济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司
摘要：城市的发展离不开水，城市发展过程大多是以水定成及以水兴城的过程；南京秦淮河、杭州西湖、济南趵突泉均闻名于世。由此可见城市的发展离不开水。中国北方城市河流多为季节性河流，除雨季外，多数河道常年没水，河道景观及生态功能缺失。但中国是一个严重缺水的国家，中国水资源人均占有量约为全球的1/10，且水资源空间分布不均，无法为城市河道提供景观用水。本文以济南市为例，分析再生水景观回用的可行性和必要性，同时参考国内一些专家的研究成果，为城市河道黑臭水体治理和生态水系建设提供借鉴。
关键词：再生水；景观回用；黑臭水体；非常规水资源
引言
济南市河流多为季节性河流，多数河道缺少水源，河道生态景观功能缺失。
济南市大型污水处理厂（水质净化一～四厂）均沿小清河布置，出水标准为一级A，现状水量约78万m3/d，出水水质满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》中观赏性景观环境用水的要求，但大多数再生水直接排入小清河，利用率较低，且再生水中氨氮较高，直接导致小清河水质超标。
1研究范围
本文以济南市绕城范围内河道为研究对象，水源为水质净化一～四厂再生水，分析再生水回用必要性和可行性，同时济南市作为泉城，城市南部存在大量泉水渗漏带，再生水补水范围应避开泉水直接补给区，避免再生水补给污染地下水。
根据《济南保泉生态控制线划定与管控规划》[1]，确定济南市绕城范围内再生水回用适宜范围西起西绕城，东至东绕城，南起经十路-工业南路-花园东路-胶济铁路一线，北至绕城。
图2泉水补给区分布图
2必要性分析
（1）河道景观和生态功能缺失
济南市是典型的北方城市，年均降雨量650毫米，多数降雨集中在汛期，河道多为季节性河道，平时干涸无水、汛期洪水汹涌”，河道景观和生态功能缺失。
图3小汉峪沟平时和雨季对比
（2）水体黑臭
济南市特殊的地形及现状条件，导致现状河道存在以下问题：
1)小清河为通航河道，同时作为城市除涝主要通道，常水位较高。多数河道受小清河顶托，下游河道内积存部分小清河水，但由于上游没有水源补给，河道内存水不流动，导致水体黑臭，如柳行头河、全福河等。
2)部分河道景观水量少，水体停留时间长导致水体黑臭，如西工商河、北太平河。
3)雨季路面污染物通过雨水管线进入河道，由于缺少水源或水量不足，河道内垃圾和淤泥较多，造成河道内水体黑臭。
图5面源污染示意图
（3）水资源短缺
1)济南市是全国40个严重缺水的城市之一，人均占有水资源量约为全国的1/7，人均占有量仅290m³。
2)济南市为了保泉，近些年泉水补给区内严禁开采地下水，济南市饮用水多为黄河水、长江水等客水，水资源短缺。根据2016年水资源公告，水资源年富裕量仅为13.3万m³/d。
3)济南市绕城范围内共有65条河道，目前仅19条河道实现常年有水，其余河道均为季节性河道。如果绕城内所有河道均采用地表水补水，初步估算需要50万m³/d，济南市现状水资源情况无法实现。
3研究意义
从水资源、水环境和水生态三方面分别论述。
（1）水资源
1)提高非常规水资源利用率，降低生态补水成本。
2)提高生态河道水资源保障率。避免黄河断流或泉水停喷导致河道干涸。
（2）水环境
1）缩短常年有水河道换水周期，提高河道自净能力，避免水体黑臭。
2）将污水处理厂再生水提升后通过河道进行生态净化，降低污水厂出水中总氮和氨氮，缓解下游小清河水质达标压力。
3）对河道进行冲刷，避免水体黑臭，减少河道淤积。
（3）水生态
可结合再生水回用，同步实施河道生态改造，提升河道景观和生态功能，为打造“水清、河畅、岸绿、景美、宜游”的河道生态系统提供有力支撑。
4可行性分析
（1）国内再生水景观回用成功案例
1）北京永定河
2009年为了解决永定河缺水问题，铺设了22公里管线将沿线多座再生水厂出水提升至河道上游入河，补水后永定河再现生机，燕京八景之一的“卢沟晓月”景观再现。
2）天津卫津河
典型的季节性河流，缺少水源，水体黑臭现象严重，2003年利用再生水向河道进行生态补水，补水量2万m³/d，补水后打造成河道城市景观带。
（2）水质、水量、水价分析
1）水质
对比《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB18921-2002）中观赏性景观环境用水和济南市水质净化一~四厂出水水质可以发现污水处理厂再生水作为观赏性河道景观补水满足水质要求。
表1主要水质指标对比表
2）水量
济南市水质净化一～四厂，现状水量约84万m3/d，目前大多数再生水直接排入小清河，仅水质净化三厂有4.2万m3/d再生水回用于黄台电厂，再生水利用率较低。可利用再生水量为79.8万m3/d，初步估计绕城内济南市河道生态补水量为50万m3/d，完全能够满足河道生态补水水量要求。
3）水价
据了解，长江水价格在1.3元左右，黄河水在0.8元左右，但污水处理厂再生水几乎为零成本，利用再生水作为河道景观补水比较经济。
（3）国内专家对再生水回用于河道的研究成果
为了保证再生水补水后河道生态景观功能，避免出现水体黑臭现象，查阅了近些年来国内一些专家对再生水回用于河道的研究成果，主要结论如下：
1）景观生态河道对再生水中氮、磷营养盐具有良好的可持续净化能力[2]。
2）再生水中DO较多，景观回用后显著增加河道内DO浓度，有效降低河道内COD、氨氮和总磷浓度，水质得到显著改善，加快了河道景观功能的恢复[3]。
3）污水处理厂出水水质中氮磷含量较高，容易发生水体富营养化，需增加措施，研究发现表面55%的植物覆盖率能够有效避免再生水直接回用导致的水体富营养化，同步放养水生动物，可构建完整的水生态系统，保持生态系统平衡[4]。
4）再生水回用于景观水体需控制氮磷浓度和水力停留时间，如果完全以再生水补充水体，氨氮浓度宜降低至1mg/L以下，总磷浓度宜降低至0.mg/L以下[5]。
5结论
1）再生水回用于河道作为景观补水方案可行，但应控制再生水氮磷含量和水力停留时间，避免补水后出现富营养化。
2）对于蓄水河道建议采用人工曝气、放养水生动物和种植水生植物等措施，构建完整的水生态系统，保持生态系统平衡。
3）为了保证再生水回用后河道水质长治久清，建议定期对河道清淤，避免底泥影响河道水质；同步实施河道生态建设，构建河道生态岸线，提高河道自净能力。
参考文献
[1]朱昕虹，宋丽，迟海龙．凸显“泉城”地域特色的生态保护与修复行动—济南保泉生态控制线划定与管控规划[J]．规划师，2018(4)：73．
[2]袁敏．滨海生态景观河道对污水处理厂出水净化效果研究[J]环境科学与技术，2010.33（11）：9.
[3]冯斌．再生水回用改善河道水质的研究[J]中国给水排水，2015.31（7）：75.
[4]孟庆义．再生水回用于北京景观水体引起的水质变化及其改善措施[J]北京水务，2016（5）：32.
[5]李开云．再生水补给永定河生态用水的环境影响及保障关键技术研究[J]中国水利，2012（5）：32.
论文作者:柴峰,张领国,刘华超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/23
标签：河道论文; 济南市论文; 水质论文; 水体论文; 景观论文; 水资源论文; 生态论文; 《基层建设》2018年第27期论文;