城市黑臭河道治理关键技术研究—以南京市外港河为例

黄玉莹，张瑞斌，张宇，祖白玉

（1.江苏龙腾工程设计股份有限公司，南京 210001；2.南京市雨污水资源化利用工程技术研究中心，南京 210001）

城市早期建成区由于部分小区实施雨污合流体制，污水通过雨水管道排入河道，造成水体污染，再加上初期雨水污染，河岸垃圾污染等情况，导致河道水体黑臭，严重影响城市居民的视觉、嗅觉感官体验，影响市容市貌[1]。本文以南京市外港河为例，对其水质现状及其区域状况进行了分析，采用“控源截污+生态清淤+生态修复”的总体整治方案，综合运用物理、化学、生物-生态、水利动力学等优势技术，组合优化形成黑臭水体治理与水质改善高效集成技术，改善城市水环境，打造水清岸绿的河道景观，提高居民生活品质。

1 研究区域概况

外港河位于南京市江宁区东山街道，起自东山枢纽，经开发区科学园、东山街道，入秦淮河，河道功能为防洪排涝、景观。整治河段起点为宁杭高速处，天元东路以北，终点至湖山路桥，共3.6km，外港河上游河道宽为6～18m，水深在0.1～1.5m之间，上游河道较窄，水深较小；下游河道较宽，水深较大。水流自东南向西北流动，实测流量在0.002～0.09m3/s，河道流量上至下游总体呈逐渐增大的趋势。

根据监测结果，外港河水质总体为轻度黑臭，主要超标指标为透明度和氧化还原电位，同一时期上游水质较下游水质略好。在空间变化分布上，外港河上、中、下游主要超标因子为氨氮，中游龙眠大道箱涵口断面氨氮指标稍高于上游天元东路加油站断面和下游湖山路桥断面的氨氮指标。

造成外港河水体黑臭的原因有：1）外港河沿线存在违规排水口，部分沿河雨水口存在晴天有污水下河，上游生活污水未经处理违规排入河道等问题；2）面源污染较为严重，大量污染物随初期雨水通过雨水管网排入外港河，增大河流污染负荷；3）外港河水体流动性差，水体自净能力较低；4）河道底泥污染物释放影响外港河水体感官效果，同时造成污染物浓度超标。

2 整治技术措施

2.1 控源截污工程

根据现场勘查，外港河沿线有16个排口，均为雨水排口，其中10个排口存在晴天有污水排入河道现象，流量大小不一，沿河对排口进行编号，通过现场观察以及对雨水口排水取样监测，水质总体较差，判定为污水进入河道。

通过对区域内小区、企事业单位雨污水管网的系统排查，确定旱流污水的来源，结合海绵城市建设理念，加快推进医科大学雨污分流工程、景秀苑内部节点分流改造工程。对已进行雨污分流改造、但仍存在污水通过雨水排口进入河道现象的小区管道，采取CCTV检测，发现错接漏接及时修补。若晴天仍有污水下河，应新建截流井及截流管道就近接入市政污水管网。5号排口位于天景山公寓花锦苑北侧，通过新建截流设施接入石泉路市政污水管网，8、10、12号排口采用DN400截流管道接入湖山路市政污水管网，共新建截流井4座，检查井32座，提升泵站1座，截污管道920m。

全面开展已建成排水达标区的复查工作，对排水达标区实施全面动态管理，切实落实日常监管责任，加强日常巡查，严格查处各类违法行为。

2.2 生态清淤工程

生态疏浚是工程、环境、生态相结合的修复技术。其目的是通过底泥的疏挖去除湖泊底泥所含的污染物，清除污染水体的内源，减少底泥污染物向水体的释放，并为水生生态系统的恢复创造条件[2]。

根据河道本身不通航、水位浅及河道岸边有住房的情况，工程采用干河施工，水力冲挖进行，把河道内淤泥抽至专用泥浆车外运弃置。在清淤前，人工将河面的水草全部清除，清除的水草和淤泥一样外运弃置。清淤主要包含河道生活垃圾清运及底泥清除。

根据实地调研情况及资料分析可知，外港河应对全河段进行清淤。本次设计在原有河道断面基础上进行清淤，不对河道断面进行调整。对河底进行清淤，对岸坡上的垃圾、杂草进行清理。外港河治理段河底标高为5.0～7.0m，设计常水位标高为8.0m，设计最高水位标高为8.5m，清淤深度可根据现场条件进行清淤。现状淤泥深度约为0.25～1.0m，河底宽约3～18m，清淤长度共计3.62km，清淤量约为1.81万m3，淤泥弃置点为江宁吉山弃土场，运距为20公里。

