蘇南地區(qū)河道水體綜合整治技術(shù)方案研究

張瑞斌

（1.江蘇龍騰工程設(shè)計股份有限公司，南京 210000；2.南京市雨污水資源化利用工程技術(shù)研究中心，南京 210000）

蘇南地區(qū)河道水體綜合整治技術(shù)方案研究

張瑞斌1、2

（1.江蘇龍騰工程設(shè)計股份有限公司，南京 210000；2.南京市雨污水資源化利用工程技術(shù)研究中心，南京 210000）

以南京市十字河為例，開展黑臭河道水體整治技術(shù)方案研究，研究出適用于蘇南河網(wǎng)地區(qū)的河道綜合治理技術(shù)，包括控源截污、生態(tài)清淤、引水活化、景觀綠化等。綜合整治效果表明：該技術(shù)方案可有效攔截進入河道水體的污染物質(zhì)，改善河道水質(zhì)并具有良好的生態(tài)景觀效果。通過進一步優(yōu)化，可形成適合于太湖流域河網(wǎng)地區(qū)的黑臭河道整治技術(shù)。

黑臭河道；污水；生態(tài)清淤；綜合整治；方案；十字河

城市黑臭水體不僅會給群眾帶來極差的感官體驗，也是直接影響群眾生產(chǎn)生活的突出水環(huán)境問題。該研究利用黑臭河道構(gòu)建近自然型河道，集成生態(tài)處理技術(shù)，將河道污水轉(zhuǎn)化為可重新利用的水資源，實現(xiàn)低污染水再利用和資源化[1、2]。本文以南京市十字河為例，對十字河的水質(zhì)現(xiàn)狀及其區(qū)域狀況進行了分析，采用“控源截污+生態(tài)清淤+引水活化+景觀綠化”的總體整治方案，綜合運用物理、化學、生物-生態(tài)、水利動力學等優(yōu)勢技術(shù)，組合優(yōu)化形成黑臭水體治理與水質(zhì)改善高效集成技術(shù)，工程將建立生態(tài)攔截的屏障，減少河道底泥氮磷的釋放，減少排入長江的污染物總量，進而改善長江流域水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境。

1 研究區(qū)域概況

十字河位于秦淮區(qū)東部，西起秦淮河，東入運糧河，河道功能為防洪排澇、景觀，其地理位置見下圖。整治區(qū)域全長約2.7公里，水域面積約5公頃，平均河寬12m，平均水深1.5m。根據(jù)《南京市主城河道藍線規(guī)劃》，規(guī)劃上口寬15～25m，岸邊藍線寬度為5m，綠化保護帶寬為10m。

十字河地理位置圖

十字河為運糧河的支系，系斷頭河，匯水面積約72公頃，西端為肖家盤泵站，東段為紅旗泵站，兩端泵站均為關(guān)閉，汛期開始時分別向秦淮河、運糧河排水，河道途徑魚塘、生活小區(qū)、洗車場、農(nóng)田、機械廠等。十字河水體不同河段呈現(xiàn)不同程度的黑臭，寧杭高速至梅家廊路以西為輕度黑臭；梅家廊路至泵站達到重度黑臭。

紅旗泵站隸屬當?shù)厣鐓^(qū)管轄，用于防洪排澇，僅有向外排水功能，紅旗泵站配置4臺泵，泵的流量為1040m3/h，揚程10m，功率45kW。沿岸發(fā)現(xiàn)的排污口為河道兩岸建設(shè)的公共用房及小企業(yè)的生活污水排放。河道沿岸共有3個較大的排污口，分別為卓越燈箱廠、大別山土菜館和朗順汽修廠的排污口。

2 整治技術(shù)措施

2.1 截污納管工程

燈箱廠排污口接入河對岸路邊預(yù)留的污水管網(wǎng)，擬建DN300鋼筋混凝土管道50m；土菜館排污口接入銀龍路市政污水管網(wǎng)，擬建DN300鋼筋混凝土管道40m；公共用房排污口接入東側(cè)現(xiàn)狀污水管網(wǎng)，擬建DN300鋼筋混凝土管道260m。

