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【摘要】目前國內城市硬質化河道占很大比例，普遍存在富營養化現象，生態功能基本喪失，水體自凈能力弱，水環境治理難度大。本文在對城市水環境特征進行分析總結后，提出了系統性綜合治理、生態治理為主、結合海綿城市建設理念、建管養并重的治理思路，并結合工程案例介紹了相關措施方案，對最終治理效果進行了評估。本文提出的治理思路和相關的工程實踐對城市河道提升和改善水質具有一定的參考意義。
【關鍵詞】水環境;劣Ⅴ類水體;生態治理;海綿城市
隨著城市化進程的加快，全國范圍內相當比例水體的水環境遭到不同程度的破壞。根據相關統計，2016年我國達不到飲用水源標準的Ⅳ類、Ⅴ類及劣Ⅴ類水體在河流、湖泊(水庫)、省界水體及地表水中的占比分別高達28.8%、33.9%、32.9%及32.3%。在經濟發達的長江中下游地區，中小河流富營養化現象嚴重，水葫蘆、浮萍等水生植物瘋長形成河面綠毯，更嚴重的，形成黑臭水體，水域環境極差。水環境的好壞與區域污染負荷密切相關，一旦污染負荷超過水體的自凈能力，水質惡化將不可避免，水生態系統也將面臨崩潰的風險。2015年4月，國務院印發《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”)，要求到2020年全國水環境質量得到階段性改善，長三角區域力爭消除喪失使用功能的水體;到2030年，力爭全國水環境質量總體改善，水生態系統功能初步恢復。各省市也相繼制定了工作目標，例如:上海市制定了《上海市2018—2020年環境保護和建設三年行動計劃》，要求到2020年地表水環境治理明顯改善，重要水功能區水質達標率達到78%，國考斷面水質全面消除劣Ⅴ類，市考斷面水質95%以上達到或優于地表水Ⅴ類水。
1城市河道水環境特征
對于城市化地區，由于人口密度大、工業發達，污染種類和污染負荷一般都超過農村地區，因此城市地區的水環境治理難度更大、更復雜。在城市化進程中，自然河道應有的形態逐漸消失，河道水環境也隨之發生了重大變化，主要有如下幾點特征:a.河道護岸普遍硬質化，濱河緩沖帶缺失。城市建設中，大量河道被填埋和侵占，水面率大大下降。而為了滿足城市防洪、除澇、航運等功能性需求，河道被硬質化建設，大量建筑、道路緊鄰河道修建，濱河岸帶被大大壓縮，甚至消失，無法發揮緩沖帶功能，大量面源污染直接入河。b.河道水體非自然流動，水動力分布不均衡。出于防汛、排澇的需要，城市河道被分割成多個片區、圩區，通過外圍控制口門進行引排水。由于排水路線的差異，導致河道水動力分布不平衡，在水動力較差區域，水體長時間得不到交換，水質惡化。c.水生態系統不健康，河道自凈能力弱。由于城市河道硬質化，加上水深過大，水體渾濁，導致河道水生態系統處于不健康的狀態，高等水生植物難以成活，生物多樣性差，河道自凈能力弱，一旦溫度升高，藻類隨之暴發，河道發綠甚至黑臭。d.河道污染負荷重，雨水管網中有大量污染物入河。在河道治理中，大量直排河道的污水口被封堵，但是城市河道周邊情況比較復雜，特別在老城區，隱蔽的排污口或者污水錯接進入河道的情況屢見不鮮，污染負荷大大高于河道自凈能力。根據武漢理工大學姜應和教授對武漢市部分區域入河污染物的研究成果，在污水直排被控制的情況下，入河污染物(以COD計算)中:污水管道錯接占比最大，達到38%;沖掃馬路造成的污染占比約為18%;初期雨水污染占比約為10%;其他則包括陽臺洗衣機排水、大氣降塵等。
