中国市政工程中南设计研究总院有限公司 江苏省南京市 210000
摘要：城市黑臭水体不仅给群众带来极差的感官体验，也是直接影响群众生活生产的突出水环境问题，自国务院正式印发《水污染防治行动计划》后，城市黑臭水体整治已然成为地方各级人民政府改善城市人居环境工作的重要内容，然而，由于城市水体黑臭成因复杂、影响因素众多，整治任务十分艰巨。本文以南京市唐家山沟黑臭河道整治工程为例提出城市黑臭河道整治的设计设想。
关键词：黑臭河道；设计；常见问题；对策
1唐家山沟现状存在问题
唐家山沟位于南京市城北地区，是主城玄武湖的入湖河道之一，总长约6km，汇水面积9.42km2，规划流量63.73m3/s。其驳岸整治工程已完成，现状多为矩形断面，材质为浆砌块石挡墙。经水质监测，其黑臭问题主要集中在溶解氧、氧化还原电位、氨氮等指标。经现场勘察分析其黑臭原因主要为如下几个方面：
1.1面源污染—初期雨水
初期雨水的污染程度一般较高，因其含有大量的有机物、病原体、悬浮固体、油脂、重金属等污染物质，通常超过了普通的城市污水的污染程度。初期雨水直接排入唐家山沟后对水体造成非常严重的污染，必须对初期雨水进行收集、处理。
1.2点源污染—污水入河
唐家山沟汇水范围内的小区及企事业已基本实施雨污分流改造工程，仅局部拟拆迁片区尚未开展雨污分流。目前仍有16处出水口存在污水下河现象。
1.3内源污染—河道淤积
河水滞流，河道淤积，大量含有机物、氮、磷、重金属等污染物质的底泥淤积造成了内源污染。因此即便其他水污染源能得到控制，但底泥仍可使河水产生二次污染，需进行清淤疏浚。
1.4水动力条件差
唐家山沟为城市内河水系，主要依靠降水补给，平时河道补给不足，流量小，流速慢，水体缺少必要的循环，抗污染冲击能力小，水质容易恶化。
2河道治理工程对策
2.1 人工湿地设计
水生植物或湿地植物在人工湿地中具有特别重要的作用，悬浮固体物质、有机物、氮、磷主要通过植物的根系微生态环境吸附进行去除。湿地是一个高度复杂的生态系统，通过物理、化学、生物等机理对污染物进行分离和转化。由于人工湿地投资少、耗能低、维护方便，环境经济效益好，具有美观等作用，目前人工湿地系统已广泛应用于城市黑臭河道的治理当中。
结合河道两岸现状用地，将唐家山沟北支上游右岸现有闲置水塘改造为人工湿地，对初期雨水净化处理，缓解面源污染对河道水环境的影响。改造湿地面积约0.60hm2。
初雨时，初期雨水汇流入前置预处理池；暴雨时溢流入撇洪沟。初雨经过调节池沉淀较大颗粒的污染物，由底部的布水管流入垂直潜流区湿地，再溢流流入表流区湿地。最终溢流至撇洪沟出水。
2.2控源截污设计
针对唐家山沟的污水出水口可以采取以下2种控源截污方法：
一种是针对管径小的的污水出水口，本次工程对上游片区内部的排水管网进行疏通及调查，从源头查找混接点，将污水源接入片区相应污水管道。
另一种是针对管径大的污水出水口，因该出水口汇水面积大，调查范围广，且不能完全保证片区整改到位后不存在污水下河的情况，故在上游片区内部排水管网疏通调查并整改的基础上，在入河前设截流井，确保污水不下河。针对污水出水口所处位置及标高，结合污水管道运行水位、河道常水位及行洪水位，合理确定截流方式，确保截污工程实施后，晴天污水不下河，雨天河水不倒灌。
截流倍数n应根据旱流污水的水质、水量、排放水体的环境容量、水文、气候、经济和排水区域大小等因素经计算确定，宜采用2~5。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆截流倍数的设置直接影响环境效益和经济效益，其取值应综合考虑受纳水体的水质要求、受纳水体的自净能力、城市类型、人口密度和降雨量等因素。考虑到分流制系统下游管道的转输能力，本次工程将截流倍数n定为1.0。