管材采用承插口鋼筋混凝土排水管（Ⅱ級管），采用180°砂石基礎(chǔ)。采用180°天然級配砂石墊層基礎(chǔ)，接口處承口下應(yīng)保證有設(shè)計要求值的砂石墊層；接口采用承插口接口。埋地管道的溝底應(yīng)平整，不得有突出堅硬物體。土壤顆粒粒徑不宜大于12mm，必要時可鋪設(shè)厚的砂墊層于溝底。回填時，應(yīng)先用砂墊層填至管頂上側(cè)300mm處，經(jīng)壓實后方可回填原土。管道在檢查井內(nèi)的連接采用管頂平接方式，污水管道在街道上除考慮防凍及銜接要求外，還要考慮地面動荷載對管道的損壞，因此最小覆土厚度為0.7m。

按規(guī)范設(shè)置檢查井，直線管段中D300管道檢查井間距30～40m。采用開槽施工方法。管道穿越河道敷設(shè)從河底穿過，管道采取素混凝土防護，進水井前的檢查井設(shè)沉泥槽及粗格柵。管道回填土，兩側(cè)密實度為95%，管頂以上50cm內(nèi)密實度為85%。

2.2 生態(tài)清淤工程

根據(jù)河道本身不通航、水位淺及河道岸邊有住房的情況，并根據(jù)建設(shè)單位的相關(guān)意見，該工程采用干河施工，水力沖挖進行，把河道內(nèi)淤泥抽至設(shè)置的淤泥沉淀池內(nèi)，沉淀后采用渣土車外運棄置。在清淤前，人工將河面的水草全部清除，清除的水草和淤泥一樣外運棄置。清淤主要包含河道生活垃圾清運及底泥清除。根據(jù)十字河地形勘測圖，分析十字河淤泥淤積現(xiàn)狀，清淤總長度約1400m。

水力沖挖法先將清淤區(qū)域采用圍堰隔水，再通過高壓水槍沖洗泥漿表面，使其形成水潭，放下泥漿泵抽吸泥漿送到儲泥池，最后通過泥漿車清運淤泥。該方法的特點是施工周期短，投資少，施工方便，對河道本身的排水影響較小。在清淤過程中需要對岸坡進行保護，不能使水槍直接沖向岸邊，導(dǎo)致邊坡被水槍沖塌。

該工程的施工范圍在寧杭高速西側(cè)有土壩分割，因此不需要新建圍堰，可直接將河水排干后進行清淤。設(shè)計采用原有河道平面，不對河道平面進行調(diào)整。對河底進行清淤，對岸坡上的垃圾、雜草進行清理。工程范圍內(nèi)河道的河底高程為4.3～5.0m，根據(jù)現(xiàn)場勘查，平均淤泥深度為0.5～1.0m，淤泥量約1.5萬方。在清淤后，對擬整治河段進行換水3次（抽排水3次），對河水進行置換，以保證整治后河道內(nèi)的水質(zhì)質(zhì)量。

2.3 引水活化工程

治理河道黑臭，除采用各種處理技術(shù)直接去除水體污染物外，重要的一點是連通水體，使水體活化流通起來，實現(xiàn)“流水不腐”。

為改善十字河的水質(zhì)，在紅旗泵房內(nèi)安裝引水水泵，從運糧河引水到十字河進行補水活化，十字河寧杭高速以東段的總水量約為18,000m3，每次更新水量不超過十字河總水量的20%，以避免對河道的生態(tài)系統(tǒng)造成沖擊。紅旗泵站僅有向外排水的功能，原配置為4臺泵，泵的流量為1040m3/h，揚程10m，功率45kW，汛期時4臺泵同時向運糧河排水。

設(shè)計在原泵房西側(cè)空曠處新增2臺與原有排水泵平行的臥式離心泵，泵流量為500m3/h，揚程12.5m，功率22kW，采用變頻控制。其中1臺投入運行，1臺冷備。在非汛期時，設(shè)計定期開啟現(xiàn)有1臺泵運行3個小時，向運糧河排放約3120m3污水，然后開啟新建的泵6～7個小時，由運糧河向十字河內(nèi)引入河水3000～3500m3，保持河道的總水量基本平衡。

