城市建成区黑臭河道治理难点分析及措施探讨<br/>——以螺洲河综合治理项目为例

城市建成区黑臭河道治理难点分析及措施探讨
——以螺洲河综合治理项目为例

2022-12-04林志

河南科技 2022年19期

林志

（福州城建设计研究院有限公司，福建福州 350000）

0 引言

水生态环境直接关系到人类生存问题，我国政府非常重视水污染治理与水生态环境恢复。2015年，国务院正式发布《水污染防治行动计划》，行动计划中要求省会城市建成区与省辖市分别在2017年与2020年前完成辖区域黑臭河道治理工作。为充分响应党中央、国务院号召，各地政府与人民尤其是省会城市要重视河道治理工作，由市委书记或市长牵头组建领导小组，同时实行河长制，为切实提升河道治理工作成效，多数地区设定街道、社区、志愿者河长，一定程度上为黑臭河道治理提供坚实保障。但是因受工作周期与负荷影响，相关治理技术尚不成熟，实际工作成效与预期存在一定差距，尤其是工作人员对治理过程中涉及的难点认识不到位，因此对相关工程经验进行总结，为其他同类工程开展提供参考成为当前工作的重要内容。

1 城市建成区黑臭河道治理难点

1.1 建成区控源截污任务艰巨

因合流制管线广泛分布于旧住宅区和城中村，不能在短时间内将其拆除，污水到达一定比例后，其与雨水混排进入河流，对河流产生污染，使得水质恶化。在一些问题较严重的地区，恶化情况可能会持续一个多月，附近居民反应很大，但拆除工作却举步维艰［1］。由于旧城区实行雨污分流的成本高、施工难度大，当前仍存在较大数量的雨污合流系统，很多阳台、厨房、改造房的污水没有流入下水道，反而流入雨水管网，进一步造成了雨污合流的污染。福州市2020年管网普查结果显示，现有的管网存在大量的功能性、结构性问题，到调查报告上交为止，全市已完成了90 km2雨水管网的全面普查，管道检测2 310 km，管道功能检测904 km，检测混接点18 228个，有缺陷的管道41 387个，其中下水道输送能力不足，管道堵塞、破损等问题较为显著，污水分流目标难以实现。

1.2 建成区箱涵问题显著

在福州市的38条黑臭河流中，12条箱涵占总比例32%左右，部分箱涵长度达到1 km以上。由于箱涵工程占地面积不足，且其上部建有建筑，所以维修和管理难度较大，开启难度更大。通过CCTV的监测，发现许多箱涵已被堵塞，垃圾堆积，难以治理。在干旱季节，可以通过设置闸门将其截留到下水道中，但是到了雨季，这些垃圾则会流入河道，造成水体污染［2］。

1.3 面源污染控制技术不成熟

由于海绵城市的建设周期较长，没有实施海绵城市的地区，造成的地表径流污染很容易流入雨水系统［3］。即使在雨水系统中增加初雨调节池，但如何通过调节措施来降低地表径流的污染仍是众说纷纭，比如广州的一座深隧初雨调节系统由于受到争议一直没有得到实施。若在合流污水处理系统中加入调蓄技术，也存在用地难以解决，后期维修、管理工作难度大等问题。当前面源污染负荷入河对水体造成影响以及水质模型分析尚处于分析探索阶段。除此以外，由于管养管理的特殊性和管理不到位，导致了雨水管道的泥沙污染、落叶污染、干湿沉降污染等问题也难以有效治理。

1.4 内源污染治理精准性不足

从实际发展角度分析，内源污染造成的影响不可轻视。污水入河、地表径流污染、水体流速低或不流等均是导致水体污染的主要原因。目前，我国的内源污染治理技术上存在着很多问题，比如实施时机掌控不到位、疏浚方法不够科学、没有对淤泥进行分析、盲目地制订防治内源污染对策等，如果不能彻底清除内源或者采用不科学的方法，就会对水体造成进一步污染，需要更长的修复周期［4］。

此外，针对河床底泥面宽、量大的问题，现阶段也没有完善的处置方法，大多是单纯脱水后，运至开阔地带进行堆埋处理，少数采用烧制砖块等资源回收的方式。如果无法对河底淤泥进行妥善处理，二次污染发生概率会大幅提升。

