巨野县会盟景观带黑臭水体治理案例分析

张德祥，郝玉友，刘宝富，花树聪，罗从伟

(1.山东省建筑设计研究院有限公司，山东济南 250001；2.莒县城乡建设服务中心, 山东日照 276500；3.山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南 250101)

近年来，黑臭水体已经成为影响城市水环境的主要问题之一[1-2]，不仅严重损害了城市的人居环境，也在很大程度上影响了城市的外在形象和可持续发展。2015年国务院颁布的《水污染防治行动计划》中提出，到2030年城市建成区黑臭水体总体得到消除，黑臭水体在我国295个地级以上城市中有2 869个，其中85.7%以河流形式存在，且66.5%属于重度黑臭。近年来，各地均积极采取措施整治黑臭水体，实施“一河一策”，严格落实河长制，结合低影响开发(low impact development，LID)理念，采取植草沟、生态护岸、透水砖等形式因地制宜治理城市河道沿岸，目前绝大多数水体有明显的改善，但是仍有部分水体治理后再次出现黑臭问题。这主要是由于黑臭水体治理难度大，只注重短期治理，轻视保持维护，往往会出现黑臭反复的问题，彻底解决黑臭问题，需要科学系统的对外源、内源和水生态进行治理。

巨野会盟景观带作为巨野县内的重要河道，担负着排涝、景观的多种功能，但是随着城市化进程的加快，部分生产生活污水通过错接混接雨水管道排入河道，超过河道水体的自净能力，水中有机物、氮磷等污染物超标，导致水体变色发臭，形成黑臭水体。会盟景观带黑臭水体整治是落实国家《水污染防治行动计划》和《城镇污水处理提质增效三年行动方案》等相关政策的重要体现，对于发挥河道水景功能、营造良好的城市水环境具有重要的现实意义和战略意义。为此，本文在剖析掌握水体黑臭成因基础上，详细阐述外源减排及截污、内源清淤及消解底泥、水动力恢复、水质净化和生态修复等采取的具体技术措施，明确水体水质治理与保持机制，为我国黑臭水体的总体消除提供技术和工程参考。

1 项目概况

本项目治理范围为会盟景观带，南起新洙水河，北至老洙水河，全长约为5 km，中间分支为牡丹小区向西(沿麒麟大道北侧)至上海嘉园、再向北至老洙水河。会盟景观带是巨野中心城区的一条重要的景观河流，近年来由于人口经济发展，部分生活和工业废水排入到会盟景观带，造成会盟景观带水体污染，黑臭水体问题较为突出。为解决水环境污染问题，巨野县提出综合整治会盟景观带，使水变清、景变美，为巨野县人民创造一个优美的环境，促进巨野经济社会又好又快发展。

2 水环境现状及污染源

2.1 整治前水污染现状

针对会盟景观带污染现状，开展调研工作。黑臭水体污染状况如图1所示，在整治前普遍存在沿河两岸污水排入量大、河道水质污染严重以及河道水体流动缓慢等问题，不利于水体自净修复和水生态健康发展。

图1 河道水体污染现状

此外，相关河道水体黑臭水体评价指标如溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)、氨氮监测点位置和数据如图2和表1所示。由表1可知，治理前水体中的DO含量较低，除青年路和政府前位置水体DO含量达到6.21 mg/L和9.5 mg/L之外，少量水体DO含量小于0.7 mg/L，属于轻度黑臭水体，近一半监测点DO含量低于0.2 mg/L，属于重度黑臭水体。监测点pH值都在7以上，甚至达到8.9，大多数水体的ORP小于-200 mV，氨氮大于15 mg/L，根据住建部《城市黑臭水体整治工作指南》，此处水体已经属于重度黑臭水体范围。

