南北厅水系生态清洁小流域治理对策

2023-11-17张琳琳

城市道桥与防洪 2023年10期

张琳琳

[上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092]

0 引言

党的二十大指出必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，站在人与自然和谐共生的高度谋划发展。坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。

2020 年以来，上海市大力推进“河湖通畅、生态健康、清洁美丽、人水和谐”的生态清洁小流域建设，普陀区批复了《上海市普陀区生态清洁小流域建设规划（2021-2035）》[1]，规划将普陀区生态清洁小流域总体布局为“1+2+10”，即1 个生态清洁小流域，2个治理单元，10 个治理分片，本文研究的南北厅水系为其中一个治理分片，地处普陀区桃浦镇西南，东至新槎浦，南至沪嘉高速，西侧、北侧至普陀区区界，见图1。

图1 南北厅水系区位图

1 南北厅水系现状

本次治理范围为南北厅水系位区管及以上河道，主要河道包括三面浜、月湾浜、南北厅、横塘河、西走马塘，河道规划要素见表1。

表1 南北厅水系河道规划规模要素表[2]

1.1 河道现状

根据现场踏勘和测量资料，南北厅水系河道普遍存在河道护岸硬质化、生态性较差的问题，同时河床淤泥平均厚度在0.5～1.7 m 范围内，结合河道实际需要进行清淤，见图2。

图2 南北厅水系护岸结构

1.2 水质现状

根据水质调查资料[3]及2020 年12 月～2022 年1 月的实测资料，南北厅水系的现状氨氮、总磷、溶解氧等指标为Ⅳ到Ⅴ类，无法满足稳定达标地表Ⅲ类的要求，见图3。

图3 南北厅水系水质实测数据

图3 生态护岸结构图（单位：mm）

1.3 水生态现状

根据现场踏勘，南北厅水系两岸生态空间本底整体良好，但滨水步道破败、贯通性差，直立驳岸缺乏吸引，斑块林带、植物零散、空间不整体。

2 治理目标

根据普陀区生态清洁小流域评价指标要求，南北厅水系目前主要在水质评价指标、河湖面积达标率指标、林草面积占比指标需要进一步提升，结合最新上海市河道水质考核要求为地表Ⅲ类水，现状河道与目标河道水质有一定差距，见表2。

表2 南北厅水系生态清洁小流域现状不达标情况

3 污染源分析

经过分析，南北厅水系主要面临溶解氧、总磷、氨氮超标地表Ⅲ类水，水体透明度低，水生态系统单一等问题，分析其水质超标主要原因为外水汇入、初雨地表径流、内源污染释放，结果导致水体水质氨氮、总磷、溶解氧超标、水体透明度低、水生态系统受损。

（1）外部来水

南北厅水系属于开放水体，外区河道污染物排放情况、河道治理情况直接影响本区域河道水质。经调查，随着外区生态清洁小流域的建设，外部来水水质逐年提升，有利于南北厅水系的水环境改善。

（2）初雨地表径流

南北厅水系周边地块雨水排水体制采用缓冲式自流模式，初期雨水可以直接通过雨水管网、河道两侧坡面自流入河，面源污染直接入河。

（3）内源污染释放

南北厅水系流动性较差，实测表明底泥淤积明显，底泥中的污染释放不可忽视。

4 治理思路

通过南北厅清洁小流域整治，提升流域水系水质，恢复部分河道水生态，重点解南北厅水系水质问题，实现南北厅清洁小流域水质从支流到主干河逐步提升，打造出水清、河畅、景美的生态河道。通过减少雨污混流、初雨地表径流污染实现外源污染控制；通过底泥清淤减少内源污染改善基底；通过河道水质强化净化和降浊活水，提升河道水质，改善水体透明度；最终，恢复整个河网和生态系统自净能力。

5 治理措施

遵循上述治理思路，具体实施三大措施，包括河道工程措施、水环境生态工程措施和绿化提升工程措施。

5.1 河道工程措施

为了有效消除內源污染释放，依据水利规划，结合现状两岸地形及测量断面，按规划断面要求对南北厅水系内5 条河道进行疏浚，清理底泥扩大河道生态库容，疏浚河道长度4.76 km，疏浚方量41 041 m3。

同时，针对生态防护功能较差的岸段，以及未经整治的河道岸坡虽具有一定的生态性，但缺乏有效的防护的岸段，在兼顾安全的前提下，对已建护岸采取生态防护功能提升措施，对未经整治的岸段新建生态型护岸，改造护岸长度2.01 km，见图3。

5.2 水环境生态工程

（1）初雨地表径流污染控制

为了解决初期雨水入河对河道水质的冲击，在河道沿岸雨水排口处设置填料净化床，控制自排区初雨地表径流污染。填料净化床表面种植水生植物，可调蓄初期雨水功能，且通过吸附性填料的过滤、吸附和植物根系的吸收可以大大降低雨水中的重金属、油污、TSS、氮、细菌等的含量，净化雨水中多种污染物。

（2）河道水质净化一体化设备

目前南北厅水系水质超标的主要问题是水质系氨氮、总磷、溶解氧超标、水体透明度低、外部来水水质差、水体流动性差、污染累计在河道中难以排出。为解决水质超标、水体透明度低、沉水植物难以恢复的问题，在南北厅沿河绿地设置气浮工艺一体化净化设备处理，通过一体化泵站引河道水体进入设备，设备净化后出水排入水体。

（3）河道原位强化净化措施

针对南北厅水系氨氮、总磷、溶解氧超标、透明度低的问题，采取曝气增氧、仿生水草等河道原位处理措施，强效去除水体氨氮、总磷等污染物质，辅助河道除磷材料、改善水环境容量，提高水体净化能力。

研究表明，沉水植物只有在实际水深小于或等于光补偿深度的水域，才有可能生长，在浅水区域，水体透明度达到水深的1/3 左右，沉水植物才能生长[4]。但是，南北厅水系主河槽水深较深、河道水体浊度大，水体透明度低，不适宜大规模的沉水植物生长。通过采用仿生水草作为生物接触氧化池填料，在微气泡曝气环境下处理仿生水草具有较强的生物富集能力，生物活性、硝化细菌数量和硝化菌群的平均相对丰度均明显增加[5]。在水体前期修复，透明度较低的阶段，仿生水草结合合理的曝气结构，驯化并增强河道原位微生物群落，从而强化微生物对水体的净化。

考虑到单纯依靠仿生水草、曝气增氧对总磷去除效果有限，本次在河道水体流动性不大，能形成相对封闭区域的河道采用除磷材料进行河道总磷强化去除。

（4）河道水生植物恢复措施

针对南北厅水系水体部分河道水体透明度低、水生态系统缺失问题，在外源污染控制和水质提升的基础上，进行水生态修复。根据整个水系的河道特点，将本工程项目区内水体类型分为中小河流、断头浜和相对封闭水体两大类。

首先，对河道底底泥采用消毒、活化改良等措施；其次，为了减少沉水植物恢复的外部影响，保证沉水植物初期成活率，采用生态软围隔作为水生植物恢复的临时辅助措施；再次，通过投放浮游动物滤藻虫以及以微生物为主的生物制剂，进行水质调控，提高水体透明度以保障沉水植物生存条件；最后，在上述基础上进行沉水植物为主的水生植物恢复。