海安市新華河生態修復工程

翟姝瑾，潘伯寧，尤永恩，郭曉正

（中機國際工程設計研究院有限責任公司華東區域中心，江蘇 南京 210000）

城市水體是城市生態系統的重要組成部分，其主要功能有排水、分流、蓄水、防洪、防澇、滲補地下水、蒸發緩解熱島效應、滋潤凈化空氣等。隨著城市經濟的快速發展，基礎設施建設的不足逐漸暴露出來：沿河污水排口直排污水入河、地表面源污染隨雨水徑流進入河道、雨污分流不徹底導致混流污水排河、污水管道破損滲漏等，導致河道遭受到越來越嚴重的污染；加之河道護坡硬化，破壞了原有的水體生態功能，水體的環境容量和自凈能力嚴重下降，很多城市河道不同程度地出現了黑臭及富營養化等問題。另外，水體流動性不足也會加劇水體水質的惡化。為了有效治理河道污染，需要采用一系列措施，改善河道的生態環境，恢復水體的自凈能力，實現人與自然的和諧共存。文章以海安市新華河生態修復工程為例，研究河道污染治理方案，供有相似問題的河道整治參考。

1 河道概況

1.1 河道水系

新華河北端通新通揚運河，南端連通揚運河，全長約2.3 km。西起草壩支路實驗中學大門北側，北至丹鳳涵，東至酒廠閘，南至如意河南涵。處于新、老通揚運河之間，兼具景觀和排澇功能，新華河周邊地面高程3.5～4.6 m，河道水位高程2.0～2.5 m（1985國家高程系）。河道現狀寬度15～45 m不等，河水深度為1.0～3.0 m。

新華河與新通揚運河連通的水閘處于常閉狀態，新華河的水無法北排；同時，新華河東西兩端的水閘處于常開狀態，河水常年與通揚運河連通，兩條河水位相等，河水缺乏流動性。新華河水系圖見圖1。

圖1 新華河水系圖

1.2 河道水質

為了解水質情況，項目組于2021年12月的中旬與下旬，在新華河的4個點位（1新華實驗中學后、2白鷺塘、3新安橋附近、4如意河段新華東路附近）分別進行采樣及水質分析。經過水質檢測發現，新華河的水體COD、總磷及氨氮等指標均超過地表水Ⅴ類，污染程度已達到劣五類水標準（氨氮＞2 mg/L，總磷＞0.4 mg/L）。見表1。

表1 新華河水質檢測結果

1.3 污染源分析

根據現場調查，河道污染源主要有以下兩種：一是新華河處于城市繁華地段，雨水地表徑流攜帶油脂等污染物進入河道，污染物會在底泥中淤積，形成內源污染；二是沿線部分小區雨污分流不徹底，仍存在污水直接排河的現象。

1.4 主要的水環境問題

經過梳理，新華河水體存在的主要問題有：①外源污染風險大。新華河沿線雨污分流不徹底，仍存在污水直排入河現象，導致水體指標超標嚴重。②地表徑流攜帶的污染物在河道底泥中積累，內源污染有惡化趨勢。③新華河河水缺乏動力，水體交換和自凈能力弱，加劇了水質惡化程度。而且河道多為硬質駁岸，生物多樣性低，水體生態系統退化，也削弱了水體的自凈能力。

2 河道生態修復常用技術

河道生態修復需要根據水體污染情況，綜合運用多種手段去除水體污染物、提升水體自凈能力、恢復水體生態平衡。常用的方法如下：

2.1 物理方法

（1）曝氣充氧復氧。河道富營養化導致水中的溶解氧含量降低，水體的自凈能力下降。對此問題，可利用工程手段增加水中的溶解氧，如在河道中修筑跌水、瀑布等水工構筑物或者在河道中設置人工曝氣裝置。其中設置曝氣裝置是目前使用比較廣泛的措施之一，常見的方法有鼓風機曝氣、潛水射流曝氣及表面曝氣。

（2）引水活水。對于流動性欠佳的水體污染，可以調度其他水體的水量，通過增大河道流量和流速的方式，增強水體流動性和自凈能力。

2.2 化學方法

在富營養化嚴重的水體，投加化學除藻劑、殺藻劑等化學藥劑抑制藻類生長或去除藻類；為減少水體中的氮、磷含量，還可以向水中投加混凝劑并形成沉淀，將氮、磷固定在底泥中。

2.3 生物方法

（1）植物修復。植物修復是在水體中種植不同類型的植物重塑水體生態系統的修復方式。植物修復充分利用植物根系對水中氮、磷、重金屬及有機物的吸收、吸附能力，去除水中的富營養成分、重金屬和有毒物質；同時植物生長還能夠抑制藻類生長，并且能夠為水生生物提供棲息場所，保護水環境的生物多樣性。

