海安市新华河生态修复工程

2024-03-09翟姝瑾潘伯宁尤永恩郭晓正

大众标准化 2024年4期

翟姝瑾，潘伯宁，尤永恩，郭晓正

（中机国际工程设计研究院有限责任公司华东区域中心，江苏南京 210000）

城市水体是城市生态系统的重要组成部分，其主要功能有排水、分流、蓄水、防洪、防涝、渗补地下水、蒸发缓解热岛效应、滋润净化空气等。随着城市经济的快速发展，基础设施建设的不足逐渐暴露出来：沿河污水排口直排污水入河、地表面源污染随雨水径流进入河道、雨污分流不彻底导致混流污水排河、污水管道破损渗漏等，导致河道遭受到越来越严重的污染；加之河道护坡硬化，破坏了原有的水体生态功能，水体的环境容量和自净能力严重下降，很多城市河道不同程度地出现了黑臭及富营养化等问题。另外，水体流动性不足也会加剧水体水质的恶化。为了有效治理河道污染，需要采用一系列措施，改善河道的生态环境，恢复水体的自净能力，实现人与自然的和谐共存。文章以海安市新华河生态修复工程为例，研究河道污染治理方案，供有相似问题的河道整治参考。

1 河道概况

1.1 河道水系

新华河北端通新通扬运河，南端连通扬运河，全长约2.3 km。西起草坝支路实验中学大门北侧，北至丹凤涵，东至酒厂闸，南至如意河南涵。处于新、老通扬运河之间，兼具景观和排涝功能，新华河周边地面高程3.5～4.6 m，河道水位高程2.0～2.5 m（1985国家高程系）。河道现状宽度15～45 m不等，河水深度为1.0～3.0 m。

新华河与新通扬运河连通的水闸处于常闭状态，新华河的水无法北排；同时，新华河东西两端的水闸处于常开状态，河水常年与通扬运河连通，两条河水位相等，河水缺乏流动性。新华河水系图见图1。

图1 新华河水系图

1.2 河道水质

为了解水质情况，项目组于2021年12月的中旬与下旬，在新华河的4个点位（1新华实验中学后、2白鹭塘、3新安桥附近、4如意河段新华东路附近）分别进行采样及水质分析。经过水质检测发现，新华河的水体COD、总磷及氨氮等指标均超过地表水Ⅴ类，污染程度已达到劣五类水标准（氨氮＞2 mg/L，总磷＞0.4 mg/L）。见表1。

表1 新华河水质检测结果

1.3 污染源分析

根据现场调查，河道污染源主要有以下两种：一是新华河处于城市繁华地段，雨水地表径流携带油脂等污染物进入河道，污染物会在底泥中淤积，形成内源污染；二是沿线部分小区雨污分流不彻底，仍存在污水直接排河的现象。

1.4 主要的水环境问题

经过梳理，新华河水体存在的主要问题有：①外源污染风险大。新华河沿线雨污分流不彻底，仍存在污水直排入河现象，导致水体指标超标严重。②地表径流携带的污染物在河道底泥中积累，内源污染有恶化趋势。③新华河河水缺乏动力，水体交换和自净能力弱，加剧了水质恶化程度。而且河道多为硬质驳岸，生物多样性低，水体生态系统退化，也削弱了水体的自净能力。

2 河道生态修复常用技术

河道生态修复需要根据水体污染情况，综合运用多种手段去除水体污染物、提升水体自净能力、恢复水体生态平衡。常用的方法如下：

2.1 物理方法

（1）曝气充氧复氧。河道富营养化导致水中的溶解氧含量降低，水体的自净能力下降。对此问题，可利用工程手段增加水中的溶解氧，如在河道中修筑跌水、瀑布等水工构筑物或者在河道中设置人工曝气装置。其中设置曝气装置是目前使用比较广泛的措施之一，常见的方法有鼓风机曝气、潜水射流曝气及表面曝气。

