海绵城市与黑臭水体治理共同建设途径探讨

徐凯国

江苏瑞金建设投资发展集团有限公司

1 城市水体致黑致臭机理

城市黑臭水体一般发生在建成区域内，主要表现为令人不适的气味以及水体呈现较深的颜色。按照黑臭程度将不同的水体分为两个等级，其中分级标准如表1所示。由于水体表面存在一些不溶性物质，如：FeS、MnS等；或者可溶于水的有机类物质，多以含硫类为主，以上两个原因都是使水体在短时间内迅速变黑。水体内存在的各种物质混合使内部产生一种恶臭的气味，如：硫化物，水体内含有的菌类物质会不断繁殖，对水体中的有机污染物进行分解，从而代谢产生各类致臭物质，进一步加深了水体恶臭的程度。

表1 城市黑臭水体污染程度分级标准

2 城市产生黑臭水体的主要原因

2.1 面源系统被排除于排水网外

对于城市面源污染来说，主要包括点源污染以及地表径流面源污染两种，主要是由于地表形成的沉积物以及其他生产生活垃圾，这些污染元素主要存在于汽修街、食街以及老屋旧村等，无法通过完善的排水系统及时收集并处理这些面源、点源污染，导致这些元素直接进入到地表径流，然后流入城市河道，在水体内经过化学反应，从而使水体出现发黑恶臭的现象。

2.2 河道内源污染

排水系统上游没有及时分离雨水、污水，导致流入城市河道的水体携带大量泥沙、垃圾等污染元素，致使河道水体深度逐渐下降，水体产生的动力无法支持水体进行自我修复，对水体内的微生物以及其他有机物不能进行加速处理，整体水体的溶解氧消耗速度加快，复氧能力逐渐衰退，内部缺氧问题越来越严重，创造了蓝绿藻快速繁殖的适宜环境，水体内部快速爆发水华，水体水质恶化程度加深，水体出现发黑恶臭现象。此外，由于温度逐渐升高，底泥的微生物进行厌氧反应的速度加快，生成的硫化物数量逐渐增多，这些都是引起水体恶臭加剧的主要元素，河道底泥进行自我修复的功能和水动力的环境被严重破坏，水体恶臭现象得不到有效解决。

2.3 污水管网建设尚未健全

城市比较老旧的城区或者城中村地区，普遍存在污水直排现象，加上污水管网尚未健全的原因，大多数的管网都存在混接、错接等现象。生产和生活产生的大量污水直接通过管网进入到城市河道内，生活生产污水中含有大量有机物质会导致水体发生富营养化，在水体表面富集，水体无法进行氧气交换，使整体水体水质变差，加快水体溶解氧的消耗速度，而底泥中的厌氧物质不断繁殖产生致臭物质，从而进一步加剧水体恶臭程度。

3 海绵城市建设以及黑臭水体治理的有效措施

3.1 控源截污工程

在正式开展水体治理之前，需要对进入河道内的水体来源进行追溯，一般分为污水口、雨污混流口，前者直接接入市政污水管道；后者需要在晴天时期进行入河道位置逆水流方向的摸排工作，解决错接、混接的问题，实现雨污分流。在水体治理后期，需要对已经实行雨污分流但仍然存在污水入河的管道进行改造，对管径超过300的采取CCTV检测；小于300的管道则采取QV进行检测，及时修补遗漏的管道问题，避免污水再次进入河道。初期雨水径流是导致水体污染的最大污染源之一，雨水冲刷带走河流附近道路的大部分沉积物、垃圾等污染物，因此，需要结合海绵城市的建设特点，在河道两侧建设初雨弃流井，当雨季来临时，雨水较少时，可以直接流入河道；当雨水较多时，雨水进入初雨弃流井，通过截留管道的雨水会在调蓄池进行处理，确认达标后，再次排出，这种方法能够有效减少污水的扩散，降低水体的污染程度。

3.2 清淤疏浚工程

清淤疏浚能够有效恢复水体的生态环境，一般是通过疏挖底泥带走底泥中含有的大量污染物质。河床分为硬底和软底两种，硬底河床采取机械为主、人工为辅的清淤方案，能够彻底清除河床底部的淤泥；软底淤泥的处理需要将河道中间的淤泥先处理，将淤泥排至两边后，通过机械结合人工的清淤方式将淤泥处理完。确保河道清淤的程度需要达到原状土或者设计标高，检测残留的淤泥，如果存在有害物质，则需要及时清除，在底泥保留一些可供生物生存的环境，并铺设碎石，避免底泥上翻。

3.3 生态补水工程

经过雨污分流处理，城市河道缺少一定活水的来源，需要通过引水的方式排除污水，并建立能够自我修复、自行清污的水动力环境。对于一般的河道来说，通过将大型污水处理厂产生的处理尾水作为活水来源，按照相关的污染物排放标准确保处理尾水的水质要求满足一级A标准。这种方法能够有效解决缺乏水动力的问题，也能够提升河道的自我修复能力，并解决污水处理厂水质处理的问题。结合海绵城市的建设理念，引用相关的功能特点，采用沿河建立的弃流井处理后的雨水构建生态补水工程，从而保证水体内部具有充分的氧气。