（2）動物修復。向水體中投放浮游動物、貝類、魚類等以藻類為食物的動物，利用動物食物鏈原理減少藻類數量，降低水體氮磷含量，凈化水質。

（3）微生物修復。根據河道污染程度，向水體和底泥中投加微生物菌劑，可以改善水中原有微生物群落結構，對河道中各種污染物的降解、氮磷等營養元素的循環和固定能起到重要作用，并且能提高河道的自凈能力，恢復河道生態功能。

3 河道生態修復方案

針對新華河存在的水環境問題，本工程綜合運用物理方法、化學方法及生物方法對水體污染進行綜合治理。方案如下：

3.1 點源污染治理

整改現狀雨污混接排口；封堵河道東側小區4處污水直排口，并沿河邊道路新建污水管道，將污水收集送入市政污水管網。

3.2 面源污染治理

緩沖帶生態修復后可作為海綿體截流一部分初期暴雨徑流，對面源污染控制有一定效果。根據河道雨水口水量的大小，沿每個排水口設計1個小型雨水排口生態緩沖消減系統。外圍用生態格賓石籠箱組成環形，上部種植水芹，有效捕集吸附水中營養鹽。環形中部填充透水型填料，主要為陶粒，以尼龍網帶裝于石籠網箱內，底部填充卵石或塊石。下層石料用于壓住河床底部，中層陶粒吸附水中雜質。雨水經過該系統的初步過濾凈化后排入河道。

3.3 內源污染治理

河道淤積，除直接影響河道的蓄水功能和引排能力，其底泥會釋放N、P等污染物，底泥還是越冬藍藻種源的棲局場所，會加劇水體富營養化，加重水環境的惡化。因此，有計劃、有重點地進行清淤疏浚很有必要?？紤]到新華河近期已經進行過清淤，建議采用原位處理淤泥的方法，投放底泥改良劑。改良劑主要成分為生物菌，菌劑與底泥混合后，通過氧化還原作用、水解作用等對有機物進行分解；微生物分泌的胞外酶可將有機污染物分解成小分子物質進入細胞內，由胞內酶降解。

3.4 提升水體動力

新華河目前僅與通揚運河相連，且兩條河的水位高度相同，導致新華河水體缺乏流動性。由于長期缺乏流動性，污染物在河道中不斷積存，嚴重破壞了水體的自凈能力和生態系統。為了從根本上解決水質問題，除了采取控源截污等治理措施外，尚需從水動力方面考慮，解決水體流動性問題。增加水流速度，有利于水體復氧，強化好氧微生物降解，進而達到提升自凈能力及環境容量的目的。

本工程改造現狀2座閘門、增設穿墻提升泵，對新華河進行補水活水：加寬現狀草壩涵閘閘槽，放入一體化閘泵，利用穿墻提升泵自南向北引通揚運河水進入新華河；保留丹鳳涵北側閘門，拆除南側閘門并新建一座一體化泵閘，通過穿墻提升泵的機械提升，將新通揚運河水引入新華河。增加引水點后，新華河的河水將整體呈自西向東的流動狀態，最后從如意路暗涵排入通揚運河，實現提高水體流動性的目的。

除了引水增加水體流動性外，本工程還利用太陽能水循環復氧設備增加水體的擾動，使水體縱向循環流動，實現了對深層水體的復氧。

3.5 曝氣充氧復氧

本工程在新華河內設置6組管式微孔曝氣系統、8臺噴泉曝氣設備及3套太陽能水循環復氧系統，利用曝氣設備可以提升水體動力，增強水體復氧能力，保持水體污染物的持續降解。

3.6 植物修復及微生物修復

本工程在河道內設置生態浮島，采用輕質陶粒、生物炭、火山巖、沸石等為基質，種植西伯利亞鳶尾、黃菖蒲、水芹菜等挺水植物，部分河段種植沉水植物，并對新華河進行了生態駁岸的建設，充分利用挺水植物和浮水植物吸附分解水中有機污染物，有效去除富營養化水中的氮、磷，同時提升河道整體景觀效果。

太陽能水循環復氧系統可以向河道中投加微生物菌劑，實現增強水體中污染物的生物降解的目的。

4 治理效果及建議

本工程綜合運用控源截污、引水活水及植物修復等方法，對新華河水環境進行綜合整治。工程實施后，對水質進行檢測發現：水體透明度有了明顯提升、水體總磷及氨氮均達到地表水Ⅳ類水標準。

為保障河道生態修復的效果持續穩定，建議對水文、水質進行監測，日常維護與專業維護相結合，對水生生物和活水設備等進行定期檢修維護，保證河道水質處于良好穩定狀態。