劉 昊

（中國電建集團成都勘測設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610072）

0 前 言

潮汕地區(qū)范圍內(nèi)水系縱多，水體相對封閉，河道在枯水期存在著河流水位較低且無活水注入的問題，同時水系周邊人口密集，受城市污染排放影響嚴重。因此河道水質(zhì)惡化現(xiàn)象普遍存在，部分水體黑臭問題突出，嚴重制約了該地區(qū)的城市發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)。

1 黑臭水體成因分析

根據(jù)國內(nèi)外的研究，導(dǎo)致水體黑臭的污染物主要來源為點源污染、內(nèi)源污染及面源污染，其中點源和面源污染是水體黑臭的主要原因［1］。根據(jù)AJIOKAJ等人研究表明，有機物污染、氮磷污染、底泥懸浮、微生物代謝以及熱污染等，均有可能導(dǎo)致水體的發(fā)黑發(fā)臭［2］。同時根據(jù)于玉彬的研究表示，水體黑臭的直接原因為水體溶解氧不足所導(dǎo)致［3］。另一方面，河道自然生態(tài)破壞嚴重，自我恢復(fù)能力差，導(dǎo)致水體自凈能力下降，亦是導(dǎo)致水體黑臭的重要原因之一［4］。

潮汕地區(qū)某河流域主要由12條支流組成，流域面積約為44.44km2，涉及人口約12.33萬（截至2020年），水域面積約為28.75萬m2。按照《城市黑臭水體整治工作指南》和GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的水體分級標(biāo)準(zhǔn)，對某河流域內(nèi)12條支流的水質(zhì)檢測報告（2020年1月）進行分析，流域內(nèi)12條河流的水體等級分布情況見圖1。

圖1 水體的等級分布

從圖1可知，共有8條河流為重度黑臭水體，3條河流為輕度黑臭水體，1條河流為Ⅴ類水體，輕度和重度黑臭水體占比為91.67%，總體而言該流域的12條支流水體污染嚴重。同時對河流黑臭的4個指標(biāo)（透明度、氨氮、溶解氧、氧化還原電位）進行分析，具體情況見圖2。

從圖2可知，以河道不黑不臭為標(biāo)準(zhǔn)，透明度不達標(biāo)的河流有12條，氨氮不達標(biāo)的河流有11條，溶解氧不達標(biāo)的河流有7條，氧化還原電位不達標(biāo)的河流有5條。由此可知，透明度和氨氮不達標(biāo)是某河流域水體黑臭的主要原因。通過相關(guān)研究說明，透明度不達標(biāo)往往是河道底泥淤積較厚，受到水流沖擊后，揚起細小顆粒懸浮物所導(dǎo)致［5］。氨氮不達標(biāo)主要是因為點源、內(nèi)源及面源的污染所導(dǎo)致。

圖2 黑臭水體指標(biāo)分布

通過全面的摸查和溯源工作，發(fā)現(xiàn)某河流域內(nèi)的污染主要為點源、內(nèi)源及面源污染。

（1）點源污染。某河流域內(nèi)的點源污染主要包括生活污水、工業(yè)污水、污水廠三種。

生活污水主要來源于流域范圍內(nèi)的21個村落和社區(qū)。主要問題有：①村落和社區(qū)周邊存在部分市政污水管道建設(shè)尚未完成；②村落和社區(qū)內(nèi)已建設(shè)的管網(wǎng)存在淤積堵塞、破損脫節(jié)等問題；③南方住戶多沿河而居，習(xí)慣將污水直接排入河流。據(jù)統(tǒng)計，流域內(nèi)的DN50～600mm的排口共計178個，各種暗涵共計17處。

