以一统河流域治理为例探究河道生态修复机制

胡宝旭

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

一统河是辽河水系一级支流，经谷家排水站汇入辽河，排水面积69.39 km2，流经盘山县陈家镇（郎家村、园林村）、双台子区统一镇（统一村、后腰村、前腰村）、胜利街道（滨河社区、庆华社区）、红旗街道（秃尾村）、辽河街道（新建社区、盛河社区、辽河社区）、双盛街道（曙光社区、宋家村、上稍子村），一统河双台子区境内东起西绕引水总干，南至谷家排水站，河道均宽90 m，河槽均宽41 m。河道长13.1 km。

1 工程现状

1.1 一统河水质现状

一统河双台子区省控考核监控断面为中华路桥断面，上游断面为盘山县的百草桥断面，据2019—2020年上下游断面水质变化情况，一统河在2019 年1 月至5 月和2019 年10 月至2020 年2 月水质较差，主要是COD 超标，氨氮和总磷仅有个别一两个月超标。

1.2 河流污染源现状

双台子区一统河上游河段处于统一村，河流流经村庄农田区，河岸均为自然堤岸，河岸两侧以农田和养殖塘为主。村居民聚集区主要集中在百草河桥至305国道桥段左岸，生活废水直排入河，对河流造成污染。下游河段进入城区，一统河桥至谷家闸段左右岸各修建直立式挡土墙3.71 km。两岸有几个大的泵站：莲花寺泵站、魏家泵站、城北街泵站、谷家泵站和花园小区泵站。雨季时会有部分生活污水通过雨水溢流至一统河内，对一统河水质造成影响。

2 河道问题分析

2.1 水环境问题

一统河水质有机物含量高，水体浑浊，悬浮物及色度较高，水体微生物含量小，水体自净能力差。河道上游农业、生活污水直排，水质承载压力大，导致枯水期双台子区段水质监测不达标；河道内有散布垃圾，水生植物长期无清理，腐烂严重。

一统河周边的农田、村庄、企业污水随雨污河流管道入河，污染河道水质现状，对周边居民生活环境造成影响。

2.2 水安全问题

一统河河道内淤堵严重，沿线生产生活垃圾倾倒，建筑物和农田侵占河道；已有堤防被农田侵占或被取土造成缺失；部分河岸被冲刷导致塌岸，以致河道行洪能力严重不足，威胁两岸居民安全。

2.3 水生态问题

河道淤泥严重，淤泥深度大约1 m，城区两岸有较大的市政泵站，因河道常年未清淤，严重影响河道的生态环境和自净能力；部分河段由于内源污染导致的水质变差，河道水质状况不容乐观，生态修复和生态水系建设任重道远。

2.4 水资源问题

水资源不足，水体流动性差。河道水环境质量较差，无稳定补水来源，河道长期处于断流或干涸状况。

3 工程总体方案

3.1 工程总体目标

根据对双台子区河流水环境质量及污染源情况的全面分析，制定针对性的水污染治理及生态保护措施，全面确保一统河河流水质COD、氨氮、总磷指标达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅳ类标准，大幅削减入河污染物总量，有效提升一统河河道环境承载力和一统河河流生态环境。

3.2 工程总体思路

坚持“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”，牢固树立底线思维、问题导向，以深化改革为动力，加大力度推进水利基础设施的建设以及水生态文明的建设，加大力度推进科技创新和信息化建设，加大力度推进依法治理水资源，加大力度推进行业能力建设，加快对现代水利的建设步伐，进一步提高水安全保障能力，为建设富庶、文明、幸福的现代化港口城市奠定坚实基础。

为了改善双台子区辽河流域生态环境、提高河道防洪能力，本次工程结合盘锦市城市发展理念，对河道进行综合整治，通过将景观工程和河道治理工程相结合，将自然科学与人文科学相融合，打造现代化河道景观体系。改善一统河流域的生态环境，美化周边景观，给沿线群众提供一个休闲的场所。

3.3 工程总体技术方案

一统河河道治理基本技术路线：通过河道内源治理工程，修复河道原有泄洪断面，保证排水畅通；通过外源污染防治工程，拦截外源污染物进入河道，减小对河道水质的污染；通过原位生态修复工程及措施，增强水体自净能力，进一步改善河道水质。采用以上技术方法，综合提高河道的防洪能力，保障区域防洪安全，增强河道净水能力，改善河道水质，兼顾改善河流生态环境。

