海绵城市关键区黑臭水综合治理措施——以海口市沙坡水库工程为例

李运红

(中交基础设施养护集团工程有限公司，北京 100004)

1 引言

黑臭水的存在直接破坏了城市整体品质，加强此方面的治理对于海绵城市建设具有推动作用。黑臭水治理所涵盖的环节较多，应兼顾水环境、水生态等内容，从根本上清理劣Ⅴ类黑臭水，以维持城市内河流生态的均衡性。

2 工程概况

沙坡水库位于海口市美舍河上游，是该流域的重要源头，水域面积923918 m2。根据工程建设资料该水库形状不规则，以弯曲多折为主，比降8.40‰，库容量676.5万m3，平均深16 m。水库正常状况下平均洪水位维持在26.00 m左右，设计洪水位30.20 m，采取的是百年一遇洪水位标准。

3 黑臭水综合治理原则

(1)自然保护原则。各项工作的开展都以自然为本，尽可能恢复至自然生态水平。

(2)可持续性原则。以自然演替为发展主基调，辅以人工建设调控手段，优化水域内的种群结构，逐步朝着生物多样化的方向迈进，提高水系发展的可持续性[1]。

(3)针对性原则。黑臭水治理应充分兼顾区域内的自然状况，如水土、气候等，确定切实可行的治理目标，选择与实际情况相适应的技术。

(4)安全性原则。此方面主要指的是生物安全，应尽可能实现对本地物种的保护。

(5)经济性原则。针对水域情况选择相适应的技术，在确保技术可行的前提下，还要注重技术应用过程中成本的投入，尽可能减少综合治理成本。

(6)协调性原则。应深入到实际污染问题之中，将具体生态问题解决到位，做到全面治理，使各项生态组成要素相协调。

(7)科学性原则。严格以海绵城市理念为基本引导，如生态优先、均衡发展等。

(8)3R原则。具体指的是减量化、再利用和再循环，其核心目标在于提高资源利用率，并针对各类无使用价值的废物采取科学的处置措施，实现对环境的有效保护[2]。

4 黑臭水综合治理措施

4.1 沙坡水库综合治理措施

作为一项综合性治理工作，其涵盖了截污工程、生态修复工程等多方面内容，采用了挺水植物构建技术、人工湿地等一系列治理技术。针对重点治理工程具体作如下分析。

4.1.1 截污工程

明确水库污染的基本来源，实地考察后得知其与苍西水河、海马汽车制造废水等有关。在此基础上采取截污措施，主要处理区域为入库河流末端，根据该处的水域特点建设溢流坝从而发挥出截污的作用；建设污水处理厂将其与溢流坝对接，主要作用在于清理拦截的雨水。根据区域内的污水拦截情况建设合适规模的污水处理厂，具体要求其工作能力可达到4万m3/d。水库周边建设人工湿地，主要作用在于实现对污水的深度净化，经此环节后获得地表V类水，满足此标准后再向水库中排入。人工湿地构成主要分为两部分：高效潜流湿地以及生态塘，各自建设规模相一致，均为10万m2。

4.1.2 内源污染治理及水生态修复工程

根据对沙坡水库的考察结果，得知其底部含丰富的污染物且已经形成较大的堆积规模，针对此问题选择的是底质改良技术实现对该处的优化，塑造完整的微生物系统，由于深水区含氧量偏低，因此重点加大厌氧菌规模，依托于该条件深度清理底质污染物。水库区生长大量紫根水葫芦，其繁殖速度快，通过大规模打捞的方式进行处理。辅以生物操纵技术、挺水植被构建技术等，多方式协同作用下改善水生态系统，增强其均衡性，有效消纳污染物，全方位改善水域环境。

4.1.3 保护带及景观提升工程

确定沙坡水库岸线，以此为基准向外辐射1000 m，在该区域内加强保护带的建设工作，针对天然坑塘采取整治措施使其恢复为生态塘。若保护带的农田需要给予保留，应当严格控制其总体规模，并杜绝日常种植工作中施加农药化肥。保护带内形成富有层次性的布设方案，临近滨水带区域可采取设绿化带的方式，由绿篱隔离带、灌草复合带等多部分构成，具体布设方案应当协调于水库周边植被分布状况，以修复为核心手段，兼顾周边道路系统等相关要素，提高水库区域内景观工程的合理性[3]。

