杭州市平原河道生態治理措施設計研究
——以江干區十號河為例

馬華華，王雯雯

(1.浙江廣川工程咨詢有限公司，浙江杭州 310020；2.浙江省杭州市江干區城市管理綜合監管中心，浙江杭州 310000)

河道是城市環境的重要組成部分，具有改善城市景觀、美化環境等生態功能，此外還承擔著防洪排澇、調節小氣候、維持生態平衡等社會功能[1]。城區河道作為城市重要的環境和資源載體，直接關系著城市的生存，制約著城市的發展[2]。杭州是我國著名的風景旅游城市，因水而名、因水而美、因水而興，杭州市區內河網縱橫交錯，水資源非常豐富[3]，但城市化快速發展使得杭州水生態系統面臨巨大壓力，河道水污染問題日益嚴重，大部分河道水質為劣IV類水體，直接影響社會經濟的可持續發展和市民的生活品質[4]。近年來杭州市大力開展河道生態整治，城區部分河道水質有了明顯改善，但受制于治理理念、手段的局限性，距離“水清、流暢、岸綠、景美、宜居、繁榮”的治理目標仍有一定距離[5]。為認真貫徹落實浙江省委省政府“五水共治”戰略部署，打造親水型宜居城市，杭州將大力開展河道生態治理建設。筆者以杭州市江干區十號河為例，初步總結平原河道生態治理的主要措施，以期為同類項目治理提供參考。

1 項目概況

十號河位于杭州市江干區九堡鎮三衛村，沿杭海路走向，長1 260 m，平均寬度43 m，水域面積5.4萬m2，河道護岸部分為塊石駁坎，部分為自然土質駁坎(未整治)。十號河底部淤積嚴重，且淤泥內含大量腐爛的枯枝落葉、水生植物尸體以及人類活動丟棄的垃圾等。無清水水源補給，河道補水主要靠兩岸生活污水、生產廢水和降雨等。根據2014年9—12月4次現場水質監測報告，十號河水質均維持在劣V類水(具體數據見表1)。十號河水體富營養化嚴重，發黑發臭，浮葉植物生長比較茂盛，沉水植物和水生動物稀少，河道生態系統遭到嚴重破壞，直接影響周邊群眾的生產生活。

表1 十號河水質監測數據

2 河道污染分析

在進行河道治理前對河道污染情況進行全面科學分析，找出問題根源，制訂合理的河道治理方案及治理措施。根據實地調查結果，十號河河道污染源分為內源污染和外源污染。

2.1內源污染

2.1.1底泥污染。十號河主要內源污染源是河道底部淤泥，底泥厚度為1.0～2.0 m，嚴重超出正常底泥厚度范圍。河道水體長期接納外源污染而沉積于底泥，現底泥富含腐爛有機質，已經發黑發臭，并不斷向水體釋放，導致河道水體被污染。

2.1.2藻類。十號河河道水體中營養鹽含量較高，造成藻類大量繁殖，導致水體透明度下降。藻類聚集在水體表面嚴重阻礙大氣的復氧過程，同時，藻類過度繁殖后的死亡殘體，為微生物的生長提供了豐富的營養來源，好氧微生物快速生長繁殖，大量消耗水體中的溶解氧，導致水體進入嚴重缺氧狀態，破壞水生生態平衡。

2.1.3水生植物殘體。十號河布設了大面積的生態植物浮床，但由于缺少維護和日常管理，導致水生植物大面積死亡，增加了水體中有機物等營養物質含量，引發河道二次污染，使微生物大量繁殖，從而快速消耗水體中溶解氧，降低了水體自凈能力。

2.2外源污染

2.2.1農業面源污染。河道西側存在較大面積農田，農田中的泥沙、營養鹽、農藥及其他污染物在降水或灌溉過程中，通過農田地表徑流、壤中流、農田排水等途徑進入水體，造成污染。

2.2.2大氣污染物。隨著杭州經濟的快速發展，工礦企業大力興建和汽車保有量急速增加，導致杭州大氣污染嚴重[6]。大氣污染物隨降雨進入河道，污染水質。有研究表明，大量的大氣污染物進入河道水體，會引起水體富營養化，危害水生生物，降低河道自動修復能力，破壞水生生態系統平衡[7]。

2.2.3固體廢棄物。十號河周邊居民生活生產中所產生各類生活垃圾經雨水沖刷流入河道，部分垃圾物質經重力作用沉入河道底部，經長時間的作用腐爛變質，使河道發臭。此外，十號河周圍建設項目施工產生廢棄物等也會對河道水體產生不利影響。

2.2.4工業廢水和城市污水。工業廢水和城市污水是十號河最主要的外源污染來源，主要通過固定的排污管涵排入河道。前者具有量大、種類多、成分復雜、毒性強、凈化和處理困難等特點，某些有毒物質能夠通過動植物的富集作用和食物鏈傳遞對人體造成危害[8]；后者是各種生活廢水的混合物，以有機污染物為主，有研究表明，城市污水排入河道后會大量消耗水中溶解氧，使水生生態系統惡化，危害水生生物，河道水體失去原有功能[9]。根據現場調查結果：十號河共有固定入河排污口52個，接納污水量為661 t/d，其中400 t為附近垃圾發電廠排出的工業廢水，230 t為來歷不明的污水，31 t為廁所、浴室排出的生活污水。十號河河道面對大量的污水排入，自身凈化能力遠不及排污速度，自動修復功能被破壞，從而使得河道迅速變成影響周邊環境的臭水河道。