表1 会盟景观带水质情况统计

图2 会盟景观带水质监测点位置

2.2 污染来源及工程方案必要性分析

“黑臭在水里，根源在岸上，关键在排口，核心在管网”。通过现场排查，河道沿线部分小区、学校、大型商场、部分等存在错接混接现象，污水接入雨水管道内，导致部分生活污水汇入河道。巨野一中、格林豪泰、变电站家属院污水接入古城西路雨水管道，巨野一中、华府小区、煤田医院污水错接进入入文昌路雨水管道，恒巨花园小区污水接入凤台路雨水管道，最终污水流入会盟景观带内,如图2所示。水质监测点位1由于污水混接入雨水管道，汇入会盟景观带，此位置DO为0.63 mg/L，氨氮为40.44 mg/L；府前一品小区污水接入万福路雨水管道，万福路小学污水接入甘棠路雨水管道，大元商贸城污水接入会盟路雨水管道，排入会盟景观带，水质监测点位9的DO为0.13 mg/L，氨氮为46.66 mg/L；金山路—会盟路段河道周围有工业污水直排，此段河道与会盟景观带连通带来污染，水质检测点位10的DO为0.11 mg/L，氨氮为52.65 mg/L。污水中大量的有机污染物和各种悬浮物质以及残存在管道内的淤泥排入河道，超过水体的自净能力，使景观带水质恶化。牡丹小区向西(沿麒麟大道北侧)—上海嘉园淤泥深度约0.3 m，老洙水河—五莲路段淤泥平均深度约0.6 m，河道底泥中含有大量的污染物，污染物的释放是河道水质污染的重要因素。

河道城区部分堤岸多为石砌垂直驳岸，修葺整齐，部分为斜坡式驳岸，但河道基本无挺水、沉水等水生植物生长，导致河道景观效果差、河流生态系统结构失调等问题，河道处于低级营养结构水平，水体自净能力差。

青年路、古城西路、凤台路及牡丹小区内桥涵修建标准低，过水断面较小，且涵底高，流水不畅。五莲路以南河道主要流经村庄，河道内杂草丛生，垃圾堆积，导致水质较差，且补水不足，使河道丧失自净能力。景观带黑臭水体河道底坡较平缓，仅靠水体重力流动难以达到流水不腐。

3 项目预期目标

此次会盟景观带水环境综合整治致力于从源头上科学化、系统化实施综合治理，最大限度发挥会盟景观带的生态价值、景观价值、经济价值和社会价值。

(1)有效减少会盟景观带水体污染内源，解决河道内淤泥污染现象，消除会盟景观带水体内淤泥。

(2)城区段河水浑浊度降低，透明度大于0.5 m，河水由浊返清，消除臭气污染。

(3)有效改善城区段河水水质，使之达到消除黑臭的目标，重新塑造多样的生态群落，增强河道自净能力，显著提升河道的自然属性。

(4)以创造性生态与人文滨水空间大幅提升沿岸景观和文化价值，使会盟景观带成为充满魅力的生态风景廊道和城市形象展示的门户之带。

4 黑臭水体治理方案

黑臭水体的治理原则包括适用性、综合性、经济性、长效性和安全性[3]。针对会盟景观带黑臭水现状及主要问题，本项目治理方案的总体思路是“控源截污、内源治理、生态修复、活水循环”，提出了“四位一体”的黑臭水体整治措施，具体治理方案如下。

4.1 控源截污

外部排污是导致黑臭的根源，阻断或控制污染源排放，消除水体黑臭的外来隐患，是下阶段水体治理的前提和基础。因此，本方案提出改造小区、学校等排水管网，实现雨污分流。

恒巨花园小区污水接入凤台路污水管道，于古城西路北侧新增污水管道，收集巨野一中、煤田医院、格林豪泰、变电站家属院污水，废除文昌路原小管径污水管，新建合理管径污水管收集巨野一中、华府小区和煤田医院污水排入古城西路新建污水管。

花冠小区、蓝博湾售楼部污水接入甘棠路污水管道，整修牡丹小区在会盟景观带处污水管道，消除污水外溢，于麒麟大道南侧新增污水管道，收集道路两侧污水，苏聚酒店污水接入昌邑路污水管道，计生局、丽天小区污水接入会盟路污水管道。