2城市河道水環境治理思路
消除河道黑臭是城市河道水環境治理的第一步，防止河道返黑、返臭，消除劣Ⅴ類水體以及進一步提升和穩定水質，都是急需解決的難題。傳統水利工程的對象是混凝土、磚石等“非生命體”，而水環境治理面對的是水生植物、魚類、微生物等“生命體”，治理思路必有很大的不同。
2.1系統性綜合治理
生態文明建設需有系統思維，水生態文明屬于生態文明的一部分，解決水的問題也需堅持系統思維，主要體現在3個方面:a.河道水系是連通和流動的，水環境治理應體現流域治理、區域治理理念?，F階段水環境治理亟須頂層規劃設計，重視對治理區域的合理劃分，打破人為分割、各自為戰的現狀。河道分割治理造成的后果之一就是不少環保企業為了達到治理效果，對河道進行各種隔斷，既對防汛安全造成威脅，又無法做到標本兼治。b.水環境治理需要各部門的協調動作，要充分發揮河長制的作用。河道中的水環境治理技術難以應對高負荷、短歷時污染負荷沖擊問題，沒有水岸聯動的系統性綜合治理方案，水環境治理很難成功。c.水環境治理需要綜合性的治理措施，從內外源污染控制到水生態系統構建，需要多種技術的綜合運用，應客觀評價每種技術的作用和局限性，過分強調某種“神奇”技術的作用，會造成誤導。
2.2生態治理為主
在控源截污的前提下，水環境治理應以增強河湖水體自凈能力為根本目的。在河湖治理的初期，可利用人工措施進行強力干預，但是要長期維持水環境的健康穩定，減輕后期運行管理負擔，就必須以生態治理為主，構筑長效、低維護的水生態系統，實現水體自然凈化的良性循環。需要指出的是，不少前期已經消除黑臭的河道，往往是通過人工復氧降低了氨氮指標，氨氮轉化為了硝氮，而并未改變水體富營養化的狀態。硝氮很容易被藻類吸收，藻類暴發與水體返黑、返臭的風險依然很大。只有以生態治理為主的措施方案才能夠有效降低水體的富營養化水平，形成健康穩定的平衡。在對水環境治理技術進行方案比選時，需要特別重視對后期運行管理成本的計算。例如:人工曝氣可以快速提高溶解氧，增強水體凈化能力，但如果將其作為一種長期手段，那么就需要認真考量后期的運維費用。而對于某些水處理設備，除了設備本身造價外，還需要詳細了解其運行期間可能產生的費用。如果大量城市河道需要依賴人工措施才能維持水質，那么后期運維成本必然巨大，甚至難以為繼。因此，堅持以生態治理為主，有助于降低工程投資，減少運維費用，并且與其他手段相比，環境友好且作用持久。
2.3結合海綿城市建設理念
海綿城市建設理念是從源頭上對污染物進行控制;河道水環境治理也需要重視對面源污染、初期雨水污染的控制;兩者高度契合。治水先治岸，把污染物盡量留在岸上，充分運用海綿城市理念，可起到事半功倍的作用。在傳統水工護岸設計中，往往忽視對面源污染的控制，所謂生態護岸只是著眼于擋墻材料的透水透氣，卻未重視護岸總體系統的生態性。護岸設計時可結合海綿城市建設理念，通過陸域微地形的改造或其他措施，避免初期雨水直排河道，而是將雨水徑流導入綠化帶，經其自然存蓄、自然凈化后再排入河道，可有效減輕對河道水質的影響。對于城市河道存在的雨水泵站排放污染難題，除了對雨污混接進行排查改造外，踐行海綿城市建設理念則是從源頭上削減污染物，也是最終的解決之道。
2.4建、管、養并重
河道水質的長效維持離不開專業的管養，相比“非生命體”傳統水利工程，“生命體”的水環境治理更加需要樹立建、管、養并重的理念。河道水環境的管護不同于傳統的河道保潔，需要專業的管護隊伍根據動植物的生長習性和河道水質的變化，制定專門的管護方案。只有管護隊伍專業化的精細管養，才能確保河道的長治久清。
