摘要:城镇河道是区域水环境的重要组成部分,改善水环境质量既可以推动人与自然和谐相处,提高人民生活水平又可以造福子孙后代,拥有充分的社会价值和历史意义。颁布“水十条”后,水环境治理工程在中国范围内全面展开,但由于污水收集和处理系统的超负荷运转使得一部分污水未经处理或处理不完全就排入河道,对部分区域水环境治理工程产生了严重的干扰和阻碍。水环境治理工程应当从外源污染削减、内源污染治理、水体内部自净能力提升以及适时的引清换水四个方面为着力点进行开展。本文对目前国内常用的水生态治理技术进行了总结,并且分享了松陵地区两个已经成功实施水环境治理的案例,希望借此对后来类似的城镇河道水环境治理项目产生一定的借鉴作用。
关键词:河道;水环境;治理;技术;应用
1 城镇河道水环境治理的价值
城镇河道一方面是区域水环境的重要组成部分,另一方面城镇河道很多情况下也是城镇最为重要的滨水景观资源,在整个地区的社会经济发展中扮演着重要的角色。此外,城市河道本质上的防洪排涝作用对保障人民安居乐业,当地区域国民经济发展也具有重要的意义。但是随着城镇规模的不断发展,水质恶化和生态失衡等问题逐渐显现。这不仅是对居民生活的一种影响,同时也制约了社会经济的快速发展,因此能够加强城市河道治理及水源保护意义重大。城市河道治理及水源保护,可以改善自然生态环境,推动人与自然会和谐相处,这是提高生活品质与城市品味的保障,具有不可替代的社会价值与历史价值。
2 城镇河道水环境治理存在的问题
城镇河道的水环境治理关系民生,本身具有重要的意义。目前江浙沪等发达地区的水环境治理工程在政府的倡导下全面展开,并且部分地区已经取得了明显的效果。随着时间的推移,水环境治理工程的逐步推进,人们也在项目实施过程中积累了较多的经验,发现了许多共性问题。这些问题制约着水环境治理的下一步推进,也决定着水环境治理工程的最终效果,其中最为核心的矛盾是河道两岸的污染源控制。在经济水平快速发展,城市化水平不断提高的过程中,城市污水收集体系和处理系统的建设有时候很难及时匹配上由于人口密度增大导致的生活污水排放量逐渐升高的现状,这样会导致越来越大量的污水未经处理或处理不完全就排入河道,极端情况下甚至部分河道成为了污水的主要受纳水体。污水提升能力不足,污水管网液位升高导致雨污串流、市政污水管由于年久失修或地质沉降等因素导致出现渗漏,污水以无组织排放的方式直排入河等现象时有发生。
3 水环境治理技术
3.1 外源污染治理
“污染在水里,根源在岸上,关键在排口,核心在管网”,水体污染的根源在于两岸各种类型污染的汇入。对于城镇水环境治理来说,截污纳管质量好坏是决定水环境治理工程成功与否的最关键因素。目前最常见的截污方式为末端截污,其优点是投资低、见效快、管理方便,缺点是无法处理有效处理雨天情况下的合流污水,并且雨天工况下雨水污水同时提升也会导致污水处理厂水量增大,污染物浓度降低,对污水处理厂的运行产生较大冲击。提高排水系统截污纳管的系统性和科学性,充分发挥截流纳管作用,还应结合海绵城市建设措施、优化雨污水管建设模式、建设排水系统信息化平台和加强排水管网系统运行管理[1]。
3.2 内源污染治理
底泥是湖泊营养物质的重要蓄积库,来自各种途径的营养物质,经过一系列的物理、化学及生化作用,其中一部分或大部分沉积到湖泊的底部,成为湖泊营养物质的内负荷,当湖泊的外源污染减少或完全被截污后,沉积在湖底的营养物质会逐步释放出来补充湖水中的营养物质,仍可以导致藻类繁殖,水体水质恶化,湖水继续保持富营养状态,甚至出现水华现象[2]。目前目前常见的内源治理技术包括:机械清淤(通过物理方式将河道底泥进行开挖转运)、底泥原位修复技术(通过微生物或金属耦合剂对底泥进行原位处理)等对目标水体的内源污染进行治理。机械清淤是效率最高的内源污染处理方式,其余均是对前者的补充,属于配套设施。
3.3 水体自净能力提升——水生态修复技术