1.5 水动力问题长期难以解决

一方面，城市老城区因为不合理的建设开发，填埋了不少原本水系沟通的河道，造成了很多断头浜（河）没有活水补充，即使控源截污工作已经做到位，也是难以确保河道黑臭现象消除。另一方面，即使水系沟通，但因水利工程调度需要，平常建成区的河道是没有水动力的，相当于死水，再加之生态系统构建不健全，难以确保河道黑臭现象的消除［5］。究其根本，是由于很多城市缺少城市整体的水系规划和调度措施，难以满足正常生态补水需要。

2 案例概述

为深入探究城市建成区黑臭河道治理要点，本研究以福州市螺洲河综合治理工程为例进行具体说明。螺洲河地处福州市螺洲镇境内，依据相关检测记录可知，在治理工程未开始前，螺洲河为轻度黑臭河体。福州市政府为响应党中央号召，要求辖区内各县及建成区积极对区域内水体进行排查，在2017年前完成基本消除建成区黑臭水体要求，到2020年达成各县建成区黑臭水体控制在10%以内，螺洲河综合治理项目即是在此背景下进行。

螺洲河西起白湖亭河，东入乌龙江，全长3 810 m。螺洲河流域包括主河道、四条支流及三条支渠。此次整治的实施范围主要为螺洲河主河道，三条支渠无名河1-3，一条支流螺洲1支河，其余支流为规划河道待远期实施。案例工程主要内容包括以下几方面：①控源截污。新建DN200—DN1000截污管道约6 250 m，新建5座初雨调蓄池，总调蓄容积4 300 m3，新建4座污水提升泵站，总规模8 300 m3/d，新建截流井22座。②清淤工程。清淤河道全长约4 000 m，总清淤量为34 771 m3，回填土方量23 132 m3。③驳岸工程。新建生态驳岸3 804 m，其中螺洲河主河段3 300 m，螺洲1支河504 m。④景观工程。对河道绿线范围内进行景观改造和新建，共涉及范围约60 000 m2。

技术人员在对螺洲河进行实地调查后，编制出综合性治理方案，其主要内容涵盖以下几方面。第一，截污调蓄工程。对其他4条以管涵或桥涵汇入螺洲河的支流进行了末端截污，并将其提升为螺城路主干道，最高污水量为6 900 m3/d；对新建和在建的道路和居民区的雨水出口进行了初期雨水的调蓄，共有6座蓄水池，总调蓄能力可达到5 400 m3。第二，清淤工程。对整个螺洲河和螺洲1支河进行了清淤，需要清理的河道总长约4 000 m，清淤总量34 771 m3（液下方），回填土方23 132 m3。第三，生态补水及闸门工程。为了维持螺洲河水位，增加螺洲河水的动力，新增一处日补水量达到9.36万m3/d的补水泵站；新建高、宽度规格分别为1.5 m与26 m的液压闸1座；除此以外，还对旧闸进行了改造。第四，驳岸工程。为了增强城市的防洪能力，确保城市的行洪安全，对缺少驳岸的河段进行改造，并在螺洲河上修建了3 300 m的生态驳岸；在螺洲1支河段，新建了504 m的生态驳岸和372 m的螺洲2条支流。新增4 206 m的生态驳岸。考虑到该项目涉及内容较多，但篇幅有限，本研究中将重点对其中截污调蓄工程实施要点进行探究。

3 螺洲河截污调蓄工程建设要点

3.1 截污调蓄工程设计思路

治理黑河的先决条件是截污控源，而控制污染的关键是雨水和污水的分流。尽管很多城市已经实行了雨水和污水的分流，但要完全实现两者的分流十分困难。为了尽量减少污水流入河道，必须在有条件的区域实行雨水和污水的分流，并着重注意这些措施的效果，在条件不允许的情况下，必须采用MBBR强化处理、岸上处理、调蓄等应急和临时性的处理方法，并配合相应的技术手段。