工業(yè)污水主要來源于家庭式小作坊、小門店、加工廠等，通過調(diào)查，存在10多處的工業(yè)污水沒有得到有效收集。

流域范圍內(nèi)建有12萬m3／d的污水處理廠1座，收集該流域內(nèi)及周邊的污水。但是通過2020年1—12月的污水處理廠數(shù)據(jù)顯示，該污水處理廠的平均日進水量為14.83萬m3／d，因此日進水量已經(jīng)超過污水廠的處理規(guī)模，導(dǎo)致部分污水無法得到有效處理。

（2）面源污染。通過調(diào)查流域范圍內(nèi)無規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖和大規(guī)模農(nóng)業(yè)區(qū)域，固面源污染主要以降雨前8mm的初期雨水中的地表污染物為主。

（3）內(nèi)源污染。由于河道長期缺少清淤維護，導(dǎo)致水中大部分污染物將沉積在底泥中，在一定條件下，底泥中的污染物又會被釋放出來進入上覆水體中。根據(jù)王旭等人的研究表示，當(dāng)外源輸入得到有效控制后，底泥成為河道污染物的主要來源［6］。

通過復(fù)核計算，某河流域范圍內(nèi)各污染源貢獻的污染物數(shù)量及比例見表1。

從表1可知，某河流域內(nèi)點源和面源污染是污染物的主要來源，其中點源污染和面源污染COD的貢獻比例為95.2%，氨氮的貢獻比例為86.28%，TP的貢獻比例為82.6%。而該流域的COD、氨氮、TP年入河污染負荷總量分別為3743.24t／a、174.69t／a、51.66t／a。

表1 流域范圍污染負荷入河總量統(tǒng)計

2 應(yīng)急治理措施

通過當(dāng)?shù)卣囊?guī)劃和要求，明確近期（2021年底）實現(xiàn)12條河流的消黑除臭，中期（2022—2024年）實現(xiàn)河流水質(zhì)的穩(wěn)定改善，遠期（2025年）實現(xiàn)河流水質(zhì)維持在Ⅳ類水體及以上的目標(biāo)。結(jié)合近期的治理目標(biāo)和時間要求，對某河流域內(nèi)的12條河道開展了應(yīng)急治理工程，主要包括點源污染治理、內(nèi)源污染治理和保障水體流通三方面的具體措施。

2.1 點源污染治理

應(yīng)急治理工程對排口采用了截污處理和臨時封堵等措施，確保無岸上污水進入河流內(nèi)。

截污處理主要針對于管徑DN≤200mm的排污口，通過沿河掛管的方式，將沿河排口內(nèi)的污水收納至周邊的市政污水管內(nèi)。如果高程滿足要求，則可直接接入，如果高程不滿足要求，則通過新建泵井的方式，將污水加壓接入。

臨時封堵主要針對于DN＞300mm的排口或者暗涵，通過對排口進行“截留＋沿河新建截污管”的方式，實現(xiàn)此類排口晴天污水不下河的目標(biāo)。

對于臨河小作坊、加工廠、商鋪等，由政府主管部門勒令其限期整改，將污水排入附近的市政污水管內(nèi)。

工程新建沿河截污管道共約3000m，累計處理DN≤200mm的排污口97處，臨時封堵DN＞300mm排口或者暗涵11處，勒令整改小作坊、加工廠、商鋪共計5處。

2.2 內(nèi)源污染治理

由于12條河道污泥淤積較厚，內(nèi)源污染釋放問題嚴重，直接影響水體的氨氮和透明度達標(biāo)，固對河道進行了底泥清運和垃圾清理工作。

對于河寬大于15m河道：局部水深較深段，選取“絞吸式挖泥船＋輸泥管”的底泥清淤輸送方案，對于局部水深較淺段，采用“水上挖掘機＋駁船＋管道中轉(zhuǎn)輸送”的底泥清淤輸送方案。

