城市內(nèi)河污染成因及治理對策
——以天津市南開區(qū)為例

張彥敏 張征云 江文淵

(天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院/天津環(huán)科環(huán)境規(guī)劃科技發(fā)展有限公司，天津 300110)

城市內(nèi)河污染成因及治理對策
——以天津市南開區(qū)為例

張彥敏 張征云 江文淵

(天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院/天津環(huán)科環(huán)境規(guī)劃科技發(fā)展有限公司，天津 300110)

城市內(nèi)河污染危害城市自然景觀及人文景觀，嚴(yán)重影響城市居民的生產(chǎn)和生活。以天津市南開區(qū)為例，提出天津市南開區(qū)城市內(nèi)河存在雨污合流、初期雨水入河、內(nèi)源污染、沿河無序排放等方面的問題，并提出了治理對策。

南開區(qū)；內(nèi)河；污染；治理

天津市是我國北方典型的缺水城市，也是水污染較為嚴(yán)重的地區(qū)之一，做好水環(huán)境保護(hù)與水污染治理工作尤為重要。南開區(qū)是天津市中心城區(qū)之一，境內(nèi)水資源短缺，人均水資源量不足370m3，經(jīng)過多年水環(huán)境綜合治理和管理，水生態(tài)環(huán)境得到了顯著改善，但由于多方面原因，水體污染狀況仍不容樂觀。

1 南開區(qū)水環(huán)境概況

南開區(qū)境內(nèi)河流有津河、衛(wèi)津河、陳臺子排水河和四化河等四條城市內(nèi)河，四條河道都是市區(qū)一級或二級景觀河道。河道普遍較淺，河道順直、水量小、流速慢，日常河道水體流動性小，除雨天排瀝，基本都是處于靜止?fàn)顟B(tài)的封閉水體。加上河道兩側(cè)及河底多采用混凝土襯砌，水體極易形成缺氧或厭氧環(huán)境，導(dǎo)致河道水質(zhì)惡化，自凈能力下降，正常的水生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞。另外，天津市屬于大陸性氣候，年平均降水量為520～660 mm，河流很少補給雨水，使水體污染物得不到稀釋，加重污染。

表1 天津市南開區(qū)城市內(nèi)河概況

2016年，南開區(qū)境內(nèi)4條河流水質(zhì)多為劣V類，水質(zhì)明顯處于富營養(yǎng)化狀態(tài)。其中，津河的超標(biāo)污染物主要是總氮；衛(wèi)津河共有總氮、氨氮、CODcr等污染物超標(biāo)；四化河共有總氮、氨氮兩類污染物超標(biāo)；而陳臺子排水河總氮、氨氮、CODcr、總磷等指標(biāo)超標(biāo)，其中總氮、氨氮、CODcr超標(biāo)嚴(yán)重。水質(zhì)超標(biāo)不僅影響河道景觀，在炎熱的夏季還容易造成黑臭，嚴(yán)重危害周圍環(huán)境。

2 河道污染原因解析

通過對南開區(qū)水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)存在雨污合流、初期雨水入河、沿河無序排放、內(nèi)源污染等問題，對河道水質(zhì)影響嚴(yán)重。

(1)雨污合流

目前南開區(qū)為實現(xiàn)雨污分流已開展了大量工作，大部分地區(qū)排水系統(tǒng)已實現(xiàn)雨污分流制，但局部老城區(qū)仍保留雨污合流制。

據(jù)排查，目前南開區(qū)仍有清化祠片區(qū)、廣開四馬路片區(qū)、密云路片區(qū)共234公頃尚未實現(xiàn)雨污分流。在合流制地區(qū)，中、小雨水發(fā)生時，小區(qū)和路面雨水、城市污水一起排入城市污水系統(tǒng)，經(jīng)處理后回用或排入河道。按照市防汛指揮部規(guī)定，市區(qū)一次性降雨超過30毫米后，沿河泵站依據(jù)市汛指揮部的指令可以向河道排水，因此，當(dāng)超量雨水超出污水處理廠處理能力，經(jīng)由合流泵站或直排入河道，大量的懸浮物、有機(jī)物、垃圾等一同匯入河中，形成污染沖擊負(fù)荷，河中溶解氧急劇下降，氨氮指標(biāo)上升，造成汛期城市景觀河道突發(fā)性水質(zhì)惡化。

