苏北平原典型地区河道水质提升与水生态修复浅析

施晓欢 张 磊 陆洪亚

一、背景

近年来，随着“水十条”的发布以及对水环境整治要求的逐步提高，国家在区域水环境整治方面进行了大量的工作，整体水环境质量不断提升。本文对苏北平原典型地区宿迁市吴集镇水环境现状进行调查分析，从河道水质提升角度，以解决实际水生态环境问题为目的，通过对水系进行综合生态环境治理，达到净化水污染物，整体提升区域水质，恢复区域水生态功能的效果。

二、区域水环境现状调查分析

（一）水系整体水质状况分析

根据近期河道水质资料调查，区域水系主要以有机污染为主，主要污染物为CODcr、BOD5、氨氮和总磷。目前吴集镇镇域范围内河道实测主要污染物为总磷和氨氮、高锰酸盐指数，部分监测时段出现水质不稳定情况，主要在排口处，且河道富营养化趋势明显。

（二）水质生物指标调查分析

水生生物调查是河道富营养化调查中的一个重要内容。水生生物的种群组成、数量变动及群落结构与功能的变化，反映了河道的营养化程度。

1.浮游植物

区域水体雨季未呈明显的蓝绿色，水体中蓝藻、绿藻、浮萍等浮游植物相对丰富，但未形成优势爆发种群。这主要考虑目前水系连通周边航道，泥沙含量较高，浊水态不利于浮游植物光合作用和生长。

2.沉水植物

沉水植物对河道中氮、磷等污染物有较高的净化效率，可固定沉积物、减少再悬浮，降低河道内源负荷。但区域内仅局部水面可见沉水植物。

3.挺水植物

挺水植物能增加生态系统多样性和稳定性。吴集镇水系河道均为硬质护岸，滨水生态系统割裂，无自然坡岸，不利于近岸挺水植物生长。根据实际调查，吴集镇河道内鲜有挺水植物生长。

4.底栖动物

经调研，水体中仅发现少量螺类，证明水体已达到一定的富营养化程度。通过河道水生态系统的功能得到改善，实现河道生态系统中物质循环和能量流动良性机制，是一种有效的修复手段。

5.鱼类

在环境因子的影响下，鱼类会产生各种适应性变化，其作为高营养级群落对于其他类群的存在和丰度有重要影响。经调研，水体中以河鲫为主，少见食肉性鱼类，种群相对单一，不利于河道富营养化控制和河道生态系统修复。

三、水质提升与水生态修复难点

根据河道的现场踏勘和断面水质的取样化验分析，面临的问题如下：

（一）局部区域水体水动力不足

区域内的河道属于平原河网圩区，上下游区分不明显，进出水依靠水闸抽水泵调控，区域河道桥、涵数量较多，水工构筑物两侧靠近河岸处往往存在水动力不足的区域，容易停留枯枝、柳絮等悬浮物，藻类浮萍也容易在范围内快速生长，成为引发整体河段藻类爆发的源头。

（二）初雨、渗污、溢污等外源污染亟需原位阻截净化，保护水质不受影响

区域内河道两岸存在不少住户，沿线有零星的岸坡污水渗出点，且现状情况下无法对管道等局部漏损进行修补。虽然这些点位在非雨期水量不大，但是水动力的相对缺乏和脆弱的水生态环境足以引起局部河段水质的反复和恶化。因此，需要对岸坡雨污渗出点、溢出点的初雨和雨污水等进行原位高效的拦截与深度净化处理，保护河道水质不受外源污染，提高河道内水质的稳定性。

（三）底泥释放等河道内源污染需要持续净化，强化河道自净能力，维持河道水质稳定

由于河岸的硬化，水（岸）生态系统遭到割裂和破坏，城镇河道水环境容量及自净能力严重不足，长期以来河道沉积物不能被消纳，最终产生内源污染。因此，考虑弥补常规河道水力清淤的不足问题，需要采取长效稳定且生态化的河道内源污染消除的技术方法，持续不断地净化内源释放的污染物，并改变河道底质厌氧的现状，逐步在河底淤泥表面形成兼氧-好氧型的土著微生物絮体覆盖层，削减底泥释放速率，达到稳定消除和控制底泥释放的效果。

（四）区域生态系统退化，水生态需要重构，增强水生态弹性，恢复良好水生态功能

区域水生态问题比较明显，主要体现在水生态系统退化。河道两岸面貌景观整体较差，呈现“光秃秃”的景象，生物多样性下降，水生动物、鱼类、浮游植物、浮游动物、土著水生物种丰度显著不足。清水种较少，耐污种较多，藻类浓度较高，叶绿素浓度较高，生态系统的稳定性不足。从现场调研情况分析，目前河道内的植物仅存在少量挺水植物和沉水植物，水生动物以少量河蚌、螺蛳和鲫鱼为主，生态系统物种单一，多样性和丰富度较差，没有形成较好的水生态系统，不能有效促进营养物质和污染物的迁移转化，导致河道水污染物负荷积累，生态系统退化陷入恶性循环，最终影响水质和生态服务功能。

四、设计思路

本次设计思路分为三个方面：

（1）采用低影响开发净污技术，消除河岸渗漏、溢流、初雨径流等污染源对河道水质的不利影响。

（2）通过生态技术，持续降解河道内源污染使得水质得到提升，减少底泥的污染释放。

（3） 构建恢复河道水生态，使水质得到稳定保持，水生态功能得到恢复。

采用原位生态围隔、高氮磷吸附新型人工湿地等生物修复技术方法，辅助结合人工湿地、曝气增氧、生态浮岛等措施，加速河道内氨氮、COD污染物的快速降解，增加水溶解氧浓度，使得水质能较快达标和提升。

针对沿河岸渗漏点等入河污染负荷，采用净污设施、配合原位生态围隔技术，因地制宜，经济合理地布置于沿河渗出点和溢流点。净污设施采用氮磷高效吸附填料布置于渗污点、排污口、雨水排口，对入河污染和初期雨水进行有效拦截和消除。同时，将原位生态围隔布置于部分河道沿岸，采用具有高生物亲和性与比表面积改性生物填料，能对河道内的氨氮和COD起到有效降解作用，缩短初雨污染物入河后河道水质恢复所需时间，对增强水体自净能力，维持河道水质水生态，具有明显促进作用。

此外，采用定植河底沉水植物、浮叶植物、构建水岸贯通带等生态修复措施，起到恢复水陆生态功能，达到保障和提升水环境修复效果、增强水体抗污“弹性”，恢复良好水生态功能并获得较好的生态景观效果。构建河底水中森林，覆盖浅水区域河道；定植水岸贯通植生带和生物巢挺水植物带，并设置浮叶植物。

五、结语

苏北地区吴集镇周边已有较好的区域性水生态环境改善工程措施，通过实施河道渗水溢污的原位净化，河道水质提升和生态修复等措施，能从源头阻断污染物进入水体，同时河道内加强生态自净能力，修复和提升区域水环境，恢复区域水体生态功能，这些经验可以为平原地区其他城镇河道类似项目的设计施工提供参考■