杭州市的水系目前可以分划为运河片水系、上塘河片水系、下沙片水系、上泗片水系和江南片水系共五大水系。杭州市市区范围大致有河道1449条,总长度约7453km,市区绕城公路以内就有465条河道,总长度约为1021.5km,其中1千米以上的河道约有291条,总长度约873km[1]。杭州的水系在分片区的基础特点上,又较为依赖人工配水,多处运用水泵、闸门等设施。现有城区河道水污染的三大主要来源分别是未截流污水、径流、合流制溢流。另外,河道底泥污染、大气沉降及水面降雨污染、达标排放尾水污染也是河道水污染的来源。近年来,杭州对城区河道水环境污染治理取得了显著成绩,走在全国前列,现对两个城区河道水环境治理案例进行分析介绍。
1 杭州市中心沿山河治理案例
1.1 地理位置及修复前河道污染状况
沿山河是杭州的一条界河,属于典型的中心城区河道,河北面是西溪湿地,南面是天目山路,将湿地与城市环境、闲适与嘈杂隔离开来。沿山河发源于余杭区闲林镇与富阳市受降镇交界的板照山麓,经留下,沿天目山路一路向东至古荡,在保俶路八字桥大拐弯后向北,改称西溪河,过文一路后并入余杭塘河,最终注入大运河。沿山河在杭州市区内的河段全长约9.8km,河道宽度为9-30m,水深2.0-2.3m,流速约0.33-0.54m/s,整体流速较快。沿河两岸有直立式驳岸和生态砌块驳岸两种类型。由于周边人口密度大,污水管道比较老旧,沿线排污口密集,沿山河承担着大量的排水排污压力,所以整治前河水氮磷超标严重,属于劣V类,水华和黑臭也爆发频繁。这使得沿山河河水的水质和自净能力都受到了严重影响。
1.2治理措施及效果
沿山河采用了清淤、截污、高效组合填料、鼓风曝气、微生物循环驯化系统、人工浮岛湿地、沉水盆栽、人工水草、沉水植物“水下森林”、长距离微孔曝气、水生动物放养等多种修复措施相结合的治理模式。沿山河整治的两期工程共处理了污染源点22处,督促公建单位整改污染源点34处,减少的污水排放量每天在1000立方米左右。人工浮岛湿地、沉水盆栽、沉水植物“水下森林”等设施不仅构成了沿山河河道的主要景观,还能吸收河水中过多的营养物质。曝气装置更是能有效提高水体含氧量。各种微生物细菌则能有效降解有机淤泥,抑制有害微生物和有害藻类的繁殖。由于沿山河整段河道水深浅不一,沉水植物的种植方式也分为直接种植、无纺布投掷种植和沉水种植盆种植等多种方式,充分提高植物的成活率。
沿山河综合整治后,沿山河保俶路桥断面水质评价由Ⅴ类上升为Ⅳ类,年平均总磷由0.35mg/L下降至0.28mg/L,下降率达到20%;溶解氧由3.4mg/L提高至4.9mg/L,提升率为44.1%。到2014年,沿山河的浮游植物密度较低,各季度都在106cell/L的数量级,属于正常水平。
同时沿山河河水内含氧量升高、高锰酸盐指数下降明显,氨氮含量也有所下降。总体而言,沿山河上中游水质状况基本达到了Ⅳ类水平,但下游河段却出现水质退化的问题,这可能是由于沿山河下游河段的河道宽度明显增加,更多的水量和黑臭沉积物需要更大的生态修复工程量[。
2 杭州市拱墅区后横港河治理案例
2.1 地理位置及修复前河道污染状况
后横港河位于杭州市拱墅区祥符街道湖州街北侧,全长仅1100米。后横港的河道宽度约16-20m,两岸水深约1.0-1.5m,中间水深约2.5m,整体流速较慢,两岸驳岸形式为生态砌块放坡入水式。据拱墅区河道水质现状及污染排放口摸底调查显示,截污纳管不彻底是造成拱墅区河道水质恶化的主要原因,截污率只到达63%。位于拱墅区的后横港的主要污染源也是管网排污,生物污水中的大量氮磷元素和有机质被大量排入河道,导致河道水体富营养后横港河化,每年爆发蓝藻。
2.2 治理措施及效果
后横港河经过截污纳管、清淤疏浚整治后,拱墅区安排河道水质改善专项计划对后横港河道进行了水生态修复工程,其主要工程内容有食藻虫接种与驯化、有益微生物菌种接种和培育、四季常绿水下草皮种植、冬季水下森林种植和夏季水下森林种植、生态系统优化养护、微曝气管道以及水体微流循环系统等。运河口闸门以西的260米为工程实施段,整体生态修复水域面积大约为4000㎡。利用食藻虫控藻引导水体生态修复是一项综合技术,更侧重于恢复水体生态系统中生产者、消费者、分解者三者之间的动态平衡,可重建整个河道水体生态系统,可解决因水体透明度低无法进行水下生态修复的技术难题,实现水体的内源污染生态自净功能和系统经济服务功能。
治理后的后横港河一带,翠柳迎风,绿竹婆娑,已经成为了闹中取静的市民休闲之地,被评选为杭州市首条生态示范河道,之后又与其他河道联动,带动整个片区水质的提升,每天能将10000多立方米的Ⅲ类至Ⅳ类水排入京杭大运河。横港河的水质主要富营养指标(氨氮、CODCR)达到了Ⅳ类水质标准,其中部分水质指标已达到Ⅱ类水标准,水体透明度达到1.5m。另外据研究显示,2015年时,治理后的后横港河浮游植物密度较低,氨氮下降超过了80%,总磷浓度下降接近70%,河道的溶解氧浓度上升也非常明显,但底栖动物的种类和多样性都较低,说明底栖动物生态的恢复还需要进一步加强。
3 展望
城区河道景观是重要的城市环境资源,杭州市近些年来一直认真贯彻落实浙江省委省政府“五水共治”战略部署,打造亲水型宜居城市,河道水环境治理取得了巨大成效,但仍存在很多不足之处,应该总结治理经验,在此基础上继续探索新型河道治理方式,大力推进河道生态治理建设,将我市城区河道治理一直处于领头雁位置。