圖1 南開區(qū)雨污合流區(qū)域示意圖

(2)初期雨水仍需加強控制

所謂初期雨水，即暴雨前15分鐘的雨量為初期雨水量。初期雨水的污染程度較高，其含有大量的有機(jī)物、病原體、重金屬、油脂、懸浮固體等污染物質(zhì)，通常超過了普通城市污水的污染程度。南開區(qū)目前沿河雨水口門有32個，如果將初期雨水直接排入河道或者自然承受水體，將會對水體造成非常嚴(yán)重的污染，必須對初期雨水進(jìn)行收集、處理。

結(jié)合南開區(qū)歷年降雨數(shù)據(jù)，估算初期雨水入河量：

Q=Z×F×q×T

其中：Q為初期雨水排放量，Z為綜合涇流系數(shù)，一般取0.7；F為匯水面積；q為暴雨強度(l/s·ha)，T為收水時間。

其中，暴雨強度采用天津地區(qū)暴雨程度公式：

q=(3833.34(1+0.85lgP))/(t+17)0.851

其中，P為設(shè)計重現(xiàn)期，天津地區(qū)為1年；t為降雨歷時，一般認(rèn)為15min雨水對路面污染物的沖刷已基本完成。

據(jù)測算，在一次強降雨過程中，南開區(qū)全區(qū)初期雨水入河總量合計為52.3萬噸，占所有雨水口全年入河水量的4%，初期雨水入河的各類污染物總量一般取決于降雨當(dāng)日陸面環(huán)境的清潔度，但從入河總量來看，短期內(nèi)初期雨水對水體的影響不容忽視。

(3)內(nèi)源污染

水體富營養(yǎng)化。由于南開區(qū)幾條河道本身水深較淺，流速緩慢，自凈能力差，特別適合藻類大量生長。目前，南開區(qū)河道清淤的頻率約為5年一次，生長在河道中的細(xì)菌、水生植物及大型藻類不斷排泄、枯萎、死亡造成底泥沉積的污染物質(zhì)增多，如果清淤不及時，就導(dǎo)致污染物質(zhì)向水體中的排放量增多，出現(xiàn)富營養(yǎng)化。

水體封閉不循環(huán)。出于護(hù)堤、景觀等的需要，景觀河道兩岸均采用水泥護(hù)岸，破壞了河岸生物與水生生物的生活環(huán)境，固化的水泥護(hù)堤隔斷了河道與河畔的水氣交換和循環(huán)，切斷了水生態(tài)系統(tǒng)與土地處理系統(tǒng)和生物處理系統(tǒng)的聯(lián)系，不僅使很多水生植物喪失了生存空間，也使許多微生物和水生動物失去了棲息地，水體自凈能力幾乎喪失。在衛(wèi)津河、四化河支流上還存在“盲腸段”，屬于非循環(huán)水體，極易形成缺氧或厭氧環(huán)境，在承接上游來水后，河道水體常不足一個月就變成劣V類。

(4)沿河無序排放

南開區(qū)是天津市經(jīng)濟(jì)、文化、教育、醫(yī)療比較集中的地區(qū)，各種人為活動對水體影響較大。目前，南開區(qū)偷排污水、亂扔垃圾入河、沿河灘種植等無序排放現(xiàn)象屢見不鮮，津河、四化河部分河段兩岸常年有自由市場沿河擺賣，各種人為因素帶來的無序污染程度依然較重。

從目前南開區(qū)幾條河道存在的問題來看，要實現(xiàn)污染物的消減，首先應(yīng)消減來自雨污合流區(qū)、初期雨水的污染物，通過完善市政管網(wǎng)，修建截流池、蓄水池，逐步取締合流制，減少合流污染和初期雨水帶來的污染；其次，注重末端治理，消減河道內(nèi)源污染及兩岸無序排放帶來的污染。

3 南開區(qū)內(nèi)河污染治理對策

針對南開區(qū)各條河道存在的環(huán)境問題，重點采取以下方面的治理措施：

(1)控制合流區(qū)污染

合流區(qū)污染控制的方法主要包括污染源頭控制和后期處理兩種。源頭控制即把合流制污水管道改建成分流制，實現(xiàn)雨污分離、清濁分流。但由于客觀條件的限制，南開區(qū)短期內(nèi)實現(xiàn)全區(qū)的雨污分流仍存在不少困難，因此后續(xù)處理十分必要。后期治理的方法包括中途調(diào)度與末端蓄排，中途調(diào)度主要是鋪設(shè)截流管，通過截流管將部分合流制污水截流進(jìn)污水處理廠，減少污水溢流量；末端蓄排即建立調(diào)蓄池，按照優(yōu)先進(jìn)污水廠，蓄滿溢流入河的操作原則，調(diào)蓄合流制排水系統(tǒng)溢流中雨污水高濃度部分進(jìn)污水處理廠調(diào)蓄池沉淀及處理，利用河湖自凈能力調(diào)蓄溢流中雨污水低濃度部分。