对于没有将北阳台厨房污水和南阳台洗衣污水纳入规划的建筑，一般采用改变竖管的去向，保留现有管道作为下水道，将雨水引入阳台和屋顶，使雨水管道与出口保持连通。在不能进行露台改造的情况下，可在竖管末端安装截断器，以降低干季、雨季进入雨水系统的污水［6］。根据相关要求，在厨房和阳台上必须安装雨污系统，雨水和污水分别设置专用的雨水和污水系统。对需要改建和排放废水的门面房，要严格落实排污许可证，在办理营业执照之前，要确保污水不会流入河流或流入下水道。调查结果表明，整治结束后，一些区域的河流水质并没有得到很好的改善。通过深入分析，发现雨水和污水混接现象没有得到根治，在没有真正摸清管网问题的情况下盲目投入大量资金，是无法取得较好的效果的。要实现对污水管网的截污控制，就需要对管网进行全面调查，包括结构性和功能性问题，管道普查主要包括人工普查、超声波检测、QV检测、CCTV监测等。

案例工程中，技术人员为切实保障截污调蓄效果，在实际工作中对施工地点进行实地考察，并在确保污水避开河道、初期雨水视水质进行调控的指导思想下，设计出如下思路。①排污口密集河段汇区域，应采取加强截污+调蓄的措施，增加截污管，集中沿河的污水集中排放，并将其分段引入调节池，使水质得到平衡。截污管道的大小以截断排水孔和确保初期雨水不外溢的尺度来确定；在污水排放较低的中部和下部，利用分散式海绵体植物过滤床对初期雨水进行处理。②对直接排放的分流式排污口，根据地势、管径、高度、纳污能力等因素，考虑接入相应的市政污水管线，在水量较大时在末端设置污水调蓄池，避开高峰期排入污水管道；污水进入城市管网后，对原来的河岸排水管道进行封堵。③雨污混流口，要追溯到雨水和污水混交的上游，确认是否有可能进行改造，在汇流排水口要设置截流井，选择合适的截流倍数，以减少污水的溢流频率。④对分流式雨水排出管，要对其初始雨水是否有污染进行监控，如果初期降雨造成污染，则在排水管口设置一套初期雨水截流装置（定量式截流井），并将其集中到初期雨水处理装置中，经处理后可用作河道补充水源，或设立雨水调蓄池，以贮存初期雨水，晴天分批排放到城市下水道。⑤在有条件的小区，应尽可能地进行雨水和污水的分流，并将其与市政管网相连，从而减少河道旁的排水管。⑥对于现有截污口，可对个别已有的截流井进行改造，增加截流倍数。⑦增设防止河流倒灌及地下水渗入截污管道的措施。⑧使用新型截污器，包括以下开式堰门、自动截流阀等，以避免污水渗漏，河水倒流，装置开启困难等问题出现。⑨在有工业废水排放区，采用混凝沉降装置，以防止其对下水道的不良影响。⑩增设排水口监控设备，对主要排污口的水量、水位、水质、河道水位、河面状况、降雨量等进行监测。

3.2 污水方案设计

通过前期的雨水调蓄和海绵城市的建设，可以有效地解决地面径流的污染；在排水口设置污水处理设备，增加管道的管养疏通频次可以解决雨水管道沉积物污染的问题；通过垃圾收集系统增设可以有效解决垃圾污染的问题；通过增加污水处理设施，集中或禁止处理，可以有效地解决养殖环境的污染，实施精准施肥、建设生态缓冲带、增加河道边治理、改良无公害作物等［7］。另外，减少落叶的种类也能有效地消除树叶的污染；实施定期清洗系统；通过建立水生态系统，对污水进行干湿沉淀，达到净化水质的目的。