污水截流方式主要有大截流和分散截流这两种方式，各有优缺点：A）大截流方式是将片区的雨污水用大管或渠道汇集在下游，然后设闸利用污水泵站对污水进行截流，平时关闸，由泵来控制截流的污水量。这种方式优点是污水收集效果好，容易实施，特别是适合旧城区 、城中村等小片区的污水收集，缺点是运行费用高、不经济，管道投资大，需覆盖渠道，不适合面积较大片区。B）分散截流方式，指污水截流管只收集污水和初期雨水，将剩余雨水通过截流井分散排入水体，该方法截流管道小，投资较省，不受收集面积限制，有利于保护水体。缺点是系统复杂，施工麻烦，尤其是需设置多座截流井。
本次工程根据实际情况，采用分散截流方式。
2.3 河道清淤设计
河道清淤是减少河道内源污染的重要手段之一，科学清淤可减少淤积在河道内大量有机碳、氮、磷等营养物质，增大河道的蓄水量，所以这是减少内源性污染、减轻水体黑臭的有效途径和重要措施。理论上讲只要彻底清除河底淤积的底泥，截流进入河道污染物，就能保证水体恢复其生态功能，从根本上避免底泥释放的污染物影响水体修复的最终效果。
本工程清淤采用水力冲挖施工法，该方法又称半干式施工方法，施工时采用搅吸设备进行搅拌、抽排清淤，同时由工人使用高压水枪在搅吸设备旁边予以辅助。该方法不需将河道积水完全排干，而留有10-20cm深河水用于搅拌淤泥，清淤过程需要水源，淤泥输送方式采用管道输送。优点在于操作简便，搅吸泥设备体积小，便于穿过桥梁进行施工，而且拆装、运输方便；管道输送避免了运输途中的二次污染问题，对周边环境和沿河居民生活基本没有影响。缺点是高压水枪、泥浆泵、加压泵耗电量大；人工费高，工作环境差；淤泥含水量高，管道及车辆输泥距离越远，成本越高，效率越低。
2.4 引水工程设计
充分利用南京市现有河道引水系统，以南京化纤股份有限公司水厂为引水水源，考虑唐家山沟北支为引水通道。运行模式为常流水。
同时将上游紫金山水库扩容建设，雨季可调蓄紫金山来水；旱季蓄水则可作为下游引补水水源。
3河道治理非工程对策
3.1加强河道长效管理
进一步理顺河道管理体制，系统整合相关涉水管理部门职能，落实“河长制”和河道日常管理责任，建立健全考核激励机制，细化考核标准和奖惩措施。不折不扣地执行河道整治后长效管理规定，明确长效管理责任，落实长效管理经费。
3.2发动群众参与
政府应积极引导，通过志愿者活动、公益广告、讲座等多种形式增强市民的保护城市河道环境的意识，减少向河道乱丢垃圾、在河道边随意堆放垃圾的行为。调动民众的环保热情，发动群众广泛参与，通过12345政府服务热线，接受群众投诉，并且认真立案，对每一个投诉做到认真答复、妥善处理，真正实现全民参与的生态文明。
4结束语
通过近一年多的整治，唐家山沟黑臭河道综合整治工作取得了明显成效，对区域水环境的改善起到了重大作用。黑臭河道治理是一个复杂的系统工程，在技术措施上没有一招鲜，只有综合各种实用及适用技术，因地制宜，科学组合，做到一河一策、管治结合，才可以从根本上解决黑臭河道问题，做到长治久安。
在日后的工作实践中，仍需继续总结以往经验教训、保障长效管理、引进科技创新成果、加大宣传教育力度，把河道综合整治工作作为一项系统工程放在重要的位置来抓，这样才能取得河道综合整治的胜利，保证城市的可持续发展。
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论文作者:杨杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/21
标签：河道论文; 污水论文; 水体论文; 山沟论文; 湿地论文; 城市论文; 唐家论文; 《建筑学研究前沿》2017年第9期论文;