3工程案例介紹
江蘇省宿遷市馬陵河總長約5.2km，是宿遷市的一條重要排水通道，市政府經過多年的截污納管、海綿城市建設，將原本黑臭的馬陵河打造成了城市新名片。宿遷市對馬陵河的治理是典型的系統性綜合治理，堅持水岸聯動，統籌考慮雨污混流、初期雨水污染問題，通過截污納管、初期雨水調蓄和海綿城市建設，大大削減了河道的外源污染，為水環境的進一步改善打下了堅實的基礎。除中段外，馬陵河上、下游段的水質指標基本穩定在地表水Ⅲ類標準。馬陵河中段長度1.6km，該段穿過老城區，兩岸均為硬質擋墻護岸，屬于典型的城市地區硬質化河道。相比上、下游，馬陵河中段生態多樣性差，水質劣于上、下游，高溫季節藻類大量暴發，需要進行有針對性的水環境治理。經過對河道的詳細調研，針對該河段的具體特點，堅持以生態治理為主，綜合運用了如下3項技術:a.泥水界面重塑技術。清除上層嚴重污染的淤泥，固化封閉下層底泥，嚴控底泥營養鹽釋放。b.梯級生物凈化技術。因地制宜利用河道沿線兩道鋼壩門，通過調控水深和流速，形成梯級生態凈化格局。c.生物競爭抑藻技術。利用水生植物抑制藻類生長，改善河道底質，吸收氮磷和增加溶解氧。該項目于2018年10月全部完成，經過一個多月的養護和調試，中段水質已經優于上、下游水質。相比工程實施前，中段河道的氨氮降低了約70%，主要水質指標達到地表水Ⅱ類標準，河道清澈見底。此外，經過對生物多樣性的調查，工程實施完成后，治理段植物共計19種，其中高等維管束植物18種，分屬于15科18屬;藻類1種。相比治理前，沉水植物物種從1種增加至7種，系統生產者種類和數量顯著增加，相應系統生產力(生物量)顯著提升。沉水、浮水、挺水和濕生植物日趨豐富，生物組分結構更加完善。在底棲動物方面，發現了數量大、密度高的疣吻沙蠶和泥沼螺，大型底棲動物從無到有，表明水生態系統內的物質循環、能量流通和信息傳遞通道已逐步建立。經過治理，馬陵河中段已經由以浮游藻類、底棲藻類為主的“濁水態藻型生態系統”轉變為以沉水植物為主的“清水態草型生態系統”，物種豐富度明顯增加，自凈能力和抗沖擊能力大大增強。馬陵河中段治理已經取得了初步的效果，本著建、管、養并重的治理思想，該工程制定了有針對性的管護計劃，除了定期對水質進行監測外，一年四季的管護各有側重點:春季時適當降低河道水位，使沉水植物接受更多光照，有利于幼苗的生長;夏季每月對植物修剪一次，去除擴張性植物和死株，挖除過密植株，有利于通風透光，改善植株的生長空間;秋冬季節主要對枯萎植株進行收割和打撈，并注意保留一定長度的根莖，有利于植物安全越冬。此外，把監測和控制食草性魚類的種群數量也納入了日常管護工作。項目完工只是水環境治理的第一步，專業管護，久久為功，方能水清岸綠。
4結語
硬質化河道在城市化地區大量存在，其生態功能喪失、自凈能力弱的缺點，嚴重阻礙了河道水環境的改善。馬陵河中段在進行水環境治理時，秉承系統性綜合治理和生態治理的理念，工程完成后水質得到明顯提升，生物多樣性大大增加。該項目的實施經驗對于城市硬質化河道的水環境治理具有一定的參考意義。
參考文獻
［1］馬穎卓．上海推動河長制從“有名”邁向“有實”全力打好城市黑臭水體治理攻堅戰［J］．中國水利，2018(24):142-145．
［2］何造勝．論海綿城市設計理念在河道水環境綜合整治中的應用［J］．水利規劃與設計，2016(1)：39-42．
作者:談祥 王莉 單位:上海汀瀅環?？萍加邢薰?/p>
