南京市市政设计研究院有限责任公司 南京 210008
摘要：通过控源截污、内源治理、生态修复、生态护坡、生态景观五个方面的措施对南京市浦口区一重度黑臭河道河道进行深度治理。治理后的运行结果表明，水体中氨氮、有机物、TP等污染物得到有效去除，溶解氧浓度、氧化还原电位明显提高。该设计方案治理黑臭河道很成功，且具有很好的社会效益，对类似黑臭河道治理工程的方案设计具有参考价值。
关键词：黑臭河道治理；控源截污；河道清淤
1.项目概况
1.1.河道现状
南京市浦口区位于南京市西北部、长江以北。本河道位于浦口区一重要市政道路旁，河道长约1.2千米，起端为一小区边界围墙外，为断头河，下游接入圩区内主要排水河道，河道上口宽15-20m，河深约3.0米，现状河道淤积情况严重。河道两侧保护带宽10m，常水位5m（吴淞高程），设计最高水位6m。河道驳岸为硬质驳岸与自然驳岸结合，简单护砌。河道两侧存在污水直接下河的现象，通过调查沿河两侧共有11个排口，其中雨污合流管4个，污水管7个。
1.2.水质情况
河道水质表观现状：水体恶臭，颜色发灰，黑泥上浮。水质指标现状检测结果如下表1。表中数据表明，河道水体现状溶解氧1-5mg/L，氧化还原电位-103~185mV，氨氮19-24mg/L，透明度27-28cm，COD浓度160~170mg/L。城市河道黑臭等级水质指标划分标准见表2，根据表2可判定河道水质为重度黑臭。
表1河道水质指标检测数据
1.3.整治重点
河道为南京市建成区2017年确定的109条黑臭河道整治任务之一，目前河道黑臭治理的问题有以下四点：污水入河现象严重、河道淤积严重、河道两岸景观效果差以及河道水质重度黑臭，根据“2017年全市建成区黑臭河道整治菜单”，河道整治重点为“排口截污，内源清淤，生态修复，水质提升，景观改造”。
2.工程方案设计
针对河道河道目前存在的问题，在充分考虑城市功能规划、自然条件、排水现状及排水规划等各方面因素的基础上，对河道进行黑臭河道整治方案的设计，通过控源截污、内源治理、生态修复、生态护坡和生态景观五方面的手段，实现“水清岸绿”的环境效果。进行黑臭水体治理的同时，兼顾景观绿化提升、河道驳岸修整等。
2.1.控源截污
流域内排水管线为雨污分流制，但现状雨污水管存在混流情况。设计在雨污混流排口上游设置截流井，截留污水至现状d800的市政污水管内。
本工程截污一大创新点是设计了截污沟+花池+引水管+挡墙的为一体的污水截流构筑物。河道起端约200米距离内沿河有一排2层楼的居民房直接建筑在河道浆砌石挡墙上，其生活污水直接从室内通过管道排入河道。该处挡墙年建设代较久，河道淤泥较厚。河道清淤时，为了避免清淤将基础挖空导致浆砌石块挡墙开裂、损毁，影响居民房安全，本工程在原挡墙临河面新建一道浆砌块石挡墙，对原挡墙进行保护，新建挡墙上为截污沟，截流居民直排下河的污水。该截污沟分为两个空间，靠居民楼一侧为截污部分，居民生活污水通过截污沟经污水排出管进入市政污水管网。临河一侧为花池，可用于景观绿化，花池临河面的墙上有排水孔，下部有引水管道通入河道起端，对河道进行补水换水。截污沟上有盖板，雨天时，楼面雨水、地表径流雨水进入花池，先通过植物的过滤净化作用，消除初期雨水对河流水质带来污染。总之，该截污沟设计实现了居民污水零直排，具体横断面工程示意图如下图1、图2。
图1设计图纸 图2现场完成后照
2.2.内源治理
当排入河道的污染物得到逐步控制时，底泥污染将成为影响水质质量的重要因素，底泥中的污染物主要有各种有机物（包括持久性有机污染物，石油类等）、重金属、营养物质（氮磷等），这些污染物很不稳定，当水力冲刷、外界扰动时，就会从底泥中释放出来，进入水体，对水生态环境构成长期威胁。[1]因此对河道进行综合整治，在对下河污染物进行截流的同时，对河道污染底泥也要进行治理。
本河道上游段断面较窄，一侧为临河建筑，另一侧为空地，有足够的机械挖掘施工条件；下游河道水面较宽，两侧驳岸为自然草坡，一侧紧邻市政道路，机械挖掘施工较为方便。由于底泥较厚，结合现场情况，本河道采用干塘清淤法。在河道末端各设置一道围堰，将河水抽至下游，排空河道，利用挖掘机将淤泥清出、外运。另外，河道地质条件较差，实操中河底开挖到设计深度时，仍有淤泥源源不断冒出，故现场采取抛石挤淤的方法，抛填了约50cm厚的块石。
2.3.生态修复
本项目中生态修复设计主要采用了复合生物带、水面微孔曝气和生态浮岛三种形式。同时，还投放了一些底栖动物以增加河道的生物的多样性，实现水体的生态链的完善，加速实现水体的自净化能力。
2.3.1.复合生物带