對于河寬小于15m河道：通過截流抽水后，采用人工配合移動吸泥泵的清淤方式進行淤泥清運。

工程清運淤泥量超過3萬m3，清理各式垃圾約200t。

2.3 保障水體流通

通過實地走訪和取樣分析發(fā)現(xiàn)，12條河流的下游水質(zhì)明顯優(yōu)于上游水質(zhì)，下游水質(zhì)常年可維持在Ⅵ～Ⅴ類水體之間。固在水體流通不暢的河流下游設(shè)置提升泵站，通過將下游河水提升至上游的方式，增強河流內(nèi)部的水動力，實現(xiàn)水體循環(huán)，加快水體交換，進而有效改善河流水質(zhì)。

工程共計新建提升泵站8處，DN100～200mm補水管道約5000余米。

3 實施效果

應(yīng)急治理工程于2021年5月底完成，共耗時3個多月，2021年8—10月部分河流的水體檢測結(jié)果見表2。

表2 2021年8—10月部分河流水體檢測結(jié)果

從8—10月的檢測數(shù)據(jù)可知，應(yīng)急工程實施完成后，河流水體的透明度、氨氮、溶解氧、氧化還原電位指標(biāo)均滿足非黑臭水體的指標(biāo)要求，河道的水體質(zhì)量顯著提高，基本消除黑臭水體現(xiàn)象。

4 系統(tǒng)治理措施展望

應(yīng)急治理措施可以暫時解決水體黑臭的問題，但是不能長期保持河流水體水質(zhì)。為了實現(xiàn)某河流域的中遠期治理目標(biāo)，應(yīng)以水質(zhì)改善為核心，堅持“水陸統(tǒng)籌、上下游統(tǒng)籌、左右岸統(tǒng)籌”的原則，全面開展河道流域整治工程，健全完善相應(yīng)的監(jiān)管機制和維護體系，實現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)［7］，保證流域范圍內(nèi)水環(huán)境的長制久清。

4.1 治理路線

首先應(yīng)該在水環(huán)境容量進行系統(tǒng)分析和污染源削減計算的基礎(chǔ)之上，按照“控源截污-內(nèi)源治理-生態(tài)修復(fù)-活水保質(zhì)”的思路［8］，制定以問題為導(dǎo)向的水質(zhì)達標(biāo)方案，對點源和面源污染分別提出針對性的控制策略，同時輔以河道水環(huán)境綜合整治工程，提高河道生態(tài)自凈能力。具體的治理技術(shù)路線見圖3。

圖3 黑臭水體整治技術(shù)路線

4.2 污水處理設(shè)施擴容

由于現(xiàn)階段污水廠的處理規(guī)模已不能滿足污水的處理需求，同時考慮到區(qū)域的發(fā)展情況，固對污水處理廠開展擴建工程已刻不容緩。通過對未來人口的預(yù)計，計算出2035年污水廠的處理規(guī)模為18萬m3／d，而現(xiàn)在的處理規(guī)模為12萬m3／d，固需擴容6萬m3／d，出水執(zhí)行一級A標(biāo)。

4.3 完善排水管網(wǎng)

4.3.1 社區(qū)雨污分流整改

對社區(qū)雨污分流管道進行系統(tǒng)梳理，充分利用現(xiàn)有管道，對錯接、漏接的地方進行整改，以提高區(qū)域污水收集效果，改善區(qū)域水環(huán)境。

4.3.2 重點排水單元接駁整改

重點排水單元主要包括工廠企業(yè)、公共建筑、商品住宅小區(qū)等，具體治理措施如下。

（1）針對內(nèi)部已分流的排水單元，對其外部錯混接處進行整改，正確接入市政管網(wǎng)中，同時污水管接駁井處設(shè)置格柵井，井內(nèi)設(shè)置深沉泥槽。

（2）針對內(nèi)部未分流情況，暫時可在其外部接駁處進行截污處理，記錄其存在的問題，由政府相關(guān)部門督促其內(nèi)部進行雨污分流改造，等改造完成后再進行外部接駁改造工作。

4.3.3 管道清淤檢測修復(fù)

