城市河道綜合整治案例分析

范勇

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市，200092）

1 概述

城市因河而生，因河而興。隨著城市化進程的快速推進，中心城市具有得天獨厚的條件，經濟快速發展，規模迅速擴大，但基礎設施發展卻相對滯后，城區環境質量下降，特別是內河環境污染嚴重。

北方某城市中心城區的幾條內河：A河、B河等。旱季時基本是排污河，河水發臭，常年水質為劣Ⅴ類。因城市環保設施不完善，大量垃圾向內河傾倒，多年來沉積的污染物和泥沙沒有得到清淤，致使河道堵塞、水土流失，進一步加劇了水質惡化。部分沿線建筑物擠占河道，不僅影響了正常的排水和泄洪，還影響市容和環境衛生，嚴重影響了周邊居民的生產、生活，制約了城市經濟和城市建設的可持續發展。杜絕污水直接排河，減少合流污水對河道的污染，恢復河道的行洪能力，改善河道水環境，成為城市建設的重中之重。當地政府高度重視河道綜合整治工程，按照“統籌規劃，一體推進”和“快、好、省”的要求，先期解決截污和河道綜合治理問題，兩岸外側的綜合開發結合城市的建設發展后期逐步進行。經過近2年的努力，實現了工程的治理整體化、截污最大化、兩岸景觀化、沿岸生態化、項目公司化和管理制度化，已取得較好的效果。

2 排水現狀及存在的問題

在河道綜合整治工程實施以前，根據2013年的統計數據：城區內建成污水處理廠1座，規模20萬m3/d；排水管道總長548 km，其中雨水管道357 km，污水管道180 km，暗渠11 km。近幾年來，新建、改建道路實現雨污分流，但原有部分道路仍然為雨污合流，雨污合流管道長度約156.5 km。雨污合流管道位于人口、企業密集的老城區，造成市區60%污水直接排入河道，加重了城區水系污染。在20世紀90年代，政府投資修建了A河等河道的截污管道，建成初期對改善內河水質起到了一定的作用。由于截污管道埋設于河床下，沿岸工廠排出污水未達到排放標準，管道腐蝕嚴重，且兩岸建筑緊靠河道，造成管理人員無法維護管道。目前該截污管道已基本廢棄，兩岸合流污水直排入河，河道內垃圾處處可見，臭水橫流，河水基本呈現出黑色夾雜生活垃圾，污染程度嚴重。

城區內河道眾多，本文以A河、B河兩條河道為例進行分析，提出解決思路及工程措施。圖1為A河現狀。

圖1 A河現狀

對現狀調研后，主要問題分為以下5個方面：（1）現狀截污系統基本已廢棄；

（2）河道疏浚不及時，底泥對水體污染影響較大；（3）缺乏足夠的清潔水源維持必要的水體容量和水動力條件；

（4）管網系統不完善，管線混接，污水直排入河，部分路段大管接小管，管網淤積嚴重；

（5）河道兩側地塊排水混接嚴重，雨污分不清。

3 綜合整治總體思路

A河、B河是季節性渠化后的人工控制河流，自然條件下常年旱季無水補充，要達到景觀水體的指標要求，除了靜態上需要一定的水體體積和水體水質指標來滿足外，動態上必須人為地創造一定水動力條件和水生生態系統來維持水體的常年環境容量和自凈能力。現實條件是，即使最大化實現河道截污，仍有部分污染物排放（如：雨污混接污水、初雨污染、河道底泥的污染等），對河道造成影響。河道綜合整治的根本是賦予河道一定的自凈能力來抵御這種現實情況下的污染，這樣才能從根本上保障河道的長期景觀水質。

該工程整治總體思路是“截污、清淤、賦氧、河道改造、景觀建設”，五點一位，發揮最大效益。

3.1 截污

（1）從排水體制上，結合現狀，立足時效。

中心區維持現有的以截流式合流制為主的排水體制，并適當提高雨水截流倍數，提高污水截流率。目前已具備改造為分流制的片區應及早進行改造；今后有條件進行改造的片區也應逐步進行改造，“能分則分”，以盡可能縮小合流制區域面積。

中心區以外的建成區，由于絕大多數已按分流制進行規劃和建設，具有實施分流制排水體制的良好基礎和條件。同時，這些區域建筑密度和人口密度相對較低，局部片區合流制管道的改造也便于實施。因此，為了盡可能減少污染物排入滇池，這些區域采用完全分流制排水體制。

為了保護和治理河道的需要，城市建設應嚴格按劃定的排水體制進行規劃、建設和管理，按“能分則分”原則，具備分流條件的地區應改造為分流制，盡可能縮小合流制范圍。

（2）從排水設施上，完善管網，提高標準。

以完善城市排水設施、實現污水資源化為原則，提高污水管網覆蓋率，加快老城區雨污分流改造；擴建原有污水廠規模，應對截留設施完善后的污水量增長，并提高出水水質，為水資源回用創造條件。

3.2 清淤

河道大量污染底泥的存在是個潛在的巨大污染源，在很長時期內將對水質改善及生態恢復產生不利影響。

河道表層浮泥層在低潮時因較高水流流速作用，極易起浮形成黑色水帶。兩岸高灘上污泥及垃圾在低潮時露出水面，有礙觀瞻，破壞景觀，同時亦對市民治理河道的決心與信心帶來負面影響。

清淤工程需研究國內外最新的水利清淤技術，調查需要重點清淤段，并在疏浚方案比選上進行分析研究。

3.3 賦氧[1]

