河道综合整治技术论述与应用报告

黄龙翔，何嘉辉，王素玉，何敏旋，徐 坤，黎德俊，黄海宇*

(1.广州市水之道生态环境修复有限公司，广东 广州 510380； 2.广州市新之地环保产业股份有限公司，广东 广州 510380)

随着人类精神文化需求的提升，河道已成为承载城市文明的载体，发挥着多种功能，包括行洪排涝、生态景观、观赏休闲、水质自净等。在全球工业化和城市化的进程中，带来经济发展的同时，给环境造成了污染，河道黑臭日益严重，成为世界的普遍问题，制约着经济发展、危害居民健康和城市生态安全。

2015年4月《水污染防止行动计划》(“水十条”)出台，针对城市河道明确提出“直辖市、省会城市、计划单列市建成区要于2017年底前基本消除黑臭水体，2020年地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内”[1]，因此黑臭河道治理已刻不容缓。

1 治理历史

1.1 国外河道治理历史

西北欧、北美和日本等发达国家和地区均经历过“先污染，后治理”的阶段，其城市水污染控制与治理、河道生态修复等起步较早，对我国河道治理有较大的参考价值。

德国在1938年代提出近自然河溪治理理念，认为河道整治要与生物充分结合，特别是用植物作为工程材料来治理污染河道。在完成传统河道治理任务的基础上达到近自然、经济并保持景观美的一种治理方案。之后，欧美一些国家相继提出了用生态工程治理污染河道的新理念。

1997年，日本认为污染河道整治应包括河道水量维持、水质改善、生态系统构建、河岸带重建和两岸居民活动等内容，将河道水体、河岸带空间及两岸居民社区当作一个有机的整体。特别重点强调使用生物生态治理工程方法来改善河道水质，恢复河道生态系统，尤其是景观多样性和生物多样性的维护。

1998年美国出版了《河流廊道恢复的原理、过程和实践》用于河道生态治理，河道治理已经进入“生态水利”和“环境水利”阶段[2]。

1.2 国外典型河湖治理案例

表1 国外典型河湖治理案例Table 1 Typical cases of river and lake management abroad

1.3 我国河道治理历史

我国近期河道治理经历三个阶段[3]：

第一阶段(20世纪80年代-90年代)为工程治河阶段。主要以提高防洪排游、水利安全为目的，利用防洪排污工程等措施治理河道，主要措施有裁弯取直、堤岸建设、清淤、渠底硬化等，其中堤岸多采用硬质直立式。此阶段河道的渠化建设，极大的破坏生态环境，降低水体的自净能力。

第二阶段(20世纪90年代-21世纪初)为环境保护与综合治理阶段。全国新建污水管网、污水厂等，清淤、调水补水、河道堤岸建设等，实现了一定的污染控制和景观效应。

第三阶段(21世纪初以来)为河道生态修复阶段。人们日益追求河道的自然景观、河水清清、鱼虾嬉戏、岸边和水里生长水生植物的自然生态景观，国家开始高度重视河道生态修复以及多自然河道的建设。在这个阶段，控源截污、底泥生态修复、生态护岸、水质修复、河岸生态景观重建、微生物修复等治理技术得到广泛应用，实践“亲自然河流”和“自然型护岸”的形式。