4 工程建设方案

4.1 控源截污工程

4.1.1 沿河排口情况

一统河沿河共有排放口31 个，其中企事业单位排污口2 个、企事业单位雨排口2 个、市政雨洪单一排口10 个、市政雨洪混合排口4 个、污水集中处理设施排污口2 个、农田退水口7 个及其他排口4 个。

4.1.2 沿河排口截流

辽河双台子区支流河系水环境综合治理项目（一期）拟对一统河与双绕河交汇口至六里河桥段、一统河中华路桥上游100 m至谷家闸段沿线排口进行截流，沿河敷设截污管道收集排污口污水及初期雨水，分段就近接入市政污水管网。

一统河沿河排口中位于中华路桥断面上游存在2个污水处理设施排口，现场不具备截流条件。为了保证一统河水环境整治效果，要求排口权属单位华锦集团对所属污水处理设施进行提标改造，出水水质要达到地表IV 类水排放标准。

4.1.3 农村雨污分流

经现场踏勘了解，一统河存在2 处典型的点源污染，即前腰村、后腰村居民产生的生活污水，其未经处理通过沟渠直排进入一统河，造成一统河河流水质污染。针对前腰村、后腰村污水直排入河的问题，需对其进行统一收集处理后达到入河标准后进行排放。

前腰村、后腰村没有建设完善的污水排放管网，居民居住相对集中，地势平坦，具备管网施工条件，但距离市政污水管网较远（2 km 范围以外），从经济性和技术性考虑，前腰村和后腰村均不适合接入市政管网，可选择采用集中式治理方式。本工程拟在前腰村、后腰村新建污水管道，污水收集后通过一体化污水处理设施处理后达到一级B 排放标准后排放入河。

4.1.4 小型污水处理站

根据前腰村、后腰村居民产生的污水量及村庄各自然屯的分布情况、每个屯住户居住特点，新建一体化A2O 污水处理站13 座，处理总规模为180 m3/d，出水标准为GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B 标准。

4.2 内源清淤工程

依据推求的现状水面线与现状堤顶的相对关系，在确保采取局部加高堤防的前提下，通过试算确定河道典型断面，再与相应现状河道断面叠合，从而确定该断面的清淤面积及范围。

一统河清淤范围为一统河与双绕河交汇口至六里河桥段、一统河中华路桥上游100 m 至谷家闸段，总长度2 km。首先依据河道内建筑物现状的阻水或壅水程度，综合考虑建筑物自身的功能、质量及安全状况，结合清淤及局部加高堤防等工程措施综合运用，通过3种工程措施组合运用比选，确定经济、合理、实用的清障工程范围。根据现场实地踏勘，一统河底泥平均深度约为0.5 m，水面宽度约为40 m，按此计算，清淤量为40 000 m3。河道清淤的污泥一般含水率较高，且鉴于本工程淤泥量较多，考虑长距离运输会产生二次污染，且大大增加投资，因此本次清淤污泥暂定进行脱水处理后，送至盘锦市垃圾填埋场进行卫生填埋。

4.3 堤岸防护工程

4.3.1 堤防标准

依据水利部门规划，一统河段防洪标准为10 年一遇。

4.3.2 堤防加固工程方案比选

依据确定的河道防洪及排涝标准，经水利部门判断现状河道过水断面不能满足防洪及排涝要求。可采取以下工程措施：①加高固堤及岸坡整治；②清淤、清障、恢复或扩大河道断面，降低水面线，岸坡整治；③清淤、清障，局部加高固堤及岸坡整治。综合考虑该河道现状断面、加高复堤征地难度及工程投资，确定以清淤、清障为主要整治措施。

4.3.3 河岸整治工程

河道岸线的整治一般包括河岸梳理、河岸修整、河岸新建、植物护坡等。一般可分为以结构加固为主类型、以生态修复为主类型、以营造景观为主类型、综合类型等。

护岸设计的原则为安全性、生态化和自然化。应根据地形及河流的生态需求和自然特点要求，一定程度上保持河道的自然流态，减少对河道的破坏。河岸整治工程的方式应按照因地制宜、就地取材的原则，根据地形地貌的不同分布情况，通常就地取材并通过分析工程造价、对环境的影响等因素综合比较确定。结合一统河水流流速较慢、水量较小的特点，本着满足安全防护功能要求为主，生态功能为辅确定一统河以自然堤岸防护为主。