水生态修复技术是利用恢复生态学和水生生态学来对受损的水生态环境进行结构和功能的修复,促进水生态系统的完整性恢复。其核心作用机理是提高水体的自净能力,使得水体的自净能力超过外界输入的污染冲击,最终达到水质逐渐改善的效果。水生态修复技术按照工程特性的不同主要分为两大类:一种是采用生物生态治理技术来处理和修复受损水环境。另一种是利用生态水利工程技术来达到修复受损水环境的目标。
生物生态修复技术分为生物修复技术和生态修复技术。生物修复技术主要是利用微生物或植物的新陈代谢活动,对目标水体中的污染物进行富集、降解、吸收,该技术无污染,建设成本和运维成本较低,是我国最常用的治理技术之一。常见的生物修复技术包括生物浮岛技术、高效微生物固定化技术、水生植物处理、人工湿地技术等。通常为了提高微生物的处理效率也会设置曝气设施提升水体溶解氧含量来提升处理效率。生态修复技术的原理是对水体原有的生态系统进行恢复和重建,利用污染物质在生态系统不同层级间的循环来实现污染物的分解以及水体的功能的恢复,当前使用最为广泛的技术有生物操纵技术和沉水植物重建技术等。
生态水利工程技术是上世纪 80 年代由西方发达国家提出并率先应用,通过建设各种水利工程,来完成水生态修复技术的作用。一般来说,生态水利工程技术主要是对河道、河道内和流域内栖息地、河岸等方面进行修复[3]。常见措施有河道形态优化、生态护坡、近岸种植根系发达植物固结土壤等。
3.4 水系活水畅流
活水畅流是普遍采用的水环境污染治理措施。通过控制水利设施将上游清洁水源置换至目标区域,而原来区域内的受污染水体将会被排放至下游。目标区域内的水体水质将会快速改善。但活水畅流要是利用物理的办法将污染物进行了转移并不是彻底降解,将会对下游水体产生污染冲击,并且具有一定的局限性。对于目标区域的水利设施以及上游水体的水质有着较高的要求。
4 水生态治理技术在吴江的应用实例——中山河、宾馆河
中山河位于吴江区松陵镇中山北路旁,河道整体呈南北走向,河道全长1.32公里,水域面积约9360平方米。2017年开始进行中山河综合整治,项目前期主要工作内容为中山河清淤修复工程、沿岸截污纳管工程、庙前街临河花鸟市场整改。后期在中山河清淤和管网改造完工的基础上,对河道实施了水生态修复工程,通过采用复合生态浮床,底部生物载体,曝气装置等,并在两侧挡墙内布置绿化,修复河道生态。同时加大换水力度,增强水体流动性,落实专人进行日常保洁,取得较好治理效果。
宾馆河位于苏州市吴江区吴江宾馆周边,河道总长1.55km,平均河宽12-13m。2017年开始进行宾馆河的水环境整治,整体思路与中山河类似,但由于鲈乡南路段地理位置敏感,对水质有着极高的要求,后期在鲈乡南路段实施了生态修复技术,在水中构建沉水植物为核心的生态系统。前期在人工的干预下为植物生长提供条件,后期目标河段形成了一个完整、稳定、生物多样性强、层次丰富的生态系统,水质常年保持清澈见底。
5 结束语
本文总结了目前水环境治理存在的主要问题,阐述了目前常用的水环境治理技术并分享了吴江松陵镇的中山河和宾馆河两个水环境治理技术成功运用的案例。河道的水生态治理是一个持续发展的系统工程,除了前期的设计、施工外,后期的系统维护也很重要。无论是沿岸截污纳管设施的在线监控还是河道水环境的常态化养护,其目的都是为了保证前期实施的治理措施能够一直良好的运转下去,建立起一个适合生物生长的良好环境,从而为各类动植物和微生物提供栖息、繁衍和避难的场所。另外水生态修复技术在我国拥有广阔的应用发展空间,其未来也必将走向一个多学科交叉,技术手段不断革新的明天。
参考文献:
[1]魏忠庆. 排水系统截污纳管存在的问题及对策[J]. 中国给水排水, 2017(18):25-27.
[2]莫孝翠, 杨开, 袁德玉. 湖泊内源污染治理中的环保疏浚浅析[J]. 人民长江(12):49-51.
[3]王越博, 刘杰, 王洋, et al. 水生态修复技术在水环境修复中的应用现状及发展趋势[J]. 中国水运, 2019, 618(05):98-99.