表2 国内典型河湖治理案例Table 2 Typical cases of river and lake management in China

2 我国河道的现状及特点

(1)河道水资源污染严重、河道黑臭：

①生活污水直排，或雨污水混排严重影响水质，导致水体富营养化；

②工业废水直排，严重破坏河道生态环境和水质，危害河道生物；

③农业面源污染农药化肥对水体水质和生物也有较大的影响。

(2)城市河道防洪泄洪能力较差：

①很多河道防洪泄洪能力较弱，防洪标准未达到规定要求；

②河道淤积严重影响行洪断面；

③堤岸残缺，影响安全。

(3)河道周围生态环境恶化：

我国城市化飞速发展，从事规模不断扩大，在城市建设过程中有关水环境的基础设施建设较为滞后。一些城市为了扩大用地面积，盲目地填埋水域。

(4)河道周围硬化设施过于单一：

河道的传统功能主要是排洪泄洪和航运，河道整治多采用单一式直立硬质断面形式，严重阻碍水生生物和岸边植物的生长，影响水陆能量的交换，水体自净能力下降。

(5)忽视河道中自然景观功能。

3 我国河道治理的主要问题和难点

我国的城市河道污染治理起步较晚，近几年借鉴国外河道整治的经验和自身的探索，我国河道治理经历了从仅注重水利功能，到河道综合功能的提升，建设思路逐渐清晰，目前河道综合整治的主要问题和难点是：(1)“重建设、轻管理”；(2)河道治理存在“一招鲜、吃遍天”，缺乏“一河一策”。

4 河道综合治理技术体系

水体黑臭是由多种因素造成的，单一技术对黑臭河道的治理收效甚微。

科学治河应结合现状，以目标为导向，系统施治，从过去的“防洪排涝、水污染治理、水生态建设”向“五位一体(水资源、水安全、水环境、水生态、水文化)”转变，同时建管结合，实现河道全面水生态修复和提高水质净化能力[4]。

(1)水资源建设：调水补水和引水稀释补充河道基本生态基流，是一种临时水质改善技术，主要作为应急措施应用。

(2)水安全建设：包括底泥疏浚和生态护岸建设(自然土坡护岸、石笼护岸、木桩护岸等)。

(3)水环境建设：包括：①控源截污：截污纳管、雨污分流、初雨面源调蓄与处理等；②污水旁路处理：分散式污水处理设备、集中式污水处理设备、旁路人工湿地等；③河道水质提升：河道曝气、水体微生物、河道砾石床等。

(4)水生态建设：包括人工浮岛、水生植物、水生动物等。

(5)水文化建设：挖掘沿河文物古迹、人文历史以及地方民风民俗，增加展示传说、人文历史、地方民俗等的配套设置，丰富现有河道工程的文化环境和艺术美感。

5 示范项目简介

本次选用山东省某黑臭河道为例，长度5.5 km，河宽约30 m，市政污水直排、雨污合流、底泥污染、两岸可用于河道建设用地少、直立硬质驳岸、水体流动性差，透明度低于20 cm，水体散发较大气味，是典型的城市黑臭内河。

图1 治理前

Fig.1 Before training

采用“五位一体”的治河方略(水资源、水安全、水环境、水生态和水文化)，并“重建设，重管理”。

(1)水资源建设：为改善河道流速缓、水体交换周期过长等现状，进行调水补水，改善水体流态、增加水体流动性、提高水体溶解氧，提高净化效率。

(2)水安全建设：对河道全河段进行清淤疏浚，确保河道行洪排涝安全，同时消减底泥污染，为防止清理后的底泥造成二次污染，对底泥进行固化封闭后改造边坡，缓解地表径流形成的外源污染，净化河道水质，建设生态型岸线。

(3)水环境建设：根据河道污水源调查分析情况，沿河两岸设置截污工程的实施，已将沿河两岸的部分污水截留至污水厂处理；对部分雨期的雨污合流来水，采用下河污染物强化处理和生态滤床净化系统强化处理措施。

(4)水生态建设：通过水生态系统构建，逐步引导恢复河道健康、完善、平衡的水生态系统，充分发挥水域自净能力。

(5)水文化建设：根据居民活动特征，设置栈道、亲水平台等。

(6)监控维管：为长期保持河道“清畅绿美”的效果，提出“监控维管”的长期维护措施，主要包括河道排污口监督调查、河道感官维护、设备维护、水质维护、生态景观维护等内容。

治理后的河道水体水质明显转好，遏制黑臭状态，透明度大于30 cm以上。

图2 治理后

Fig.2 After training

6 总结与建议

我国的河道污染治理和生态修复起步晚，在制定适合我国河道污染特点的河道治理技术路线时，可以结合国外的河道污染治理成功经验，结合“五位一体“的治河方略，同时考虑河道治理技术的有效性、长效性、经济性和生态相容性，并将它们统一起来[5]。