史雪英
在北方城市水資源短缺和地下水過量開采的情況下,河道水體業受到了嚴重破壞,制約了北方經濟與生態環境和諧友好的發展,河道治理迫在眉睫。本文結合北方城市河道特點,論述了北方城市河道的生態環境問題,旨在探索開發治理河道的生態化建設途徑,發揮河道的基本功能及旅游、文化等高級功能。
我國是一個水資源短缺的國家,水資源時空分布不均。隨著北方城鎮化、工業化和美麗鄉村建設的發展,地下水的大量開采,水資源短缺已成為制約北方經濟發展和生態環境改善的瓶頸。同時,河道人為破壞、排放污水等,使原有水生生物不斷減少,水體水質不斷惡化,肆意傾倒垃圾阻礙了河道發揮行洪功能,采石挖沙使河道河床不穩。在北方,由于季節性降水的影響,可導致河道內發生洪水災害或是干涸現象,部分河段富營養化嚴重,甚至演變為黑臭水體,影響了人們生產生活用水及生態用水。因此,治理河道具有迫切性,對地下水補給、生態環境建設和經濟發展均有重要意義。為此,針對北方城市河道生態環境問題,探索開發河道治理的途徑,以期為北方城市生態環境建設提供參考依據。
(一)水體自凈能力差,水質惡化
北方城市河道普遍水量小,水流緩,河道內水利條件不利于污染物稀釋,河道內持久性污染物降解更加困難,導致大量排河污染物持續聚積,人為大量的排污,超過河道水體受納能力,出現微生物中毒甚至死亡,隨著持續性排污,河道水體的自凈能力不斷下降,河道水體水質持續惡化。
(二)河道內生物結構單一,底質有害物質聚積
許多有機污染物在水底被污泥吸附而沉積下來,對水生生物持續毒害,使得現有種群逐漸被適應污染水體的生物群體代替,水體生態結構被破壞。污染河道內生物體聚積了大量有害物質,并常伴有致癌、致畸形、致突變的性質,如果人們取用了河道污水用于生產、生活或者農田灌溉,產品、植物或農作物都可能會受到污染,影響人們的健康。
(三)河道縮窄,基本功能退化
北方生產生活多開采地下水,隨著經濟的發展,部分地區已經形成了地下水的降落漏斗,地勢差使得地表水補給地下水,北方雨量少,補給河道水體不足,河道水量變小。人為傾倒垃圾和上游河床泥土沖刷,造成河道縮窄,河流萎縮,河道的自然功能、服務功能、人文景觀功能和災害功能等基本功能退化。
綜合多種國內河道治理的措施和建設工程,多數建設工程與周邊生態環境分割而不能融合協調,破壞了景觀協調和生態系統的平衡。雖然治理了河道,但同時也產生了二次污染。如河道底質聚積了大量了有害物質,有些河道清淤后污泥沒有有效處理,有些則是上游截污不徹底等情況。
因此,為避免河道治理二次污染,開發河道多種功能,探索根據河道的自然屬性,設置河道治理工程是必要的。河道是生態環境的一部分,天然的河道本身具有自凈能力,但天然河道的自凈能力存量較小,如果設置一道治理工程使天然河道的凈化能力在有限長的治理段河道內濃縮,不但能完成河道治理凈化和修復,也能實現無二次污染物外排,進而設計為兼具旅游、文化功能的生態景區。
(一)河道污染成因
河道無污染包含外來污染和內部污染。外來污染可以劃分為點源、面源和線源污染。點源污染主要來自污水處理廠尾水、不合規的排放口、人為傾倒垃圾和自然風力傳送垃圾等。面源主要來自地面徑流、大氣降雨和空氣污染物等。線源污染主要來自交通揚塵和汽車尾氣降落或是經雨水沖刷后侵入河道水體。
各種污染物侵入河道水體后,造成水體氧容量過低,缺少水生生物生境,使水體逐漸失去自凈能力。
河道內部污染主要是河水滯流,使氮、磷、重金屬等污染物質的底泥河道淤積,大量含有有機物的沉積造成了河道內部污染。綜上,外來污染是導致河道水質惡化的根本原因。
