黑水河河道水環境生態治理措施分析

尚真宇

(遼寧省河庫管理服務中心(遼寧省水文局)，遼寧 沈陽 110003)

當前隨著環境保護觀念的深入人心，水生態環境修復也成為河道治理工程的重要組成部分。而且由于城鎮規模的不斷發展，很多郊外河道逐漸演變為城區內河，面臨的污染源顯著增多，導致水體發臭，給周邊居民的生活帶來較大影響。

1 工程概況

黑水河全長約63km，其中在綏中縣內段長約40km，汊流發育，形成辮狀水系，流經多個城鎮鄉村，年均輸水量1.096億m3。本項目治理河段經盤嶺、葛家、上坎子、廣裕店、木掀溝、平臺子村止，總長度11.6km，主要任務包括河道水生態治理和流域附近城鎮“海綿功能”建設。

2 黑水河河道水環境治理

2.1 河道水質現狀分析

通過實地調查，共選取了5處代表區域水樣進行水質評價(為保證檢測結果準確，每個區域水樣設計為5個)，主要評價指標以及檢測結果詳見表1[1]。

由表1數據可知：①整個項目河段水質總體呈Ⅴ類標準，水質很差，水體富營養化嚴重；②由葛家村到上坎子村，水質明顯變差，而且水體偏酸性，分析原因是兩岸居民區距離河道很近，生活污水排放量較大[2]；③從上坎子村到最終的平臺子村，水質慢慢變好，說明河道具有一定的生態自凈能力；④通過實地調查發現部分河段水流較快，導致自凈能力差[3]。

表1 水樣水質檢測結果數據 單位：mg/L

2.2 水環境生態治理措施

目前，針對水體富營養化治理措施較多，包括：化學措施、增氧曝氣、微生物技術、生物措施等，各個措施的優缺點及費用對比詳見表2[4]。

表2 水環境生態治理措施對比分析

一般僅通過一種措施很難達到水質凈化的效果，因此本項目設計采用“增氧曝氣+生物措施”相結合的方式，其中增氧曝氣是核心技術[5]。

2.2.1增氧曝氣裝置比選分析

目前常見的增氧曝氣裝置包含三類：葉輪式增氧機、微孔增氧機、微納米氣泡增氧機，這三類裝置的技術參數、優缺點對比見表3。

表3 增氧曝氣裝置比選分析

通過對比，本項目設計選取微納米氣泡增氧機作為曝氣裝置，具體生態治理組合為“微納米氣泡增氧機+投加絮凝劑+天然、仿生人工水草”[6]。

2.2.2治理效果分析

本項目于7月中旬開始實施，期間每隔15d對水質進行一次檢測，一直持續到10月底。項目河段內5處取樣點的水樣中化學需氧量(CODCr)、氨氮量變化曲線分別如圖1—2所示[7]。

由圖1—2可知：①項目河段水體中化學需氧量(CODCr)和氨氮量總體均呈現較大幅度降低，說明水質向好的方向轉變明顯；②截止到10月底，河水中化學需氧量(CODCr)測量值基本在15～35mg/L范圍，基本能夠達到Ⅲ類水質；③截止到10月底，河水中氨氮量測量值基本在2～3mg/L，雖然還是Ⅴ類水級別，但是已經相對于處理前有明顯改善[4]。

圖1 各取樣點水樣中化學需氧量(CODCr)變化曲線

總體而言：通過采用“增氧曝氣+生物措施”相結合的水生態環境治理方式，顯著凈化了水體，河水不再有氣味，且水體中存在了大量魚蝦等動物。

圖2 各取樣點水樣中氨氮量變化曲線

3 黑水河流域濱水區和非濱水區治理

除了對河道水質進行直接人工干預外，還需要對流域濱水區和非濱水區進行治理，防止污染河水水質、破壞河道生態環境。

3.1 黑水河流域濱水區治理

針對濱水區，主要就是對河岸護坡進行治理，原狀護坡多為自然土坡，沖蝕現象嚴重，且很多地方無河堤，通洪能力不足，無法有效保護兩岸耕地。通過參考其他工程經驗，本項目河段設計采取漿砌石生態護坡形式，可有效阻擋雨水中的泥石進入河中，坡腳設計為格賓網石籠，如圖3所示[8]，由于施工技術簡單、成熟，在此不再詳述。

圖3 新建河道護坡結構示意圖

3.2 黑水河流域非濱水區治理

非濱水區建設是構建河道良性生態體系的重要一環，其主要目的是降低雨水對河道水質的影響程度，充分利用地層自慮能力，提高入河水質量。技術理念參照“海綿城市”建設，通過“滲、滯、蓄、凈”等手段，將生態理念融入城鎮建設中[9]。

3.2.1大面積打造透水鋪裝帶

黑水河流域附近城鎮規模在不斷擴大，使原來的自然土面被改造成不透水人工地面，無法吸收一部分降水，水流強度大，匯聚后容易將污染物一并帶入河水中[10]。透水鋪裝可入滲一部分雨水，降低匯聚速度和強度。具體措施可在城鎮、村落道路建設時積極應用透水磚、透水水泥、透水瀝青等[11]，具體結構如圖4所示。

圖4 透水鋪裝示意圖

3.2.2打造雨水滯、蓄工程

(1)建設雨水花園，既可當做居民休閑中心，又可滯蓄雨水。設計建在城鎮與河道之間位置，本項目共設計5處，每處面積在2500～3000m2。在設計時應注意蓄水層選取的土壤的滲透性與植被耐水性應對應，具體結構如圖5所示[12]。

圖5 雨水花園結構示意圖

(2)建設滲透塘，充分利用郊外洼地，匯聚雨水來補充地下水且可削減洪峰流量，此外，利用地層過濾作用來凈化雨水[13]。本項目共設計3處滲透塘，分布在上坎子、廣裕店、木掀溝，每處面積均在1500m2左右，深度在3.0～4.0m，具體結構如圖6所示[14]。

圖6 滲透塘結構示意圖

(3)打造植被緩沖帶，作為攔截雨水匯流的重要措施，本項目主要在城鎮居民區流域內建設了共計5.2km，而且兼顧了沿河景觀建設，具體結構如圖7所示[15]。

圖7 植被緩沖帶結構示意圖

4 結語

河道水環境生態治理工程是一個綜合性工程，必須對整個體系進行合理配置。本項目立足于黑水河流域實際情況，制定了河水水質改善措施以及流域范圍內其他人工干預工程，通過檢測發現水質得到了極大改善，說明工程取得了很好的效果，可以給其他類似工程提供參考經驗。同時，河道生態治理具有明顯的地區性，工程效果會因為污染因子、污染原因不同而存在地區差異。