4.2 美舍河上游段总体治理工艺

上游段存在较明显的黑臭水污染现象，主要指的是水库坝下至中山南路下游提升闸2#这一区段，该段总长度约8 km，是重点治理对象。区间内建设SMART城镇一体化处理站，实行的是机械清淤的方式，综合引入底质改良以及生态系统构建双重技术，并配置橡胶坝与保护带，在上述基础上形成较完整的景观设计方案。

4.2.1 截污工程

上游段存在明显的污水排放现象，绝大部分生产、生活污水在缺乏处理措施时直接排入美舍河。针对此部分的治理工作采取的是先收集、后净化的综合方式。

(1)生态处理具有较强能力，部分污水经此环节后可有效改善水体品质，满足基本水体标准，此部分污水则采取生态处理措施，主要集中在椰海大道下游的处理。

(2)部分污水污染程度深，基于生态处理的方式缺乏可行性，此时引入Smart污水处理设备，工艺见图1。

图1 Smart污水处理工艺

(3)部分区段总体状况良好，可在该处设置合适规模的雨水调蓄池，作用在于存储污水以及区域内的自然降雨，再将其转移至市政管网中。

4.2.2 清淤工程

根据美舍河上游的总体生态情况，采取机械清淤的方式，同时辅以水下地形优化措施。以凤翔桥为基本划分依据，该桥以上河段的机械清淤主要使用到挖掘机设备，以此为基础辅以人工清淤；该桥至下游提水闸2#区间，考虑到此部分河段水深的特点，选择绞吸船吸的方式并配套适量岸上干化设备，协同配合下完成机械清淤工作。

4.2.3 水生态治理工程

美舍河创建完整的水生态系统，主要可分为4个子系统，除沉水植被、挺水浮叶植被以及水生动物外，还依据深水区含氧量偏低的特点设置有益微生物系统。在此基础上充分尊重自然演替规律，并辅以适当的人工调控手段，多途径共同作用下恢复河段生态，逐步发展为完整的水生态系统，使其趋于健康与均衡的状态[4]。依托于水生态系统的自净功能可实现对水域内污染物的分解，从而解决了富营养化的问题。

4.2.4 保护带及景观提升工程

河流上游依然设置保护带，具体方式是以河岸线为基准辐射100 m，所采取的绿化带配置方式与上述所提的沙坡水库相类似，即设置绿篱隔离带以及灌草复合带等，遵循的是以修复为主的理念，协调好各景观与区域内道路系统的关系，从而打造高品质景观工程。

4.3 美舍河下游段总体治理工艺

河段下游治理工作中，将提升闸2#处作为起始点，自此逐步延展至长堤路桥，本段总长度约8km，以截污和机械清淤为基本手段，兼并采用底质改良技术、微生物调控技术等，并在下游段增设保护带，实现综合治理。

4.3.1 截污工程

根据下游段的基本情况，其两岸在早期已建设了污水截留管，但长期发展过程中并未得到合理的维护，部分主干管出现不同程度的损坏现象。沿线污水的排出途径简单，大部分都直接排入河道，由此加剧了美舍河水体污染。对此，于本段建设截污工程，目的在于将美舍河沿线污水截流，同时加强对既有管道的优化，分别配置限流阀，在其作用下调控截留污水量；此外改进合流管出口，于该处增设拍门，日常管理中加强管道清淤。

4.3.2 清淤工程

下游段水深较大，以绞吸船吸泥为主要方式，为之配套岸上干化设备，协同完成机械清淤工作。

4.3.3 水生态治理工程

结束本段清淤后，均匀撒底质改良剂。依托于生物接触氧化原理，项目区建设有益微生物系统，在此基础上充分发挥出微生物的作用，通过持续性的分解处理污染物[5]。两岸分别配置生物滤床(遵循的是均衡布设的原则)，通过此方式为有益微生物创造更优良的工作空间，扩大其附着面积，使其能够高效分解污染物。合理配置生物滤床，选择的是生态水草，将其作为区域内的生物填料，在其作用下扩展生物膜范围，从而改善净化效率，尤其是实现对高浓度污染物的净化。

5 结语

黑臭水治理所含环节较多，是一项系统性工程。基于海绵城市建设理念，在日常工作中需加强对黑臭水的防治，根据河流各段的特点采取科学的治理措施，积极引进先进技术，从根本上解决水域污染问题，从而改善城市环境面貌。