府前一品小区、大元商贸城污水接入会盟路污水管道，万福路小学污水接入甘棠路污水管道，整修万福路与甘棠路交叉路口处雨污水管道，消除雨污混接现象，严禁污水直接排入河道，达到《污水排入下水道水质标准》后排入市政污水管道，金山路—会盟景观带段河道在彻底整治之前需与会盟景观带断开。

4.2 内源治理

河道底泥中含有大量的污染物，污染物的释放是河道水质污染的重要因素之一[4-5]。本项目采用人工清淤方案为主，河道截流，排除明水，人工配合挖掘机挖掘淤泥，同时需清理河面漂浮的及河道周边垃圾，最后装车外运，如图3所示。

(1)牡丹小区向西(沿麒麟大道北侧)—上海嘉园：清淤长度约1.66 km，水面面积为27 789 m2，淤泥平均深度约0.3 m，淤泥量约8 337 m3，同时需清理河面漂浮的及河道周边垃圾。

(2)老洙水河—五莲路段：清淤长度约3.52 km，水面面积约145 792 m2，淤泥平均深度约0.6 m，清淤量约87 475 m3。

(3)五莲路以南—新洙水河段清淤与河道拓宽同步实施，如图3所示，该段清淤量计入河道拓宽开挖量，抽出污水量约5 056.2 m3。

图3 人工清淤现场

4.3 生态修复

4.3.1 水体净化工艺

(1)曝气充氧DO是水体水质好坏的一项重要指标，也是解决水体黑臭的必要手段，如图4所示。本项目采用“河湖水质原位净化机”，该设备既能高效曝气，又能将DO大范围扩散，且无需用绳索牵拉固定，安装使用快捷方便。

图4 水体曝气充氧

本项目河湖水质原位净化机共选用两种类型。河湖水质原位净化机A型为曝气推流一体式设备，动力源采用潜水泵，设备曝气原理为底层曝气，河底安装，设备直接置于水下，设备主体为不锈钢材质；河湖水质原位净化机B型主要作用是曝气，设备曝气原理为底层曝气，河底安装，控制系统安装在岸边。河湖水质原位净化机A型主要用于污染比较严重，水体流动性差，水面宽度大于15 m以上河道；河湖水质原位净化机B型主要用于水面宽度较小，小于15 m的河道，且水体具有一定的流动性。

河湖水质原位净化机A型设备，42台。设备主要参数：流量为750 t/h，曝气能力为2.0 kg O2/(kW·h)，功率为1.5 kW，电压为380 V。河湖水质原位净化机B型设备，300型号13台，功率为3.0 kW，电压为380 V；150型号24台，功率为1.5 kW，电压为380 V。

(2)微生物净化在水体中安放特定的微生物载体(生物毯和川本草等组成)，形成良好的生物膜，为微生物繁殖和降解污染物提供了场所，可有效恢复河道的自净能力，提升水质。

在河道底部设置生物填料，以便构建长期稳定的微生物系统。生物毯高度为2 cm，高孔隙率地毯状，卷曲丝状结构，孔隙为三维立体网络蜂窝状结构，面积为51 900 m2；川本草高孔隙率草状，采用聚烯烃类和聚酰胺类材料，比表面积大，高度为51 912 m。

在水质明显改善后种植挺水植物(荷花、水生美人蕉、芦苇、香蒲、灯心草)3 500 m2，布置比例为1∶0.4∶1.2∶0.5∶0.35。

4.3.2 具体治理方案

(1)凤台路—古城西路未打通河段，河道打通后采用水质原位净化机、生物毯、高分子软性生物填料等共同组建微生态活水直接净化系统。

(2)古城西路—会盟路段，采用水质原位净化机、生物毯、高分子软性生物填料等共同组建微生态活水直接净化系统。

(3)老洙水河段—五莲路，采用水质原位净化机、生物毯、高分子软性生物填料等共同组建微生态活水直接净化系统，在水质明显改善后种植挺水植物，辅助打造沿河景观。

总体来说，本阶段可以加速河道水体流动，又能把大量氧气运输到河道水体的各个位置，使全流域均匀充氧，改善水体的含氧环境，让好氧微生物占主导优势，消除黑臭，抑制藻类的过量繁殖和爆发，达到水质提升的目的。另外，利用特定的微生物载体和土著的动植物构建水生态系统，完成河道景观建设，实现河道水体的生态修复。

