中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北武汉 430074
摘要：随着城市化和工业化发展，污水排放量急剧增加，老河口市黑臭河道问题日渐凸显，亟待解决。以老河口市护城河和龙虎沟为例，针对其现状水体特征及环境条件，分析黑臭水体的发生原因并提出了整治方案，以期从根本上解决黑臭水体的问题，恢复水体的生态系统，积累水环境综合治理经验。
关键词：黑臭河道；整治方案；生态系统
1.项目概况
1.1区域概况
老河口市坐落于汉江之滨，是典型的沿江带状城市，其中南北长约25km，东西宽约6km，城区自北向南分别为江山片区、洪山嘴、老城区、城南新区和循环经济产业园区。
整座城市位于汉江和引丹一干渠之间并由汉丹铁路一分为二，境内有26条小河，总流域面积896km2，均属汉江水系。本次试点水域为护城河和龙虎沟，其中护城河全长约 3.3 公里，宽度范围约3.1m~9.8m，深度范围约1.78m~3.59m，断面形式主要为梯形断面；龙虎沟全长约3.6公里，宽度范围约0.9m~10.0m，深度范围约 0.30m~3.54m，断面形式主要为梯形断面。试点水域工程区位图如图所示。
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图1 试点水域工程区位图
1.2试点水域污染现状
目前，护城河和龙虎沟均存在水体黑臭的现象。老河口市环保局2017年6月对试点河道中山路、学府路等取样点进行了水质检测，其监测结果见表1.
表1 水质监测结果
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结果显示，PH指数达标，溶解氧指数小于0.2，透明度小于10，COD在30～40 mg/L之间，总磷大于0.4，氨氮在8～10 mg/L之间，整体水质评价为劣Ⅴ类，认定水体为黑臭水体。
经过调查研究，黑臭水体形成的主要原因有以下几个方面：
（1）河面率下降
随着城镇化进程的不断推进，沿线的涉河建筑和市政道路等的违规修建，大量挤占了河道空间，致使河面覆盖率严重降低。护城河河道上铺盖板，将原有的明渠改为暗涵，对河渠水体生态环境造成破坏；龙虎沟河岸菜地和垃圾堆占用了大量的河道断面，河渠水体流动遭到严重削弱。
（2）水系连通性下降
由于城市规划滞后和缺失，房地产开发和交通设施的盲目修建，护城河上游至李家沟处和下游至汉江入口，均已被填埋和封堵，使得护城河和龙虎沟的联通性受到了很大的影响，河渠里面自然水体流动受到了滞碍，水体的更新速度降低，水体的自净能力被削弱。导致河渠中的水体长时间无法排出，城市防洪排涝压力越来越大。
（3）河道淤积严重
目前，护城河河床淤积较严重，由于地处老城区，大部分河段为暗渠，河道管理和清淤工作进行困难。而龙虎沟虽然地处新城区，河段为明渠，但是大量的菜地沿河而建，垃圾沿河而堆，导致农业污水和垃圾渗滤液随着雨水流入河道。
本文以在满足城市雨水排放的前提下，结合城市雨污分流，对护城河和龙虎沟进行综合整治，实现“排水畅通、水清岸绿、景观和谐、人水相亲”的治理目标。
2.黑臭水体治理方案
针对护城河和龙虎沟的水体现状，提出了黑臭水体综合整治思路：沿河截污及初期雨水治理为本，渠道整治为基，生态修复与景观建设为重，引清活水为辅。
该工程治理段处理工艺流程如图1所示。
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外源污染是水体黑
图2 黑臭水体治理工艺流程
2.1沿河截污及初期雨水治理
初期雨水的污染和沿河污水的排放是河道水体污染的主要来源，消除对这两项污染是黑臭水体治理的主要工作。具体我们可以采取如下方式：一是透水铺装、植被缓冲带等低影响开发雨水综合利用措施，以“城市海绵体”建设为理念，改善城市生态系统、消减地表径流[1]；二是设置初期雨水调节池，适当提高截流倍数；三是减少点源和面源污染，对城区污染企业进行实时监控，完善城区污水系统，建立沿河截污管道。
我们对老河口城区现状排水系统进行了摸底调查，了解到老河口城区为雨污合流和雨污分流并存的排水体制。
对于老城区（护城河沿线区域），排水体制为雨污合流制，采用截流式合流制的方式。截污干管的管径根据旱季污水量和截流倍数确定，旱季污水和初期雨水进入截污干管，当总水量超过截污干管的最大输水能力时，多余的雨污合流水溢流至雨水调蓄池，雨后继续输送到污水处理厂进行处理[2]。
对于新城区（龙虎沟沿线区域），排水体制为雨污分流制，采用截留式分流制的方式。即污水直接排入污水处理厂进行处理，达标后排至自然水体；对于雨水，先排入初期雨水处理设施，再经过分离预处理和过滤处理后排入河道。
2.2断面修整及清淤疏浚