(二)河道治理的開發構想與分析
1.從源頭上進行治理
北方河道的水量補給主要來自源頭水、污水出廠的尾水和大氣降雨,維護河道水質可以采用以下五種方式。一是定期監測上游參照點水質。監控上游水質,保證水質出現異常后及時采取排查和采取應急措施。二是污染型企業或單位外排廢水,禁止不經處理直排入河。加強河道排放口的監管和督查。三是加強環保宣傳。在沿河建立警示標示,禁止人為傾倒垃圾和污水直排,限制水上娛樂,宣傳環境法律犯規要求。四是河道水體及補給水體預處理。在河道上游建設兩道攔截閘壩,有效攔截上游懸浮物,并及時清理清運避免對河道治理工程造成污染治理負荷。監管污水處理廠的污水保證尾水達標后排放。加強大氣環境治理,減少降雨對河流造成的污染。五是建立網格化河道管理制度。使河道監管由粗放到精細化管理過渡,促使向河道排污和河道治理均得到有效監管。
2.建設提升泵站和在線監測系統
建設提升泵站和水閘,水閘處布置在線監測系統,監測河道治理前的水質。水閘根據水體使用功能調整,水流量大時,開放水閘,保證河道的行洪功能。水流量小時,根據水生魚類習性,開放過魚口。
3.河道水體生態凈化
提升河道水體到高處生態景觀區,景觀區模擬彎曲的生態河道,分段式進行處理,通過噴泉的形式設置曝氣增氧,增加水體含氧量,投放活性污泥,植入可凈化水體的植物(如蘆葦、黃花鶯尾、燈心草、沙草等)和動物(如食藻蟲、原生動物等),錯落的設置水面浮游島自然改變水體流動方向,達到攪動水體和最大接觸活性污泥的目的,最終達到水體的自然凈化。
4.下游河道修復能力恢復
北方河流徑流量小,上游水體治理節流后,可為下游恢復基底污泥活性創造河道修復條件,拓寬河道,清淤并替換底質,治理后的水體反流回河道內,待河道水流穩定后,縱向培植沉水、中間、浮游水生生物系統,恢復河道的自然狀態和基本功能。
河道底泥不應長時間堆放,清理的底泥及時清運,避免底泥堆放占地和破壞土壤,清除底泥可有效去除污染內源,為水體水質的好轉和穩定創造條件。為防止造成二次污染、破壞水體正常生態層,因此要著重考慮截留時疏挖,一般采用水采水運方式,即用絞吸式挖泥船進行水下疏挖,用加壓管道將泥漿送至衛生填埋場進行衛生填埋。衛生填埋的優點是投資較少、容量大、見效快,且能夠通過產生填埋氣獲取新能源。為避免衛生填埋產生二次污染,應做好填埋場遮蔽工作,減少異味散溢和雨水侵入。重點做好填埋場的防滲工作,防止溶出液體滲透入土壤并污染地下水,溶出液體經管道收集后,可送污水處理廠進
行處理。
5.多梯級生態化建設
本設想利用河道的自然凈化能力進行河道水體治理,利用天然河道降解污染物的原理,達到自然凈化的目的,無二次污染物外排。河道分為初濾段、治理段和修復段分段式治理后,根據每段河道的特點分別進行河道生態化建設。上游水量較大,可根據河道水質及取水條件建設取水口,用于農田灌溉或生產生活。處理區建設生態景觀公園,使河道整體景觀與城市建設相融合。工程項目建設后整體工程與周邊生態景觀相協調,可以開發河道的旅游功能,融入所在城市的文化內涵,使河道具有旅游和文化功能。
北方河流徑流量小,水量補給不足,若采用模擬自然河道的方式進行河道治理,無二次污染物外排,人工修復生態環境并與周邊生態環境諧調,河道經本構想開發治理后,不但具有河道基本功能,并兼具景觀、文化功能,使河道及治理工程成為城市發展一道靚麗的風景線。
(作者單位:廊坊智慧環境生態產業研究院有限公司)