4.3.3 生态修复投资

生态修复总投资为1 083万元，其中河湖水质原位净化机设备及安装概算为548万元，生物毯和生物填料和安装投资为495万元，种植挺水植物投资为40万元。

4.4 活水循环

对现状景观带水系进行论证分析，改善现有的水动力条件，调用非常规清洁水源，提高水体的自身纳污能力，达到流水不腐的效果。具体治理方案如下。

(1)在上海嘉园水系公园与洙水河公园一期连接处设置泵站，从老洙水河引水渠的长度为40 m，断面尺寸宽为2 m，高为1 m。泵站设计规模为3 m3/s，布置700ZLB1.6～5.5型轴流泵3台放置在泵房内，扬程为4.75 m，分期提水老洙水河进入上海嘉园水系，加速河道内水体流动，向东汇入会盟路景观带水系，通过南段拓宽的会盟景观带水系联通新洙水河，活水循环。为合理控制河道内水位，分别在新洙水河北侧、麒麟大道和凤台路建设节制闸。

(2)拓宽会盟景观带水系南段河道，本段河道开挖扩宽作为会盟景观带活水循环通道。会盟景观带五莲路以南新开挖河道长约1.67 km，结合《巨野县防洪排涝专项规划》，本次设计河道顶宽为22 m，底宽为5 m，设计边坡为1∶3，设计河底高程为36.5 m。

(3)会盟景观带承担城市排涝功能，雨水需及时排出，避免形成内涝，改造会盟景观带青年路、古城西路、凤台路及牡丹小区内桥涵。

5 整治后效果分析

本项目实施控源截污工程(含错混接改造)建设改造污水管道D600、D800钢筋混凝土5 934 m，实施内源治理工程污泥清淤及清理河面漂浮垃圾95 000 m3，实施水生态修复工程并安装河湖水质原位净化机79套，安装生物毯51 900 m2和高分子软性生物填料51 912 m，种植挺水植物荷花、水生美人蕉、芦苇、香蒲、灯心草等3 500 m2。实施活水循环工程，建设泵站及附属用房1座，开挖拓宽五莲路以南河道1.65 km，改造青年路、古城西路、凤台路及牡丹小区内不满足排涝标准的4座桥涵，对黑臭水体进行了系统化整治，项目于2018年6月整治完成。根据《城市黑臭水体整治工作指南》，2019年1月起，对黑臭水体进行了取样检测。检测点按每200～600 m设置，每2周取样1次，连续测定6个月，实施黑臭水体治理前后水质检测数据对比如图5所示，整治后DO为2.95～7.54 mg/L，ORP为59～157 mV，氨氮为0.41～3.69 mg/L，巨野县会盟景观带已消除黑臭。

图5 会盟景观带黑臭水体整治前后水质对比(a)DO；(b)氨氮；(c)ORP

6 结论与建议

针对会盟景观带水体黑臭，采取了控源截污、内源治理，生态修复、活水循环、景观打造的治理思路开展综合整治[6]，取得了良好的环境效益、经济效益和社会效益。会盟景观带初步完成了整治，黑臭水体已消除。

由于会盟景观带上游光明路以东以雨污水合流为主，老旧小区大多是雨污合流，雨季时仍有混合污水溢流进入会盟景观带，存在形成新的黑臭水体的隐患。建议后续对会盟景观带上游片区进行运用海绵城市理念，结合老旧小区改造进行雨污分流，提出源头LID(比如截污式雨水口、雨水管断接、生态屋顶、透水铺装、下沉式绿地、植草沟、雨水花园等)改造措施，对初期雨水截流处理，以巩固会盟景观带治理效果，确保黑臭水体实现“长治久清”。