东湖，分别于咸嘉湖及石佳岭景区东湖设置补水“T”口，管道全长约5.32 km。

7）初雨及溢流污染控制

在对截污体系进行完善和修复的基础上，针对几个较大的雨水箱涵如赏月路、麓云路、麓谷大道、南园路等，设置调蓄池及配套收集输送系统，将收集的初雨及溢流污水输送至污水处理厂进行处理，进一步降低汇水区面源污染。

4 工程实施效果

雷锋污水处理厂一期工程12.5 m3/d 工程已于2019 年7 月通水试运行，出水稳定，达到《湖南省城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》（DB 43/T1546-2018）要求。本项目采取截污纳管、河道清淤、生态岸坡整治、垃圾清理、生态流量补给等一系列标本兼顾措施对河道进行治理后，解决了流域内污水的直排问题，提升了水体自净能力，恢复水体生态平衡，形成具有菌、藻、浮游生物、底栖动物、鱼、虾和水生植物等多级生物链的良性生态循环系统，黑臭现象得以消除，同时改善了水生态环境，提高了城市形象。

5 结论与建议

流域水环境综合治理是一项目专业性很强的系统工程，任何一项单一的技术都不能达到长治久清的目的[4]。应遵循“一河一策”的治理思路，根据流域的具体情况针对性地制定治理方案，因地制宜，精准治理，在保证治理效果的同时兼顾经济性。

为保障和巩固龙王港水环境治理成果，进一步优化提升流域水体水质，促进区域生态可持续健康发展，根据国内其他流域黑臭水体治理工程实践案例，结合龙王港流域治理过程中的实际工程经验，提出以下几点建议与对策：

1）加强管道清淤及维护。排水管道，特别是合流制管道、暗渠，淤积情况较为严重，必须加强管道清淤和管理维护工作，减少管道内的淤积量，防止大雨时段淤积污泥被雨水冲出管道及进入水体对水环境造成冲击。

2）加强建设项目的管理。加强在建、新建项目的管理工作，保证在建、新建项目均按雨污分流的排水体制设计和实施。特别是施工验收环节，必须明晰雨水管与污水管的性质及排入市政管道的具体位置和排入管道性质，杜绝出现混接、错接、漏接的情况。

3）全方位强化排水监管调度工作。一是强化排水许可管理工作，发挥其在防治源头污染、规范建筑工地临时排水和建成项目排水行为中的积极作用。二是强化科学管控调度，构建流域污染在线监测系统，消除人工巡查存在的监管盲点，加强流域水环境监管力度，杜绝污水偷排。

4）建管结合，充分发挥政府和民众的督导作用。建立市民监督、举报制度，和市民志愿者小组对城镇流域水体进行管理，充分利用广大人民群众的力量，共同促进黑臭水体的消除以及生态系统的恢复。