水泵進水端處設(shè)置軟接頭和手動球閥，出水端設(shè)置軟接頭、手動球閥和止回閥。水泵的進水管管徑為600mm，沿現(xiàn)有排水渠的一側(cè)固定安裝，長度33m，出水管管徑為DN400，沿河岸敷設(shè)在離岸坡2.0m處，地面埋深0.7m，長度1141m，出水口為門字型出水口。合計布置引水管道1174m。管材使用球磨鑄鐵管，內(nèi)外均采用防腐處理，內(nèi)防腐采用水泥砂漿內(nèi)襯，厚度5mm。外防腐采用噴鋅并涂覆瀝青防腐漆。金屬鋅噴涂的厚度應(yīng)不小于130g/m2，金屬鋅的含鋅量至少為99.95%，瀝青漆的厚度不低于70μm。管道采用T型承插式，接口采用橡膠密封圈接口。

2.4 景觀綠化工程

2.4.1 總體布局設(shè)計

該工程主要圍繞河道軸線進行空間布局，高橋門立交東側(cè)及周邊區(qū)域以河道作為項目的景觀軸線，將整個空間一分為二。河道一側(cè)充分利用原有的道路，加鋪面層，新建部分步行道，使林間步道貫穿，將各個區(qū)域的動線串聯(lián)，區(qū)域內(nèi)同時配置停車場、廣場等，另一側(cè)則以軟質(zhì)種植為主。

2.4.2 種植設(shè)計

（1）種植設(shè)計原則

1）充分利用現(xiàn)有樹木，在保留原有樹種的基礎(chǔ)上，形成富有各具特色，同時又有一定連續(xù)性的濕地植物景觀。2）適地適樹與搭配方式相結(jié)合，植物品種應(yīng)以鄉(xiāng)土植物為主，采用有效的植物搭配和組合方式，強化鄉(xiāng)土植物的景觀效果。3）完善植物生態(tài)系統(tǒng)，建立免維護生態(tài)景觀，在以鄉(xiāng)土植物為主的同時，減少建設(shè)投資和養(yǎng)護成本，盡量形成免維護的生態(tài)景觀。

（2）植物品種配置

高橋門立交東側(cè)區(qū)域以種植鄉(xiāng)土樹種為基調(diào)樹種，輔以其他樹種種植。根據(jù)原有植物的實際分布，河道兩側(cè)種植云南黃馨，使河道兩側(cè)綠化有機地串聯(lián)，充分考慮綠化的生態(tài)性，做到有層次、有厚度、有色彩，構(gòu)成一個長期共存的立體植物群落。高橋門立交西側(cè)區(qū)域以水生植物荷花為主，輔以其他樹種水生植物種植。形成“萬畝荷塘”的植物種植濕地景觀。

2.4.3 駁岸設(shè)計

十字河的河道多為水渠形式河道，高橋門立交東側(cè)區(qū)域為硬質(zhì)駁岸，設(shè)計中以整治坡岸綠地為主，高橋門立交西側(cè)區(qū)域為自然駁岸，設(shè)計時恢復(fù)河道自由擺動的曲線，同時設(shè)計生態(tài)的駁岸，在局部區(qū)域打造淺水區(qū)，恢復(fù)河道的生態(tài)群落。

2.4.4 配套設(shè)施設(shè)計

配套設(shè)施主要為公用設(shè)施，公用設(shè)施主要包括座椅、垃圾桶等，在河道人流停駐的地方相應(yīng)設(shè)置。配套設(shè)施選材主要以石材為主，其特點是對環(huán)境無污染、不怕雨水腐蝕、造價低廉、可重復(fù)使用。配套設(shè)施均采用成品，提高建設(shè)速度，降低施工對周邊居民的影響。

3 主要問題及應(yīng)對措施

3.1 主要問題

排污口分散，增加管網(wǎng)投資；河道具有防洪排澇功能，清淤工程對岸坡影響較大；清淤過程會破壞現(xiàn)有的綠化帶；汛期會破壞生態(tài)修復(fù)設(shè)施，因此生態(tài)修復(fù)措施不適用，河道流速較慢，需采取引水措施，使水體活化；引水水量對河道生態(tài)影響大，引水管道應(yīng)經(jīng)防腐處理。