3.4 生态修复工程

3.4.1 生态溢流

生态溢流作为构建城市水系生态环境的关键环节，补充生态溢流能够保证河道的基本形态、基本生态工程以及水系正常运转的最小流量。在城市的发展过程中，为了满足人们的生活生存用水需求，建设大规模的水利工程，对河道的原始连通系统产生较大的破坏，导致河道的流量出现减少或者中断的现象，更为严重还会破坏水系的初始系统，造成大量的水系生物数量的减少甚至灭绝。即使后期河道得到一定的补充，也无法恢复初始的水生生态系统，还会导致水体复氧能力降低，水体底泥发酵引起水体出现恶臭现象。因此，在黑臭水体的治理过程中，需要保证河道不会出现断流的现象，保证河道的最基本形态，基于海绵城市建设的理念，对河道生态溢流进行改善，根据原有的地形地貌进行规划，将适当的位置规划为生态溢流堰，另外的地区设置为景观水位，建立充氧曝气生态修复的环境，也能够适当减缓暴雨环境的泄洪速度，有效降低面源污染。生态溢流堰主要分为生态净水堰、生态透水低堰等类型，前者一般采用的设计方式为模块化形式，将以HDPE材料类型的网格单元作为框架，在其顶部采取密封的方式，并根据河道的宽度及时调整尺寸，高度要大于景观数位的10cm，避免对泄洪产生影响，如图1所示。后者采用的材料为填料，能够对水体内的杂质进行过滤、吸附，从而实现水体的净化。

图1 生态净水堰示意图

3.4.2 浮动湿地

传统的人工湿地已经不适合河道的生态建设，需要结合海绵城市的理念，采用浮动湿地，也称为浮式湿地，也就是说在河道建立类似于人工湿地的结构，能够有效清除水体中的废弃物，从而提高水体的自我修复能力。浮动湿地主要构架分为植被层、种植土、浮动湿地起填料以及固定系统。采用复合纤维材料的浮动湿地能够有效清除重金属、氮磷等污染元素，对藻类物质有效控制，并改善水体水质，适合于不同水体条件。在不同的水体进行大面积的布设，能够提高水体本身的透明度，减少底泥，从而改善水生生态环境。浮动湿地能够高效处理水体污染，主要是通过根系结合基质材料形成较大面积的“海绵体”，形成一层生物膜，从而实现吸附和过滤的作用。浮动湿地能够为微生物、两栖动物建立可栖息的生态环境，在水体形成一条完整的生物链，从而提高水体的自我修复能力。

3.5 初期雨水控制

初期雨水指的是较短时间内的5mm的降雨量，这些雨水能够带走地表的大部分污染物，流经污水管道，进入城市河道，成为水体恶臭面源污染的主要来源。根据海绵城市的建设标准可知，控制好建成区初期雨水径流污染，就能够有效控制城市面源污染，因此，需要通过科学的开发方案，对地表的散排雨水进行收集处理，如：透水铺装、生态草沟以及生态渠道等，减少并净化面源污染量，避免对城市管网系统造成较大的负荷。基于城市的总体规划采取合理的初期雨水控制技术，建立完善的海绵景观，改善河道周围居民的生态环境。

3.6 治理面源污染

彻底解决城市黑臭水体，正本清源并不能完全阻止污水进入河道，需要从根源入手，将污染源彻底去除，才能有效改善河道的生态环境。面源污染主要发生在老屋旧村、汽修街以及食街，针对老屋旧村的治理，由于该地区的形式多为散排，一般根据村子的规模对雨污分流系统进行规划，高效收集处理生活污水、雨水，根据村子的建筑物并以1：3的比例补建化粪池，并翻修老旧的化粪池，清除淤堵区域，出水管道直接接入市政干流污水管道系统。对于汽修街的整治，需要在散排洗车区设置相应的污水收集系统以及沉砂池，对污水进行收集、过滤和处理，选择合适的管道线路接入市政干流污水管道，彻底排除洗车水流入河道。至于食街的整治工作，由于产生的油量较大，需要在餐饮店前设置隔油池，并统一建设污水收集系统，封堵出现错接的管道。

4 结束语

综上所述，对城市河道建设实行雨污分流、污水处理的相关设施，能够有效解决水体黑臭的现象。结合海绵城市的理念，解决现阶段水体存在的主要问题，减少生活污水对河道水体水质的影响，对城市水体的净化起到非常重要的作用，加强水体和系统间的循环，提高水体的自我修复能力，从而实行绿水青山的发展目标，建立绿色生态、可持续发展的城市。