武汉市政工程设计研究院有限责任公司 湖北武汉 430000
摘要：湖泊的水环境问题越来越受到各地政府的重视，在应对污染物排湖方面，工程上常采用的技术手法是管道截污，近年来，水生态措施用于截污的案例也越来越多。本项目针对硃山湖主要排污口硃山渠的特点，因地制宜，采用了雨水缓流净化系统+净水循环系统相结合的工程手法，解决了管道截污无法解决的大流量、深渠道截污问题。
关键词：湖泊治理；截污；雨水缓流净化系统；人工水力循环
1引言
2019年10月，第7届世界军人运动会将在武汉举行，《2019年第七届世界军人运动会水环境改善及保障专项方案（征求意见稿）》要求武汉经济开发区（汉南区）改善重要水体水质4个，提升其他水体水质11个；武环委提出，到2020年底：水环境质量考核断面和点位水质优良比例不低于80%，劣V类水体比例控制在9.1以内；武汉市“四水共治”领导小组提出300个重点水体的水质达标率达到85%以上。硃山湖水环境综合整治项目正是在这样的背景下产生。
硃山湖位于武汉经开区沌口街，属硃山湖水系，湖泊常水位19.00m，规划最高水位19.50m，北部有连通港与烂泥湖相连。近期水质目标为Ⅴ类。根据最新水质监测报告，水质总体评价为劣Ⅴ类，部分区域总氮略有超标。水质超标的湖泊西侧区域淤积严重，水体发黑发臭。通过调查研究，该区域的淤积、水质差跟西南角的硃山渠来水关系密切。
2雨水缓流+净水循环系统介绍
雨水缓流净化系统通过水下地形设计，构建出“浅滩湿地+沉水植物塘”系统骨架，依靠水生植物、水生动物及微生物形成稳定的湿地生态系统，实现浅滩湿地带结构、过程和功能的有机结合，发挥整体生态功能效应。王凤平[1]对洨河表面流人工湿地处理污水的研究表明，湿地下游污染物指标可达到地表水Ⅴ类水体要求，系统对COD、NH3-H、TN、TP最高去除率为65%、70%、68%、50%。
净水循环设备通过混凝沉淀工艺提升湖水的透明度，去除湖水中的SS，同时还能消毒杀菌，抑制湖泊死水区藻类的繁殖，以利于水生植物的生长，同时，设备的运行可起到人工水力循环的作用，可以促进封闭水体缓慢循环，提高湖泊水体流动性，增强湖泊水体的自净功能。朱静[2]运用MIKE21软件数值模拟，验证了人工水循环能够有效地保持和改善城市湖泊的水质。袁文麒等[3]的研究表明采取人工水力循环措施可使拙政园水体的水质明显改善。
3硃山湖雨水缓流+净水循环系统构建
3.1工程现状
硃山渠位于硃山湖西南角，上游为现状明渠，接入硃山湖段改为3BH=6000mm×3000mm箱涵。汇水面积1456ha，收集来自官莲湖大道、九康大道以东，黄陵大道以北，军山大道以西的雨水。硃山渠雨污混流严重，晴天时监测流量26700m3/d，COD浓度21.55mg/L，TN浓度6.49mg/L，TP浓度0.44mg/L，氨氮浓度4.39mg/L。污染物质长期累积，造成硃山湖西侧淤积严重，部分区域水体恶臭，严重影响硃山湖水质达标。硃山渠入湖口涵底高程16.70m，低于规划湖底高程，雨天时流量大，渠道内常年保持有一定水深，附近污水管网容量有限，采用常规的管道截污无法实现对硃山渠的截流。因此，在硃山渠上游雨污分流改造的同时，下游也必须采用合适的工程措施，削减入湖污染负荷，从而实现硃山湖整体水质的改善。
3.2雨水缓流净化系统设计
雨水缓流净化系统包含浅滩湿地和沉水植物塘两大部分。浅滩湿地通过密植挺水植物减缓及过滤排口出水，起到稳定及初级净化作用。本区域设计浅滩湿地面积109710m2，水深0~0.5m，湿地植物种类主要以本地物种芦苇、花叶芦竹、香根草、水菖蒲等为主，大面积种植形成壮观的湿地景观和湿地形态，满足湿地动物栖息和觅食的需求。浅滩湿地种植土上层设计15cm厚滤石层，滤石层选择φ5~15cm的卵石，滤石可为水生植物提供载体和营养物质，使得植物根系能有效地吸收、转化和降解污染物质，并为微生物的生长提供稳定的依附面，促进微生物对污染物质的降解。本工程滤石还可以减缓排口水流冲刷，防止湿地种植土流失。
沉水植物塘设计面积330829m2，水深0.5~1.0m，利用沉水植物净化系统深度净化硃山渠来水。沉水植物种类包含苦草、眼子菜及金鱼藻等乡土种，根据植物习性与湿地地形进行布置。浅滩湿地带出水可以与景观结合形成景观跌水、水生植物过滤墙等景观，最终汇入湖区。
表1 雨水缓流系统工程量表
3.3净水循环系统设计
在硃山湖西南角设置一套一体化净水循环设备，取水头部设置在远离硃山渠排口的深水区，排水口设置在硃山渠出水口附近。设备运行时可降低雨水缓流净化系统内浊度，同时可以带动水体缓慢循环。净水设备日处理能力为6000m3，设计换水时间30d，出水浊度3NTU。
图1 雨水缓流净化系统+净水循环系统
4结语
经水生态系统净化能力计算，雨水缓流净化系统的设计净化能力能够满足硃山湖水环境治理的污染物削减要求。雨水缓流净化系统的选用，解决了硃山渠渠底深、水量大、污染物总量多，传统管道截污无法解决的问题；而净水循环系统的构建，强化了雨水缓流净化系统的净污能力，同时解决了雨水缓流净化系统水体流动性差、水体浊度高的问题。
参考文献：
[1]王凤平.人工湿地净化城市纳污河流水质实验研究[D].硕士学位论文.河北科技大学，2016.
[2]朱静.城市湖泊水环境人工改善措施综合研究——以西安市长乐湖为例[D].硕士学位论文.西安理工大学，2013.
[3]袁文麒，张维佳，黄勇，刘遂庆.人工水力循环改善园林不规则池塘水质的研究[J].中国给水排水，2008，24（3）：111-114.
作者简介：
肖敦宇（1988-），男，硕士，工程师，研究方向：城镇水资源管理与水系统生态规划。
论文作者:肖敦宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/17
标签：湿地论文; 水体论文; 雨水论文; 水质论文; 净化系统论文; 湖泊论文; 净水论文; 《基层建设》2018年第23期论文;