河道賦氧對消除水體黑臭的良好效果已被實踐所證實，其原理是水體中的溶解氧與黑臭物質（如H2S、FeS等）之間的氧化-還原反應，具有反應速率較快的特點。由于黑臭物質（還原物）亦是CODcr（化學耗氧量）的一部分，這部分物質的去除可降低水體的CODcr。人工充氧提高水體溶解氧的原理是顯而易見的。A河、B河河道生態環境已被破壞殆盡，要使水生態系統恢復到正常狀態是—個長期的過程。水體曝氣賦氧有助于加快這個過程的恢復。

3.4 河道改造

（1）河道整治

對河道的整治，根據上、中、下游的不同特點，在滿足防洪標準的基礎上，按防洪標準和沿線防洪規劃斷面，對沿岸現有護坡、護岸結構進行復核，把握“自然生態”的原則，對不滿足要求河段采取拓寬、加固、改造、美化等工程措施，以提高其防汛安全和景觀生態效果。

經過河道整治后，河道的總體效果達到“環境友好、親水景觀區”。

（2）建設攔蓄水建筑物

根據河道水面景觀規劃的要求，在非汛期河道內形成水深不大于1.2 m、碧波蕩漾的生態景觀水面，需要在內河上分段設置攔河閘壩，攔蓄河道天然徑流及跨流域調來的水資源，在閘壩上游形成洄水，不僅可形成水面景觀，而且閘壩前還有一定的溢流水深，能細水長流，以水造景，同時在閘壩處形成小型的溢流瀑布，以呈現“人水和諧，天人合一”的美好家園，形成“水通、水清、水美”的內河生態景觀，創造親水宜居的生活環境。

3.5 景觀建設

建設具有文化韻味和歷史涵意、環境優美的城市景觀軸和生態走廊，使河道兩岸成為市民休閑、娛樂和親水的場所，恢復水城風貌，實現“兩岸景觀化、沿岸生態化”的總體要求。

4 綜合整治工程措施

4.1 截污工程措施

結合排水現狀，從提高污染負荷的削減率、實施方便、節約投資等方面，考慮沿河截污，以超量溢流的方式對A河、B河進行截污整治。近期，合流污水、雨污混接污水截留后進入現狀污水處理廠處理；遠期，隨著雨污分流的完善，截污主干管可作為系統的污水主通道，與城市排水規劃相吻合。截污系統實施的同時，新增合流污水調蓄池，降雨時，產生的合流污水首先進入調蓄池，超過截留倍數的污水溢流入河道。下游污水處理廠同步開展擴建及提標的論證。

結合當地的降雨資料，論證截流倍數，確定沿A河兩岸敷設1 500 mm×1 500 mm截污箱涵，敷設至入B河口處，接入B河東側2 000 mm×1 500 mm截污箱涵，管道基本平行河道敷設。沿途截流兩岸現狀雨污合流管道排水口及污水管道排水口，在河道與現狀道路相交處，設置截流井（溢流井）。圖2為截流方式示意圖。

4.2 清淤工程措施

該工程將河道分段筑壩（筑壩間距約700～800 m），壩內積水排干或導流，河床露出后，布設水力沖挖機組。泥漿泵就位后，用高壓水槍將泥漿泵降到設計深度以下，相對形成坑塘，在泥漿泵前方沖挖一條淺槽，將淺槽四周土體扇形開挖，粉碎成泥漿，使其沿槽流向泥漿泵吸口，管道輸送至排泥場。待此工作面完成后，移動泥漿泵，再用相同的方法開挖一個工作面，如此反復進行施工。A河河道平均清淤深度1.2 m，清淤工程量25.32萬m3；B河河道平均清淤深度1.1 m，清淤工程量 23.05萬m3。

4.3 賦氧工程措施

該工程在河道中設立人工曝氣裝置及跌水堰、橡皮壩等，增加河道內水體的含氧量，作為對付突發性沖擊污染的應急措施。突發性河道污染是指連續降雨時城市雨污合流排水系統溢流，或因發生突發性事故排放污水造成的污染。此外，夏季因水溫較高，有機物降解速率和耗氧速率加快，也可能造成水體的溶解氧降低。以上情況發生后，進行河道賦氧是恢復河道的生態環境和自凈能力的有效措施。

4.4 河道改造工程措施

河道改造包括斷面調整、駁岸設計等。根據防洪要求，斷面設計要保證行洪安全，駁岸結構設計要簡單、安全可靠、施工方便、體現自然、滿足景觀和親水需要，并與周邊環境相協調。根據現場情況，該工程典型斷面分為3類（見圖3）。

4.5 景觀工程措施

景觀工程以回歸河流原態、實現河流共生為設計理念，結合河道現狀條件及河道改造方案。種植設計以觀賞草、宿根花卉以及低矮花灌木為主。

為避免對行洪斷面產生影響，步道設計應簡潔利落，同時安裝欄桿，保證行人安全（見圖4）。

5 結語

圖3 駁岸形式

河道綜合整治的核心是截污，改造排污口，設置截污管線，底泥清淤，從源頭上減少進入河道的污染；難點是水體功能恢復，采取工程措施提高河道的水體環境容量和自凈能力；關鍵是執行，需建立嚴格的河道管理體系，確保河道水質長期處于理想狀態。北方地區季節性渠化后的河流較多，與A河、B河較類似。圖5為河道整治前后照片對比。

圖4 景觀斷面示意圖

圖5 河道整治前后照片

[1]榮楠.海河流域黑臭河流沉積物耗氧過程與機理研究[D].北京：中國科學院研究生院，2016.