复合生物带是将生物带、曝气管、高效复合菌进行有机结合的一项技术。这项技术采用生物带工艺，生物带为KIC竹纤维生物填料，具有巨大的表面积，能附着大量微生物，比重轻，在水中呈现漂浮状态，表面有机涂层，有基于微生物固定，挂膜速度加快；具三层结构，可有效去除氨氮及BOD等污染物；
2.3.2.水面曝气
水面曝气采用微孔曝气形式，即由高压漩涡风机向微孔曝气盘中冲入高压空气，气泡直径在100um左右。它通过混合液的高速射流，将鼓风机引入的空气切割粉碎为微气泡，使混合液和微气泡充分混合和接触，促进了氧的传递，提高了反应速率。
2.3.3.生态浮岛
植物浮岛共设置6座，每座尺寸为2m*6m，共72平方米。主要功能用于遮蔽溢流口、河岸美化以及水面绿化。浮岛沿河岸放置，并可随水位涨跌而上下浮动，主要作用是削减河道内氨氮指标，提高水质。
2.4.生态护坡
本工程还采取了植物型护坡，通过在岸坡种植植被 ,利用植物发达根系的力学效应(深根锚固和浅根加筋) 和水文效应(降低孔压、削弱溅蚀和控制径流)进行护坡固土、防止水土流失,在满足生态环境的需要的同时进行景观造景。
2.5.河道景观
在充分考虑周边居民的景观需求的基础上，本案通过贯通滨河景观步道、布置活动交流空间、营造植物景观组团、完善配套景观设施等景观手段，将河道营造为集景观、休闲、文化、生态于一体的滨水景观。通过提升片区整体景观形象，满足周边居民的景观需求。通过对河道两侧滨水空间的梳理，打造供周边居民游憩、休闲、康乐等多种功能的生态河岸。滨水步道连接城市居住空间，形成生态绿廊，串联滨水游憩节点，在节点中融入观景亭、廊架、景观构筑物、花池、健身设施等景观小品丰富滨水空间，为周边居民创造多样化的滨水体验。同时增设景观配套设施及人行桥，方便周边居民生活。结合因地制宜的植物配置手法，将场地打造成为活力、生态、缤纷的河道景观，作为片区景观形象的展示。
3.竣工验收情况
3.1.NH3-N浓度变化
图3显示了DO和氨氮的浓度随运行时间的动态变化。治理前氨氮浓度为19~24mg/L，治理后氨氮浓度显著降低，基本稳定在1~4mg/L，稳定达标非黑臭水体。
3.2.DO浓度的动态变化
图3可以明显看出治理后河道中的DO浓度得到了显著提高，从治理前只有1~5mg/L持续增长并稳定在8~10mg/L。根据图线，在治理完成第一个月，即2017年10月，DO浓度增加缓慢，可能是由于水体中污染物量多，消耗了大量溶解氧；一个月之后水体中的DO浓度快速增长，此时水体中污染物已经被去除了大部分，DO的消耗量降低，因此水体中溶解氧得以快速增长；到12月份时DO浓度接近稳定，此时水体中DO应接近饱和状态。
图4 ORP氧化还原电位的动态变化图
治理后河道水体的氧化还原电位OPR的变化见图4。治理前河道水体的OPR为-103~185mV，治理后ORP值增加并最终稳定在100-150mV之间，稳定达到非黑臭水体的标准。
3.4.COD浓度的动态变化
治理前，河道COD浓度为160~170mg/L，在采取控源截污和清淤后，水体COD浓度显著降低。据图5所示，治理后水体中COD浓度基本保持
在40mg/L以下，大部分时间水体COD浓度低于30mg/L，达国家地表水环境质量Ⅳ类标准，治理成效明显。
3.5.TP浓度的动态变化
图6 TP浓度的动态变化图
TP的去除主要依赖河道清淤以及生态浮岛的吸附作用。根据图6中治理完成后三个月的TP监控数据，水体中总磷的浓度没有明显变化趋势，且波动性很大，但基本保持在0.5mg/L以下，接近国家地表水环境质量Ⅴ类标准。运行中，TP浓度最低可降至0.2mg/L，低于国家地表水环境质量Ⅲ类标准。
3.6.整治后实际效果
图9下游整治前 图10下游整治后
3.7.经济指标
工程总费用共计3200万元。
4.结语
南京市浦口区某黑臭河道治理采取了控源截污、内源治理、生态修复、生态护坡和景观打造五方面的措施进行综合整治，实际运行的水质参数表明此方案成功解决河道黑臭问题。治理前后 DO和ORP分别从1~5mg/L、-103~185mV提高至8~10mg/L、100~150mV；氨氮和COD分别从19~24mg/L、160~170mg/L降低至1~4mg/L、30mg/L以下；TP浓度也基本保持在0.5mg/L以下，接近国家地表水环境质量Ⅴ类标准。河道整理效果明显，赢得了当地居民的赞誉。
参考文献
[1]董文艺，罗雅，刘彤宙，商丹丹 河道污染底泥处理技术探讨——在龙岗河干流综合治理工程中的应用， 水利水电技术，2012年8期
论文作者:任军俊,孔宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/3
标签：河道论文; 水体论文; 浓度论文; 景观论文; 生态论文; 污水论文; 水质论文; 《基层建设》2018年第33期论文;