2.3 生态修复工程

（1）增氧曝气工程

针对水体富营养化问题，综合考虑河道功能、水体水质、水深等问题，设计采用造流曝气机9台，布设在中下游水位1米以上的河段，造流曝气机对水体进行造流增氧。

造流曝气机是利用文丘里原理发展起来的一种多用途曝气增氧设备，其利用高速水流在射流器喉部产生负压，空气在压力差的作用下经吸气管自动吸入射流器，在射流器喉部与水形成气水混合物，经剧烈搅动，空气被粉碎成极微小的气泡，成为乳化状的气水混合液；经过射流器扩散段，气水混合液由速头转成压头，微细气泡进一步被压缩，增大了空气在水中的溶解度，形成溶气水；最后溶气水从射流器扩散口喷出，在水体中产生强烈的涡流搅拌，大量的氧气随细微气泡溶解于水中，经过设备造流作用将溶解氧进一步输送至远处，从而完成了氧的全部转移过程。

造流曝气机具有强大的推动力，可使水体短期内溶解氧迅速增加，形成富氧活水流，同时改善微生态环境，强化水体自净能力，短期内改善水质，且同时具备抗堵塞，寿命长、运行噪声低等特征，广泛应用于城市河道、黑臭河道、人工湖、自然湖泊等水体，在水体修复实践中，对水体复氧、水体循环、底泥改善等方面效果显著。曝气机为漂浮式安装，一般安装在河中间，四周设置支架立柱用于固定曝气机，配套电控柜安装在河边，手动控制曝气机的开与关。

（2）滨岸生态缓冲带

针对面源污染问题，方案提出在河道两岸边分别建立一道滨岸生态缓冲带，缓冲带内种植有草本、灌木等植物，通过植物和土壤的拦截作用，降低地表径流速度，同时，通过植物吸收土壤吸附溶解态的污染物，在污染源和水体之间起到安全屏障作用，有效控制面源污染[3]。

缓冲带设置4m宽，植物主要选择草本植物及低矮灌木，草本植物需具有根系发达，耐湿性等特点，起到固土阻挡径流的作用，可选择沿阶草、狗牙根、马尼拉草等。低矮小型的灌木需要有耐湿性，景观性特点，可选择杜鹃花、海桐、黄杨、珊瑚树、迎春花、连翘、云南黄馨等[4]。

2.4 常态保洁、监控管护及监测预警

外港河上、中游周边临近居民生活区及农贸市场，垃圾乱堆乱放情况时有发生，对于河岸临时堆放点及垃圾，需一次性清理到位；对于固定堆放点，应沿河设置垃圾屋或垃圾箱，并做到“日产日清”，防止雨天雨污混流进入水体内。

水生植物、岸带植物和落叶等属于季节性的水体内源污染物，需在干枯腐烂前清理；水面漂浮物主要包括各种落叶、塑料袋、其他生活垃圾等，需要长期清捞维护，清捞频次3天1次，秋季1天1次。

区域内各相关单位加强区域内排水、排污许可证宣传；对外港河范围内的排水口进一步加强日常监督巡查和动态管理，对于无证排水、排污以及未达标排放等违法行为责令整改并依法查处；定期对区域内已建管网系统实施远程监控网检测，排查错接渗漏等问题，并对发现的问题及时修复。建立以保持和提升河道水质为核心的长效管护机制。

3 主要问题及应对措施

3.1 主要问题

根据现场勘查，沿河排口均为雨水排口，具有雨天排涝功能，不能直接将污水截留至市政污水管网；已进行雨污分流改造的小区个别仍有污水通过雨水管排入河道的现象；面源污染较为严重，大量污染物随初期雨水通过雨水管网排入外港河，增大河流污染负荷；清淤过程会破坏现有的绿化带。

3.2 应对措施

（1）建立完善污水截流与收集系统，从源头治理，对整治区域内的小区和企事业单位开展雨水排水管网排查，进行彻底的雨污分流改造。

（2）采取低影响开发模式，建设滨河植被缓冲带等，以“城市海绵体”建设为理念，改善城市生态系统、削减地表径流污染。

（3）对清淤过程中被破坏的岸坡绿化景观等要按照相关标准恢复原貌。

4 结论

通过实施截污纳管、生态清淤、生态修复工程，重构外港河水体生态系统，达到点源控制、内源削减、面源拦截的目的，可逐步恢复河流水体自净能力，使外港河呈现水清岸绿的景象，为周边城市居民提供优美的生活环境，同时，为平原地区城市黑臭河道综合治理提供借鉴。