护城河和龙虎沟目前的主要问题是：水质污染严重、河面率下降、水系联通性下降以及河道淤积日益突出。
截污干管的建设，从根本上截断了污染来源，接下来就是对已污染区域的治理。治理按以下几个步骤进行：①拆除护城河暗渠段的盖板，拆迁河道红线范围内的房屋及道路，迁移河道范围内的管线等地下设施，整治龙虎沟河滩地的菜地，清理河渠内的垃圾；②对河道进行疏浚，清除河底淤泥，按照规划的河道断面开挖成型，清淤厚度按0.5 m计算，总清淤量约为90000 m3。护城河和龙虎沟的河渠断面如图3所示；③采用生态净水屏障、投加生物酶、增设曝气机以及建设复合生态浮床等方法对河道进行治理；④将护城河至李家沟段和护城河入汉江段被填埋区段打通，将死水变活水，提高水体自净能力。
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图3 河道整治断面
2.3生态修复与景观建设
在生态化、人性化、经济性、连续性和可达化的原则下，塑造城市整体绿色景观，扩展亲水空间，改造堤坝坡面，丰富植物配置。具体措施如下：
（1）筑坝蓄水，部分地段加宽河道水面。
针对护城河和龙虎沟上游无来水的情况，考虑采取凉水泉水库供水，但水量较小，无法保证景观水位，拟采用筑坝蓄水，使水位维持在适当高度，为动植物及微生物提供良好的生存环境。通过比较橡胶坝、滚水坝和底横轴旋转闸门钢坝了解到，钢坝具有寿命长、启闭时间短、安全可靠、无淤积及美观等优点，故本试点水域拟采用钢坝闸。
（2）减少硬质面积，采用生态护坡。
由于种种原因，护城河许多明渠段改为了浆砌块石或水泥混凝土护坡的方式，这对河道生态环境产生了不利的影响，在综合 “水安全、水环境、水资源、水景观”的基础上，在满足防洪排涝等需求的同时，应该充分考虑生态效应，把河堤改造成为适合生物生长的水体和土体、水体和植物或生物相互涵养的仿自然状态护坡[3]。
（3）建立水生植物生态系统；
护城河和龙虎沟作为老河口市的主要景观河，在岸边较浅水域和两岸缓坡软质地带的栽培区种植千屈菜、花叶芦竹、芦苇、茭白、梭鱼草和黄花鸢尾共6种挺水植物，并对其进行管理，使植物成活并形成一定的生物量，能够进行光合作用，为水体提供溶解氧，同时，也能起到阻污染、护岸坡的作用；在水域适合沉水植物的种植条件（2m水深以内）下，种植菹草、黑藻以及金鱼藻等沉水植物，最大程度地提高水体自净能力，有效吸收水体中 N、P 等营养元素[4]。
（4）建立水生动物生态控藻系统。
由于护城河和龙虎沟河道富营养化较为严重，河渠内的蓝藻类迅速增长消耗了水中大量的氧气，造成水体缺氧，水生动物因此大量死亡，水生态系统遭到破坏，水体散发恶臭。可根据河道水质、水量等实际情况，对河道适宜投放鱼和螺等[5]。
2.4引清活水及补水调水
目前龙虎沟和护城河还存在一个亟待解决的问题，就是两河渠的生态补水问题。如何找到水质水量满足要求且来水量稳定的补水水源是衡量本工程成功与否的一个重要标准。
根据国内外河道补水的主要方式，结合现状，可采用的补水措施主要如下：①河堤、河底在满足防洪要求的基础上尽量采用生态、自然材质，便于地下水渗透回补；②在沿岸大箱涵处设置雨水调蓄池，雨季储水，旱季作为回补水，但护城河沿岸建筑密集，用地紧张，实施难度较大，且蓄水量仅能满足护城河和龙虎沟生态补水的部分水量要求，新建蓄水池还会侵占市民的亲水活动空间，需慎重考虑；③利用凉水泉水库放水，实现对护城河和龙虎沟流域的生态补水。凉水泉水库水体清澈，水质较好，可作为河道上游主要补水来源。
综上所述，建议修建秋丰路和汉江大道引水渠，通过环机场渠引入水库水，改善水体的动力学条件，提高水体的自净能力。
3 总结
老河口市护城河和龙虎沟黑臭水体治理方案，能够解决河道黑臭问题，构建景观工程，改善水体水质以及提高水生态系统质量。然而治理是一个系统的工程，具有长期性，需要政府、企业和居民共同来维护。该工程的建设，必将会达到水清景美的效果，它将会成为城市一道秀丽的风景线，而且也会为老河口市其他水系提供样板工程。
参考文献：
[1]徐敏，姚瑞华，宋玲玲等. 我国城市水体黑臭治理的基本思路研究[J]. 中国环境管理，2015，7（02）：74-78.
[2]邹伟国. 城市黑臭水体控源截污技术探讨[J]. 给水排水，2016，52（06）：56-58.
[3]王凯浩，张静文. 生态护坡技术在城市河道整治中的应用—以滏阳河衡水市区段综合整治工程为例[J]. 绿色科技，2010，（08）：203-204.
[4]王亚艳，张剑刚，倪鹏平等. 原位生态修复技术在城市河道中的应用[J]. 环境工程，2015，33（03）：11-16.
[5]徐玉良，张剑刚，蔡聪等. 昆山市凌家浜黑臭水体生物治理与生态修复[J]. 中国给水排水，2015，31（12）：76-81.