蘇北平原典型地區河道水質提升與水生態修復淺析

施曉歡 張 磊 陸洪亞

一、背景

近年來，隨著“水十條”的發布以及對水環境整治要求的逐步提高，國家在區域水環境整治方面進行了大量的工作，整體水環境質量不斷提升。本文對蘇北平原典型地區宿遷市吳集鎮水環境現狀進行調查分析，從河道水質提升角度，以解決實際水生態環境問題為目的，通過對水系進行綜合生態環境治理，達到凈化水污染物，整體提升區域水質，恢復區域水生態功能的效果。

二、區域水環境現狀調查分析

（一）水系整體水質狀況分析

根據近期河道水質資料調查，區域水系主要以有機污染為主，主要污染物為CODcr、BOD5、氨氮和總磷。目前吳集鎮鎮域范圍內河道實測主要污染物為總磷和氨氮、高錳酸鹽指數，部分監測時段出現水質不穩定情況，主要在排口處，且河道富營養化趨勢明顯。

（二）水質生物指標調查分析

水生生物調查是河道富營養化調查中的一個重要內容。水生生物的種群組成、數量變動及群落結構與功能的變化，反映了河道的營養化程度。

1.浮游植物

區域水體雨季未呈明顯的藍綠色，水體中藍藻、綠藻、浮萍等浮游植物相對豐富，但未形成優勢爆發種群。這主要考慮目前水系連通周邊航道，泥沙含量較高，濁水態不利于浮游植物光合作用和生長。

2.沉水植物

沉水植物對河道中氮、磷等污染物有較高的凈化效率，可固定沉積物、減少再懸浮，降低河道內源負荷。但區域內僅局部水面可見沉水植物。

3.挺水植物

挺水植物能增加生態系統多樣性和穩定性。吳集鎮水系河道均為硬質護岸，濱水生態系統割裂，無自然坡岸，不利于近岸挺水植物生長。根據實際調查，吳集鎮河道內鮮有挺水植物生長。

4.底棲動物

經調研，水體中僅發現少量螺類，證明水體已達到一定的富營養化程度。通過河道水生態系統的功能得到改善，實現河道生態系統中物質循環和能量流動良性機制，是一種有效的修復手段。

5.魚類

在環境因子的影響下，魚類會產生各種適應性變化，其作為高營養級群落對于其他類群的存在和豐度有重要影響。經調研，水體中以河鯽為主，少見食肉性魚類，種群相對單一，不利于河道富營養化控制和河道生態系統修復。

三、水質提升與水生態修復難點

根據河道的現場踏勘和斷面水質的取樣化驗分析，面臨的問題如下：

（一）局部區域水體水動力不足

區域內的河道屬于平原河網圩區，上下游區分不明顯，進出水依靠水閘抽水泵調控，區域河道橋、涵數量較多，水工構筑物兩側靠近河岸處往往存在水動力不足的區域，容易停留枯枝、柳絮等懸浮物，藻類浮萍也容易在范圍內快速生長，成為引發整體河段藻類爆發的源頭。

（二）初雨、滲污、溢污等外源污染亟需原位阻截凈化，保護水質不受影響

區域內河道兩岸存在不少住戶，沿線有零星的岸坡污水滲出點，且現狀情況下無法對管道等局部漏損進行修補。雖然這些點位在非雨期水量不大，但是水動力的相對缺乏和脆弱的水生態環境足以引起局部河段水質的反復和惡化。因此，需要對岸坡雨污滲出點、溢出點的初雨和雨污水等進行原位高效的攔截與深度凈化處理，保護河道水質不受外源污染，提高河道內水質的穩定性。

（三）底泥釋放等河道內源污染需要持續凈化，強化河道自凈能力，維持河道水質穩定

由于河岸的硬化，水（岸）生態系統遭到割裂和破壞，城鎮河道水環境容量及自凈能力嚴重不足，長期以來河道沉積物不能被消納，最終產生內源污染。因此，考慮彌補常規河道水力清淤的不足問題，需要采取長效穩定且生態化的河道內源污染消除的技術方法，持續不斷地凈化內源釋放的污染物，并改變河道底質厭氧的現狀，逐步在河底淤泥表面形成兼氧-好氧型的土著微生物絮體覆蓋層，削減底泥釋放速率，達到穩定消除和控制底泥釋放的效果。

（四）區域生態系統退化，水生態需要重構，增強水生態彈性，恢復良好水生態功能

區域水生態問題比較明顯，主要體現在水生態系統退化。河道兩岸面貌景觀整體較差，呈現“光禿禿”的景象，生物多樣性下降，水生動物、魚類、浮游植物、浮游動物、土著水生物種豐度顯著不足。清水種較少，耐污種較多，藻類濃度較高，葉綠素濃度較高，生態系統的穩定性不足。從現場調研情況分析，目前河道內的植物僅存在少量挺水植物和沉水植物，水生動物以少量河蚌、螺螄和鯽魚為主，生態系統物種單一，多樣性和豐富度較差，沒有形成較好的水生態系統，不能有效促進營養物質和污染物的遷移轉化，導致河道水污染物負荷積累，生態系統退化陷入惡性循環，最終影響水質和生態服務功能。

四、設計思路

本次設計思路分為三個方面：

（1）采用低影響開發凈污技術，消除河岸滲漏、溢流、初雨徑流等污染源對河道水質的不利影響。

（2）通過生態技術，持續降解河道內源污染使得水質得到提升，減少底泥的污染釋放。

（3） 構建恢復河道水生態，使水質得到穩定保持，水生態功能得到恢復。

采用原位生態圍隔、高氮磷吸附新型人工濕地等生物修復技術方法，輔助結合人工濕地、曝氣增氧、生態浮島等措施，加速河道內氨氮、COD污染物的快速降解，增加水溶解氧濃度，使得水質能較快達標和提升。

針對沿河岸滲漏點等入河污染負荷，采用凈污設施、配合原位生態圍隔技術，因地制宜，經濟合理地布置于沿河滲出點和溢流點。凈污設施采用氮磷高效吸附填料布置于滲污點、排污口、雨水排口，對入河污染和初期雨水進行有效攔截和消除。同時，將原位生態圍隔布置于部分河道沿岸，采用具有高生物親和性與比表面積改性生物填料，能對河道內的氨氮和COD起到有效降解作用，縮短初雨污染物入河后河道水質恢復所需時間，對增強水體自凈能力，維持河道水質水生態，具有明顯促進作用。

此外，采用定植河底沉水植物、浮葉植物、構建水岸貫通帶等生態修復措施，起到恢復水陸生態功能，達到保障和提升水環境修復效果、增強水體抗污“彈性”，恢復良好水生態功能并獲得較好的生態景觀效果。構建河底水中森林，覆蓋淺水區域河道；定植水岸貫通植生帶和生物巢挺水植物帶，并設置浮葉植物。

五、結語

蘇北地區吳集鎮周邊已有較好的區域性水生態環境改善工程措施，通過實施河道滲水溢污的原位凈化，河道水質提升和生態修復等措施，能從源頭阻斷污染物進入水體，同時河道內加強生態自凈能力，修復和提升區域水環境，恢復區域水體生態功能，這些經驗可以為平原地區其他城鎮河道類似項目的設計施工提供參考■