（2）引水活水。对于流动性欠佳的水体污染，可以调度其他水体的水量，通过增大河道流量和流速的方式，增强水体流动性和自净能力。

2.2 化学方法

在富营养化严重的水体，投加化学除藻剂、杀藻剂等化学药剂抑制藻类生长或去除藻类；为减少水体中的氮、磷含量，还可以向水中投加混凝剂并形成沉淀，将氮、磷固定在底泥中。

2.3 生物方法

（1）植物修复。植物修复是在水体中种植不同类型的植物重塑水体生态系统的修复方式。植物修复充分利用植物根系对水中氮、磷、重金属及有机物的吸收、吸附能力，去除水中的富营养成分、重金属和有毒物质；同时植物生长还能够抑制藻类生长，并且能够为水生生物提供栖息场所，保护水环境的生物多样性。

（2）动物修复。向水体中投放浮游动物、贝类、鱼类等以藻类为食物的动物，利用动物食物链原理减少藻类数量，降低水体氮磷含量，净化水质。

（3）微生物修复。根据河道污染程度，向水体和底泥中投加微生物菌剂，可以改善水中原有微生物群落结构，对河道中各种污染物的降解、氮磷等营养元素的循环和固定能起到重要作用，并且能提高河道的自净能力，恢复河道生态功能。

3 河道生态修复方案

针对新华河存在的水环境问题，本工程综合运用物理方法、化学方法及生物方法对水体污染进行综合治理。方案如下：

3.1 点源污染治理

整改现状雨污混接排口；封堵河道东侧小区4处污水直排口，并沿河边道路新建污水管道，将污水收集送入市政污水管网。

3.2 面源污染治理

缓冲带生态修复后可作为海绵体截流一部分初期暴雨径流，对面源污染控制有一定效果。根据河道雨水口水量的大小，沿每个排水口设计1个小型雨水排口生态缓冲消减系统。外围用生态格宾石笼箱组成环形，上部种植水芹，有效捕集吸附水中营养盐。环形中部填充透水型填料，主要为陶粒，以尼龙网带装于石笼网箱内，底部填充卵石或块石。下层石料用于压住河床底部，中层陶粒吸附水中杂质。雨水经过该系统的初步过滤净化后排入河道。

3.3 内源污染治理

河道淤积，除直接影响河道的蓄水功能和引排能力，其底泥会释放N、P等污染物，底泥还是越冬蓝藻种源的栖局场所，会加剧水体富营养化，加重水环境的恶化。因此，有计划、有重点地进行清淤疏浚很有必要。考虑到新华河近期已经进行过清淤，建议采用原位处理淤泥的方法，投放底泥改良剂。改良剂主要成分为生物菌，菌剂与底泥混合后，通过氧化还原作用、水解作用等对有机物进行分解；微生物分泌的胞外酶可将有机污染物分解成小分子物质进入细胞内，由胞内酶降解。

3.4 提升水体动力

新华河目前仅与通扬运河相连，且两条河的水位高度相同，导致新华河水体缺乏流动性。由于长期缺乏流动性，污染物在河道中不断积存，严重破坏了水体的自净能力和生态系统。为了从根本上解决水质问题，除了采取控源截污等治理措施外，尚需从水动力方面考虑，解决水体流动性问题。增加水流速度，有利于水体复氧，强化好氧微生物降解，进而达到提升自净能力及环境容量的目的。

本工程改造现状2座闸门、增设穿墙提升泵，对新华河进行补水活水：加宽现状草坝涵闸闸槽，放入一体化闸泵，利用穿墙提升泵自南向北引通扬运河水进入新华河；保留丹凤涵北侧闸门，拆除南侧闸门并新建一座一体化泵闸，通过穿墙提升泵的机械提升，将新通扬运河水引入新华河。增加引水点后，新华河的河水将整体呈自西向东的流动状态，最后从如意路暗涵排入通扬运河，实现提高水体流动性的目的。

除了引水增加水体流动性外，本工程还利用太阳能水循环复氧设备增加水体的扰动，使水体纵向循环流动，实现了对深层水体的复氧。