常熟市黑臭河道治理分析與研究

有寶

(1.常熟市農橋管理處，江蘇 常熟 215500；2.常熟市水利工程有限公司，江蘇 常熟 215500；3.蘇州市水利建設監理有限公司，江蘇 蘇州 215100)

城市河流是城市的命脈，健康的城市地表水體環境是城市可持續發展的重要保障。然而隨著城市開發力度和工業化進程的加快，我國多個城市地表水質污染和水環境問題十分突出，水生態環境惡化，甚至出現季節性和常年性黑臭水體現象。“水十條”要求水環境治理要強化源頭控制，分流域、分區域、分階段科學治理，系統性推進水污染防治、水生態保護和水資源管理。近年來，各地專家學者對黑臭水體整治開展了廣泛的研究。王英才等[1]通過上海4條代表性黑臭河道治理前后特征水質指標變化對比，綜合總結分析了不同河道修復手段；張晟等[2]以蘇南潢河為例，開展污染物成分、形成原因及對策研究；沙昊雷等[3]開展了生態修復技術在常州市白蕩浜黑臭河道中的應用研究。本文以常熟市曹家灣河、蔣家村河黑臭水體整治工程為例，在前期調研、過程控制、效果分析等方面開展研究。

1 河流狀況

曹家灣河、蔣家村河位于常熟市虞山尚湖旅游度假區，屬于太湖水系。該地區呈現典型的平原河網特征，水系流速緩慢且水體自凈能力弱。經過前期調研，該片區河道呈典型的環形輻射狀，且存在沿岸民房建筑侵占水面、道日常疏浚養護缺乏等問題，河道淤積嚴重。長期的外源污染侵入，如：雨污混接河道排口、沿岸地表徑流雨水污染等，使底質生境惡化、生態系統退化，污染物嚴重積累。緩流河道長期滯留的大量有機物、氮、磷等污染物質沉積形成的內源污染，導致富營養化加深，水質惡化加劇，最終使兩條河流演變成黑臭河道。

圖1 虞山尚湖旅游度假區水系

2 黑臭河道形成原因

黑臭河道的整治要對癥下藥，首先要了解黑臭河道的成因，兩條河流黑臭形成主要由以下幾個原因造成。

2.1 污染源多，控源困難

河道兩岸均有房屋建設，存在沿線居民直接將生活廢水甚至生活垃圾直接倒入河道現象。降雨初期，大量地表上的污染物隨著地表徑流匯入雨水管網，進而夾帶雨水管網內沉積的污染物，進入水體。同時，分散的食品加工、餐飲、洗衣等作坊偷排，加深了水體污染。

2.2 斷面減小，流動性差

河道兩岸建設開發存在與水爭地現象，導致明河變為暗河，部分支河河道被截斷成斷頭浜，河道面積進一步被縮窄，過水斷面減小，河流自我凈化能力降低。河流渠道化，生態逐步退化，進一步加劇了河流的水質惡化。

2.3 淤積嚴重，重建輕管

曹家灣河和蔣家村河存在河道整治不到位，底泥過厚現象，部分河道斷面底泥甚至已到達水面位置。在雨季水流較快時被水流沖刷，局部淤積嚴重的底泥順水流帶至下游斷面從而彌散分布，導致水體變黑、變臭。河道內水草叢生，河道內較窄的斷面已經被水草完全覆蓋，加上水草清理不及時致使水體內懸浮物增多、濁度增大，有機物、一般細菌和大腸桿菌等含量增加，藻類大量繁殖，水環境進一步惡化[4]。

3 黑臭河道治理措施

3.1 治理目標

曹家灣河、蔣家村河治理以點源治理、面源治理、內源治理、水生態修復為主要手段，遵循“控源截污優先”“水體生態自凈”的原則，總體目標為：通過雨污分流改造，實現旱天雨水口無污水排放；通過長效管理實現河道河面無大面積漂浮物、河岸垃圾桶旁無垃圾散落現象，滲瀝液有序收集，沿河隔油池整治，杜絕占用駁岸開墾菜園，初期雨水污染得到基本控制；清除河道底泥，避免底泥擾動，產生新的污染源；通過原位多元生態修復技術，快速修復污染水體，有效改善水質狀況，消除水體黑臭，逐漸恢復其水環境生態功能[5]。

3.2 治理措施

3.2.1 黑臭底泥清淤

由于河道兩岸居民房屋較多，前期選擇采用水上清淤的方式進行河道疏浚。河道清淤采用抓斗式挖泥船輔以運輸泥駁，外運至城外排泥場。采用開放水面挖泥船清淤的方式受限于清淤操作水平、船只作業水深等因素，難以徹底清除河底淤泥，影響最終清淤效果。為保證清淤質量，河道進行上下游斷面封閉圍堰后，水下挖泥船結合干河后人工清除底部淤泥。河道工程標準斷面見圖2。