(2)控制初期雨水污染

通過在河道兩岸修建綠地草坪、濕地滯流池、植被緩沖帶和隔離帶，控制地表徑流，減小地表徑流速度，提高固體物的沉淀效率，過濾懸浮固體，從而美化河道景觀或防止土地侵蝕。加強全區(qū)環(huán)境管理、清掃城市地面道路，減少地面顆粒污染物堆積，降低降雨造成的地表徑流中污染物的含量。

(3)加強水體循環(huán)

加強南開區(qū)河道水體循環(huán)，增加新的水量注入，將清潔水源引入河道后，提高河流流速并使攜帶著部分污染物的河水排走，從而降低污染物濃度。目前較為可行的調(diào)水措施為：①利用控制泵站提取水源海河水經(jīng)南運河輸送至津河、衛(wèi)津河、四化河；②調(diào)取外環(huán)河水補給陳臺子排水河。

(4)及時做好河道及管網(wǎng)管護(hù)

加強河道內(nèi)漂浮物的清理力度以及進(jìn)行河道內(nèi)及時清淤、護(hù)砌等綜合治理修復(fù)，修復(fù)水體生態(tài)環(huán)境，提高排水、蓄水能力。

開展雨污管網(wǎng)的排查和整治，在每年汛期來臨前對合流管道、雨水管道進(jìn)行檢修和徹底清淤處理，使管道保持清潔暢通，保持低水位運行。對管道內(nèi)已有污水可截流至污水處理廠，通過及時輸送和處理，基本保證雨前管道內(nèi)無積水積泥。

(5)加快實施生態(tài)修復(fù)

采取水生生物修復(fù)、濕地生態(tài)修復(fù)等措施，利用天然水體的凈化能力，將被污染的河水在類似于池塘的處理系統(tǒng)中經(jīng)長時間的緩慢流動和停留，建議在陳臺子排水河、四化河污染嚴(yán)重的河段采用此類方式處理污染嚴(yán)重的水體。

(6)全面提升監(jiān)管水平

完善水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，做好地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測點位監(jiān)察、監(jiān)測，在偏僻河段沿線增加視頻監(jiān)控。嚴(yán)肅查處河道及沿線建設(shè)項目環(huán)境影響評價領(lǐng)域越權(quán)審批、未批先建、邊批邊建、久試不驗等違法違規(guī)行為。集中治理沿河占路擺賣、施工、經(jīng)營等行為，治理菜市場周邊環(huán)境。

4 研究小結(jié)

天津市是我國北方典型的缺水城市，也是水污染較為嚴(yán)重的地區(qū)之一，做好水環(huán)境保護(hù)與水污染治理工作尤為重要。南開區(qū)是天津市中心城區(qū)之一，境內(nèi)水資源短缺，經(jīng)過多年水環(huán)境綜合治理和管理，水生態(tài)環(huán)境得到了顯著改善，但由于多方面原因，水體污染狀況仍不容樂觀。

城市內(nèi)河污染危害城市自然景觀及人文景觀，嚴(yán)重影響城市居民的生產(chǎn)和生活。本文以天津市南開區(qū)為例，研究指出天津市南開區(qū)城市內(nèi)河存在雨污合流、初期雨水入河、內(nèi)源污染、沿河無序排放等方面的問題，并針對南開區(qū)各條河道存在的環(huán)境問題，建議重點采取以下方面的治理措施：①控制合流區(qū)污染；②控制初期雨水污染；③加強水體循環(huán)；④及時做好河道及管網(wǎng)管護(hù)；⑤加快實施生態(tài)修復(fù)；⑥全面提升監(jiān)管水平。

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Urban River Pollution Causes and Countermeasures： Case Study as Nankai District of Tianjin

ZHANG Yanmin ZHANG Zhengyun JIANG Wenyuan

(Tianjin Academy of Environmental Sciences，Tianjin，300110)

Urban river pollution hazard urban nature landscape and human landscape，seriously affect the life and production of urban residents.In Nankai district of Tianjin，for example，put forward the Nankai district of Tianjin city river rain polluted rivers，the early rain water into the river，endogenous pollution，problems such as disorderly emissions along the river，and puts forward the countermeasures.

Nankai district；urban river；pollution；governance

張彥敏，工程師，碩士，主要研究方向為生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃

文獻(xiàn)格式：張彥敏 等.城市內(nèi)河污染成因及治理對策[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(4)：177-179.

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A

1673-288X(2017)04-0177-03