4.4 原位修复工程

水体流动性及溶解氧水平是确保水质净化措施切实可行的基础，通过原位处理技术，实现水体流动、提高溶解氧水平，以快速达到水质目标并维持长期稳定。主要措施包含生态浮岛、人工曝气等。

生物基处理带一般应用于水源预处理，能够形成生物膜，从而有效拦截外域污染物进入水体，达到净化水质的目的。且设施设置于水下，不影响河道景观。

一统河中华路桥上游100 m 至谷家闸段采用生态浮岛和人工曝气2 种处理技术实现水体流动，提高溶解氧水平，以快速达到水质目标并维持长期稳定。

考虑到中华路桥的景观效果，在中华路桥断面上下游各100 m范围内布置生态浮岛及潜水型曝气喷泉。其余水面设置普通增氧曝气设备以确保达到水质净化目标的前提下减小工程投资。

4.5 生态缓冲带工程

4.5.1 生态缓冲带建设

生态缓冲带为地势较为平缓的植被区，通过土壤的下渗作用以及植物适当减缓地表径流流速，并在此过程中去除污染物。通常情况下很窄的生态缓冲带就能去除数量相当可观的污染物。

4.5.2 生态环境营造

结合盘锦市谷家湿地优势物种群筛选动、植物群落，通过陆生植物、挺水植物、沉水植物的丰富，形成完整食物链，构建健康的生态系统。

4.6 智慧管理工程

4.6.1 水质自动检测站

水质自动监测站作为河道智慧管理的重中之重。根据工艺流程，水质自动检测站的设置应满足SL 219—2013《水环境监测规范》中的采样点布设要求。

水质自动检测指标一般包括水温、河流pH 值、河流溶解氧、六合电导率、河流浊度、河流化学需氧量、河流总氮、河流氨氮、河流总磷等。相关监测单元的分析方法应符合国家或行业技术标准所规定的有效方法。监测仪器具有基本参数储存、自动清洗与标定、状态值查询、故障报警及故障诊断、断电保护和自动恢复、自动连续或间歇监测、密封防护和抗电磁干扰等功能。

4.6.2 沿岸视频全覆盖

为提高现场检查的针对性和时效性，节约执法人力资源和成本，便于掌握湿地全域动态，设置沿岸视频全覆盖系统。

将室外型高清球型网络摄像机作为视频监控终端，配置高性能多媒体处理器、存储卡，支持多种视频、音频编码协议，摄像机集视频采集、图像处理、视频传输、视频存储、视频管理功能于一体。

4.6.3 移动数据采集终端

移动数据采集终端设备接入水质自动检测站及户外摄像机实时数据，通过4G（5G）移动网络、物联网或有线网络传输至谷家湿地水质监测中心软件平台。数据采集终端设备采集精度需符合相关标准要求，并具有断电自动保护历史数据和参数设置的功能。采集控制单元应具备数据存储能力，并具有一定数量的备用控制点和可扩展性。输出传输单元应支持通过有线、无线等多种方式与局域网或广域网连接，具备对子站通信链路的自动诊断功能；需采用具有校验功能的通信协议和必要的加密手段，保证数据传输的安全。

监测中心软件平台基于水环境功能区划、水质、污染源、水文、污染通量等数据，汇总水环境现状、水环境管控目标、水环境容量、入河排污口、水污染排放清单、水污染溯源及贡献率，建立动态可视化综合管理统一门户，满足不同用户的不同查询需求和分析需求。

5 结论

为恢复一统河原生态河道风貌，保障一统河水安全，提升水环境质量，采用外源污染治理、内源污染治理、原位生态修复等工程措施十分必要。研究认为，实施这一系列工程措施对于提升防洪排涝功能、改善河道水环境质量、改善景观品质非常有用，也是可行的。另外，对一统河河道日常管理十分重要，需要建立相应的运行维护管理制度、定期监测制度、水量管理制度及生态管理制度，保证工程投入的运行效果[1]。