圖2 河道標準斷面

3.2.2 調水、補水形成活水環網

結合城區暢流活水規劃，對常熟城區河道水體進行暢流活水工程建設，使河道表面流速不低于0.1m/s。結合常熟市防洪大包圍樞紐的建設，通過在骨干河道設置溢流堰提高城區河水流速。針對斷頭浜現象，部分支河結合地區水系控制規劃，打通河流，與其他河流貫通；部分支河通過泵抽回流的方法促進水體流動，達到活水效果。

3.2.3 人工增氧

水體供氧和耗氧失衡是引起水體黑臭的主要原因之一，曝氣復氧是治理河道污染的有效方式。提高水體溶解氧，使死水變為活水，強化水體的自凈功能，促進水體生態系統的恢復。考慮到河道大部分位于居民區內，采用高效、低噪的綜合曝氣增氧系統——納米微孔曝氣增氧系統。氣泡小、數量多、充氧效率高的微納米曝氣增氧系統，可使河道整個水體溶解氧提高，保持有氧狀態，先前厭氧黑臭底泥一次性去除后，河道保留余下的底層暨原狀淤泥質非厭氧底泥，沒有之前腐化厭氧所釋放的磷酸鹽，不會形成河道內部富營養化內源產生。另外，由于微氣泡上升速度慢，并且多數微氣泡在上升過程中溶解到周圍的水中，不會破壞原有水體的生態結構，不會帶動底部淤泥上浮，還會為水生生物創造良好的生存環境，讓微生物的好氧生化效果發揮到最佳狀態，對水質凈化也起到事半功倍的效果。

3.2.4 沉水或者挺水類植物栽培

采用人工種植生態基的方式組成“生物陣”補充微生物，比如在河道圍堰水力清淤完成后，在河道良好土壤地質上種植大面積“水下草坪”類沉水或者挺水植物，借水下植物的光合作用來促進水下生物體系構建。生態基獨特的復合結構和“水下森林”結構，實現好氧、兼氧、厭氧菌的立體著床和繁殖，為水中菌類、藻類等微生物的生長、繁殖提供巨大的空間，使微生物群落的生物量和生物多樣性最大化發展，從而為實現高效微生物群落提供基礎條件，實現對污染物的快速分解，并加速對污染水體的生態修復、重建，不會因河道水體的流動造成微生物流失，確保其凈化能力不被破壞，即使在泄洪后，河道內的微生物凈化能力依然存在。

3.2.5 人工浮水植物栽培

生態受損的河道治理除了污染物清除及控制外更重要的是修復其生態系統，進一步提升自我凈化能力，保持河道健康狀態。人工生物浮島是一種經過人工設計建造、漂浮于水面上，供動植物和微生物生長、繁衍、棲息的生物生態設施，尤其適用在不具備河底進行大面積栽培“水下草坪”的場合。利用水生植物、動物、昆蟲以及微生物在自然水環境中的吸收、攝食、消化、分解等一系列生物、化學功能，實現富營養水體的生態治理，是一種既有污水治理功能，又兼備水景觀效果的多功能的實用生態設施[6]。

按照河道總面積5%左右建立人工浮島，降低氨氮、去除水體中的總磷，輔助增氧，同時還可以給河道增加景觀效果。

3.3 治理效果綜合評價

曹家灣河、蔣家村河兩條黑臭河道通過整治，水質得到較大改善，河流顏色由深黑色逐步轉為淡綠色。第三方對兩條河道開展水質監測，主要指標數據見下表。

兩條河流水質監測數據處理前后對比表

由上表分析可得：

a.兩條河流水體透明度處理后提高明顯，從視覺感官上河道治理有成效。

b.曹家灣河溶解氧含量從3.7mg/L增加至8.7mg/L，增加近135%；蔣家村河溶解氧含量從0.9mg/L增加至9.1mg/L，增加近911%。數據表明黑臭水體通過治理后，溶解氧大幅增加，水生態環境和水質凈化能力大大提升。

c.曹家灣河氨氮含量由8.45mg/L降為0.7mg/L，下降近92%；蔣家村河氨氮含量由4.69mg/L降為0.18mg/L，下降近96%，達到三類地表水氨氮水質標準。數據表明通過人工增氧、沉水或挺水水生生物及人工浮島的建設等措施降低氨氮的方法切實可行。

4 結 語

常熟市充分吸收、總結類似黑臭河道的綜合治理經驗，總體上按照“截污、清淤、調水、賦氧、生態修復”的綜合治理大原則，全面貫徹“臭在河里，根在岸上”的治理思想，多管齊下、截污控源、綜合治理。常熟市黑臭水體整治以曹家灣河、蔣家村河為先例，通過河道疏浚整治、暢流活水、生態治理等措施的實施，達到了理想的治理效果，為其他黑臭河道治理開了個好頭。此外，黑臭水體的治理必須同城市開發和建設協同推進，結合當前河長制工作水域空間的藍線管控，避免黑臭水體新增和反彈現象的發生。最后，黑臭河道治理要把握好因地制宜、因時制宜的原則，建立長效機制，逐步完善水生態環境；從全局出發，加強河網的結構性連通，最終改善區域水環境，建設海綿城市、綠色城市。