3.2 應(yīng)對措施

（1）根據(jù)河道的排污口現(xiàn)狀以及污水管網(wǎng)的分布情況，制定合理的截污方案。

（2）清淤方案應(yīng)結(jié)合河道的防洪要求，河道清淤時需對河道護坡進行保護，并對河道進行分段清疏。結(jié)合該區(qū)水系規(guī)劃，河底縱坡采用緩坡，清淤至基底，實際施工時需對現(xiàn)狀河底進行復(fù)測，如有矛盾，需及時反饋。

河道清疏時需做好兩側(cè)邊坡穩(wěn)定性觀測，必要時，需回填部分土方進行邊坡加固，如遇特殊情況需及時反饋。疏浚施工過程中，泥漿泵位置應(yīng)及時調(diào)整，避免泵位置處超挖而導(dǎo)致河坡坍塌，特別是駁岸擋墻前趾處不得超挖。河道清淤時，如發(fā)現(xiàn)雨水出水口中有污水流出，應(yīng)標記位置并通知相關(guān)單位進行截污整治。

（3）調(diào)查上、下游水體水質(zhì)情況，合理確定引水方案，引水水量不超過河道水體總量的20%，同時不影響河道防洪功能，引水管道內(nèi)外均采取防腐處理。

（4）摸清河道的藍線與保護線，設(shè)計方案滿足規(guī)劃要求，設(shè)計方案應(yīng)符合安全、耐久、環(huán)保、經(jīng)濟、美觀、節(jié)約資源的原則。

（5）綠化方案應(yīng)合理利用原有自然條件，結(jié)合周邊小區(qū)的特點，遵循人水和諧。對清淤過程中被破壞的岸坡綠化帶及岸坡護砌等，要按照相關(guān)標準恢復(fù)原貌。

4 結(jié)論

通過截污納管、生態(tài)清淤、引水活化及景觀綠化，十字河工程區(qū)域內(nèi)的黑臭現(xiàn)象可消除，生態(tài)環(huán)境將極大改善，提高了治理段河道的水質(zhì)，生態(tài)環(huán)境趨向良性循環(huán)。同時工程的建設(shè)將有效控制內(nèi)源污染和外源隱患，達到削減內(nèi)源污染、攔截外源污染的目的。工程建成后，每年可削減COD約53.5噸、TN13.6噸、TP1.8噸。

蘇南地區(qū)類似十字河的黑臭河道較多，河道污水綜合整治技術(shù)方案應(yīng)用空間較大。該研究成果對太湖流域及其它類似黑臭水體的污染治理具有重要的指導(dǎo)意義。

[1] 王亞艷，張劍剛，倪鵬平，等.原位生態(tài)凈化技術(shù)在城市河道中的應(yīng)用[J].環(huán)境工程，2015，33（3）：11-16.

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[3] 田猛，張永春.用于控制太湖流域農(nóng)村面源污染的透水壩技術(shù)試驗研究[J].環(huán)境科學學報，2006，26（10）：1665-1670.

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Study on Technical Scheme for Comprehensive Realignment of River-way Water Body in Sunan Area

ZHANG Rui-bin
(1.Jiangsu Longteng Engineering Design Co., Ltd, Nanjing 210001;
2.Nanjing Research Center of Rain Water Resource Recycling Engineering Technology, Nanjing 210001, China)

By taking the Shizi River of Nanjing City as an example, the paper carries out the study on technical scheme for comprehensive realignment of black odor river-way water body. The research is suitable to the comprehensive control technology of river-way in Sunan river network areas. The comprehensive technology includes the pollution source control and pollution cut-off, ecological dredging, water activation, landscaping et al. The result of comprehensive realignment shows that through the further optimization, the technical scheme can be suitable to the key technology of the realignment of black odor river-way in Taihu Lake basin network areas.

black odor rive-way; polluted water; ecological dredging; comprehensive realignment; scheme; Shizi River

X703

A 文章編號：1006-5377（2017）07-0055-04

南京市科技計劃項目（201608023）；江蘇省自然科學青年基金項目（BK20140603）；“六大人才高峰”高層次人才項目（JNHB-099）。