通過污水管網(wǎng)檢測技術(shù)，如CCTV、QV、聲吶檢測等措施，查清雨污管網(wǎng)非法連接、污水管網(wǎng)破壞、變形情況，從而制定相關(guān)的整改修復(fù)措施。對管道淤堵嚴重的地方，進行清淤疏通，確保管道正常通水運行。

4.3.4 暗渠排污口治理

針對不同類型暗渠排污口，具體措施如下。

（1）可雨污分流區(qū)域。近期可采用巷道口截污的方式對進入暗渠的排口進行處理，遠期完善納污區(qū)域內(nèi)的雨污分流工程建設(shè)，確保旱季污水全部進廠、雨季雨水進渠的目標(biāo)。

（2）不可雨污分流區(qū)域。針對不可雨污分流區(qū)域，可對上游合流管進行截污處理，將該片區(qū)內(nèi)的污水截留進入污水管道內(nèi)。如果暗涵內(nèi)條件允許，也可以采用在暗涵敷設(shè)截污管的方式，對暗渠排口進行處理。

4.4 內(nèi)源治理

首先，應(yīng)完善河道周邊村落社區(qū)的垃圾收集設(shè)施，健全運輸模式。其次，對河面垃圾、河底淤泥等進行定期清理，確保水體清潔，防止內(nèi)源污染和二次污染的產(chǎn)生。最后，應(yīng)建立河道流域范圍內(nèi)的河道管理責(zé)任體系和管理養(yǎng)護考核制度。以社區(qū)或村落為單元，對河道流域進行分段劃分，落實責(zé)任主體，實現(xiàn)網(wǎng)格化、精細化的管理。

4.5 生態(tài)修復(fù)

生態(tài)綜合修復(fù)是河道水質(zhì)提升和保障的重要手段?？刹捎萌斯ぴ鲅跗貧?、生態(tài)浮島、生態(tài)基、生物制劑改善透明度和水生動植物系統(tǒng)等方式作為主要的生態(tài)修復(fù)手段。

4.6 活水保質(zhì)

活水提質(zhì)工程是通過恢復(fù)內(nèi)河聯(lián)系，形成動態(tài)水系網(wǎng)絡(luò)，其可以有效改善河流水質(zhì)，達到增強內(nèi)河水循環(huán)動力，加快水體交換，增強水體納污能力的目的，對水體污染治理、改善地區(qū)水生態(tài)環(huán)境問題具有積極意義［8］。

河道可根據(jù)現(xiàn)場實際分為兩種情況：①需要聯(lián)通水體周邊存在可用水源的，可通過新建管道或暗渠進行連接；②周邊不存在可用水源的，可通過在河道下游處新建泵站對上游進行補水。

4.7 智慧水務(wù)

通過排水管網(wǎng)監(jiān)測站、廠站及閘閥監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、河道檢測監(jiān)測監(jiān)控體系的搭建，實時傳輸數(shù)據(jù)至流域的一體化管控平臺。

一體化管控平臺主要包括在線測控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、服務(wù)器與存儲、運營管控中心等?？蔀閺S站閘閥智能調(diào)度管理、防洪治澇監(jiān)測預(yù)警、排水管網(wǎng)等設(shè)施運維管理等輔助決策應(yīng)用系統(tǒng)提供強有力的支撐，最終實現(xiàn)智慧化管理、智能化決策的目的［9］。

5 結(jié) 論

通過應(yīng)急治理工程的實施，潮汕地區(qū)某河流域內(nèi)的12條河流已基本消除黑臭，取得一定的整治成果。通過點源污染治理、內(nèi)源污染治理、保障水體流通三個方面，可以有效改善河流的氨氮、透明度、氧化還原電位、溶解氧等指標(biāo)，并且為了保證流域范圍內(nèi)水體的長治久清，對流域范圍內(nèi)水體系統(tǒng)性開展綜合治理工作，從污水處理設(shè)施擴容、完善排水管網(wǎng)、內(nèi)源治理、生態(tài)修復(fù)、活水保質(zhì)、智慧水務(wù)進行治理，效果顯著。