案例工程中，技术人员在综合实际调查结果与计算结果后，对污水处理方案做出如下设计。第一，洲尾村的支流是洲尾村东部地区的生活污水，支流两边都是洲尾村的居民，其生活污水主要由单排或散排进入支流之中，支流的汇水面积约4.9 hm²，支流的水量为155 m³/d，截流比n0=3，截流时的雨量为465 m³/d。排水设备出水管DN300，排水管深度4 m，连接污水综合提升泵站，规模为700 m³/d。出水管DN125，倒虹至螺洲河东侧，最终接入环岛路DN500现状污水管道，管道覆土厚度约1 m。第二，排放口28、29上游支河以方岐洲生活污水为主，支流两边汇水面积约1.47 hm²，接纳污水流量为47 m3/d，截流比n0=3，截流前期雨量约为141 m³/d，技术人员在工作中决定在分支和螺洲河交汇处设置一座污水综合提升泵站。渠道截断装置，出水管DN300，重力管线埋藏深度约4.5 m，连接污水综合提升泵站，排水量为200 m³/d，出水管DN200，倒虹至螺洲河西侧，与调蓄池五及污水一体化提升泵站二的出水管汇合，最后与环岛路DN500现有的下水道进行连接，管道覆土厚度约1 m。第三，前锦村生活污水主要集中在排放口19、20、21上游支河，支流两侧汇水面积32.9 hm²，接受污水流量1 042 m³/d，截流比n0=3，在截流前期降水量为3 126 m³/d，技术人员工作中决定在分支和螺洲河交汇处设置一座污水综合提升泵站。排水设备的出水管为DN500，重力管埋入4.23 m，连接污水综合提升泵站，容量为4 000 m³/d，泵站出水管DN250，沿螺洲河东侧的绿线与绿色线之间12 m处的绿化带，最终接入螺城路已有DN1400下水道，管道覆土厚度约为1 m。

3.3 雨水方案设计

对箱涵问题进行有效处理在提升黑臭河道治理方面具有重要意义。但目前国内很多地方在处理箱涵问题上进展较慢。如果开通箱涵，需要解决时间、产权、土地置换、成本、拆迁等问题，如果不打通，就不能解决水源问题，也很难保证截污和控制水源。在期望提高城市发展质量、有一定经济实力的地区，应根据工程建设的需要开通箱涵，恢复水体，以改善滨水环境，恢复生态环境，沟通水系［8］。在不具备条件的地区，为了方便后期养护，应将维护窗开启，采取在涵洞出口处或人河口处设置截污、生态拦截处理措施，以确保污染物雨季旁路处理和旱季不会进入下游河道［9］。

案例工程中，技术人员对雨水调蓄工程做如下设计。第一，螺福路与螺洲一支河交叉口处，现状存在DN500雨水排放口两个，DN1500雨水排放口一个，主要收集该片区内的道路及螺洲安置房小区雨水，雨水排放口处设置截流井，管道汇水面积共26.9 hm²，收集4 mm初期雨水，该处设置800 t雨水调蓄池一座，调蓄池内初期雨水由潜水泵抽送至螺城路下DN1400污水管道。调蓄池配套水泵采用100 m³/h潜水泵，一用一备。第二，香开地产地块内，按照雨水规划，桩号K0+440处规划有一根DN1600雨水管道，收集该片区的雨水，最终排入螺洲河内，管道汇水面积共54 hm²。本次拟在桩号K0+480处设计1 500 t雨水调蓄池一座，收集4 mm初期雨水，调蓄池内初期雨水由潜水泵抽送至螺城路下DN1400污水管道。调蓄池配套水泵采用100 m³/h潜水泵，一用一备。由于该调蓄池是根据规划配套建设，并无现状雨水排放口可接入，故本次设计中，将调蓄池列入远期建设内容，且该规划片区，大多数均为住宅用地性质，在住宅小区建设过程中，应融入海绵城市建设的理念，减小新建住宅小区的径流系数，在未来的建设中减小区调蓄池的建设规模。

4 案例工程其他经验总结

4.1 增强底泥处理科学性

在对底泥进行处理过程中，需要重点关注清淤工作。现阶段应用较为广泛的清淤技术包括干式清淤、半干式清淤、湿式机械清淤等，其适用条件不同，所取得成效也存在一定差异，如干式清淤不适用于雨季，同时河道断流具有明确要求，技术人员在工作中需要依据施工实际情况进行选择。

底泥处理处置之前必须分析底泥成分，合理确定清除深度，底泥中存在重金属时必须保证彻底清除；水下森林种植时还要适当地保留底泥，为种植存活提供保障；此外，为维持生态系统原有平衡要慎重投加化学药剂。必须妥善处理处置清出的河道底泥，可以作为肥料用于苗圃种植，也可制成砖或者适当地填埋；填埋时必须做好环评工作，以防底泥引起二次污染。