3 治理措施

針對十號河水質污染現狀，并結合實際情況，主要采取了底泥活化改良、微生物菌劑凈化水質、生態基及浮島帶優化改造和種植水生植物等措施進行綜合治理。

3.1污水預處理十號河水中含有高濃度的垃圾滲濾液，且上游短期內無法實現截污，源頭污染治理成為當務之急，故采取了進水預處理方案，將污水攔截于上游進口區段，利用高活性微生物群落聯合降解，對污水進行集中性、高強度處理，保證進入中下游段的水質得到深度凈化，不會影響中下游河段的水質。

污水預處理技術采用曝氣增氧加人工介質強化處理相結合的生物強化處理工藝。在上游進水口處設置一套人工介質強化處理區，用100 m×1 m 的松木樁土壩圍隔起來，將污水攔截于人工介質強化處理區，集中處理上游進水，經處理后的河水從土壩兩端的溢水管流出。

松木樁土壩由松木樁、 細沙、挺水植物組成，呈“一”字型，外圍打成排的松木樁，內部填充土袋，上部種植挺水植物(梭魚草)。人工介質強化處理區內采用人工介質強化處理技術對攔截污水進行集中接觸氧化處理，人工介質采用組合填料和仿水草辮簾式填料，凈化后的污水經過土壩兩端的溢水管流出，達到水質改善、營造美麗水環境的目的。

3.2底泥活化改良十號河底泥富集了高濃度的有機污染物，根據相關文獻可知，河流底泥生化需氧量(COD)釋放的平均速率為0.50 t/d[10]。底泥的釋放量是直接入河COD的10%左右，當河道外源攔截90%時，底泥COD的釋放量將是直接入河COD的30%左右。因此河流底泥對水質的影響明顯，特別是中遠期影響將逐漸凸現。

根據對河底淤泥取樣檢測結果，底泥主要含氮磷物質較多，因此采用了復合硝化菌底質改良劑等，現場控制劑量標準為1 g/m3，通過人工稀釋、自然沉降措施使改良劑進入淤泥，以此來調控底泥中的微量元素，使原來被污染的底泥成為活性污泥和水生植物的營養土壤，避免清淤帶來的二次污染和清淤后沉水植物缺少營養土壤而生長不良的狀況。

根據經驗，要使改良劑產生較好效果，在改良劑劑量選取、控制、投放、周期等方面需關注以下幾點：①投放時要在水面所有位置均勻投放。②要在短時間內迅速投放完成。③保證改良劑無毒無害，對水體內生物沒有影響。④投放周期不能過于頻繁也不能過長。

3.3使用強化微生物菌劑凈化水質十號河水質發黑發臭，根據河道水質取樣檢測結果，河水內主要含氨氮物質較多，為24.24 g/m3，因此采用了芽孢桿菌-硝化細菌混合劑等強化微生物菌劑，現場投放劑量標準為10 g/m3，通過人工稀釋、自然沉降措施使混合劑進入水體，提高微生物活性，組成一個良性循環的微生物生態系統，從而提高對河道水體的治理效率以及水體的自凈能力。

3.4生態基及浮島帶的優化改造十號河前期組織實施的生態基掛膜設施與浮島帶處于無人管護的狀態，導致河道水體出現二次污染，腐爛的草體重新進入水中參與碳氮循環，同時大面積瘋長的浮島植物蔓延覆蓋了水體，導致水體與陽光阻隔，水體下局部缺氧，水質出現惡化現象。該工程對浮島進行調整優化，優化植物配置結構，減少污染面積，同時對原有生態基進行了更新整理，使生態基的微生物膜重新發揮凈化功能，更加高效地利用生態基系統凈化水體，實現自凈。

3.5種植水生植物為恢復十號河河流生態廊道，在生態廊道上種植水生植物，在挺水植物、沉水植物選取方面，選取了鳶尾和美人蕉，鳶尾季節性較長，基本可以實現三季常綠，兩季開花；美人蕉葉大花多，景觀效果較好。

種植的水生植物通過光合作用，吸收CO2，并且吸收水體及底泥中的N、P，將它們同化為自身生長所需的物質及結構組成物質，同時向水體釋放滿足自身呼吸消耗外多余的氧氣，使得植物根際區域形成有利于微生物生長代謝的微環境，促進水體污染物轉化，從而實現凈化污染水體和生態修復的目的。

3.6增殖放養在放養水生動物選取方面，十號河治理選擇了放養鰱魚6 600條，鳙魚825條，此外還有銅銹環棱螺、背角無齒蚌和河蝦。濾食性魚類，可以有效去除水中的藍藻等浮游動植物，提高水體透明度；螺類等可以吸食底泥，有助于底泥的消減。

4 結語

河道生態治理是融現代水利工程學、環境科學、生物科學、生態學、城市規劃學、園林學、美學等多學科為一體的復雜的系統水利工程，也是一個漫長而復雜的過程，可能需要幾年到幾十年。該研究通過對十號河污染現狀進行分析，并針對污染情況提出相應生態治理措施，可有效治理河道污染，提升河道水質，改善水環境，形成水清、流暢、岸綠、景美的水生態環境，并為同類污染河道生態治理提供參考。

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