河道綜合整治技術論述與應用報告

黃龍翔，何嘉輝，王素玉，何敏旋，徐 坤，黎德俊，黃海宇*

(1.廣州市水之道生態環境修復有限公司，廣東 廣州 510380； 2.廣州市新之地環保產業股份有限公司，廣東 廣州 510380)

隨著人類精神文化需求的提升，河道已成為承載城市文明的載體，發揮著多種功能，包括行洪排澇、生態景觀、觀賞休閑、水質自凈等。在全球工業化和城市化的進程中，帶來經濟發展的同時，給環境造成了污染，河道黑臭日益嚴重，成為世界的普遍問題，制約著經濟發展、危害居民健康和城市生態安全。

2015年4月《水污染防止行動計劃》(“水十條”)出臺，針對城市河道明確提出“直轄市、省會城市、計劃單列市建成區要于2017年底前基本消除黑臭水體，2020年地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內”[1]，因此黑臭河道治理已刻不容緩。

1 治理歷史

1.1 國外河道治理歷史

西北歐、北美和日本等發達國家和地區均經歷過“先污染，后治理”的階段，其城市水污染控制與治理、河道生態修復等起步較早，對我國河道治理有較大的參考價值。

德國在1938年代提出近自然河溪治理理念，認為河道整治要與生物充分結合，特別是用植物作為工程材料來治理污染河道。在完成傳統河道治理任務的基礎上達到近自然、經濟并保持景觀美的一種治理方案。之后，歐美一些國家相繼提出了用生態工程治理污染河道的新理念。

1997年，日本認為污染河道整治應包括河道水量維持、水質改善、生態系統構建、河岸帶重建和兩岸居民活動等內容，將河道水體、河岸帶空間及兩岸居民社區當作一個有機的整體。特別重點強調使用生物生態治理工程方法來改善河道水質，恢復河道生態系統，尤其是景觀多樣性和生物多樣性的維護。

1998年美國出版了《河流廊道恢復的原理、過程和實踐》用于河道生態治理，河道治理已經進入“生態水利”和“環境水利”階段[2]。

1.2 國外典型河湖治理案例

表1 國外典型河湖治理案例Table 1 Typical cases of river and lake management abroad

1.3 我國河道治理歷史

我國近期河道治理經歷三個階段[3]：

第一階段(20世紀80年代-90年代)為工程治河階段。主要以提高防洪排游、水利安全為目的，利用防洪排污工程等措施治理河道，主要措施有裁彎取直、堤岸建設、清淤、渠底硬化等，其中堤岸多采用硬質直立式。此階段河道的渠化建設，極大的破壞生態環境，降低水體的自凈能力。

第二階段(20世紀90年代-21世紀初)為環境保護與綜合治理階段。全國新建污水管網、污水廠等，清淤、調水補水、河道堤岸建設等，實現了一定的污染控制和景觀效應。

第三階段(21世紀初以來)為河道生態修復階段。人們日益追求河道的自然景觀、河水清清、魚蝦嬉戲、岸邊和水里生長水生植物的自然生態景觀，國家開始高度重視河道生態修復以及多自然河道的建設。在這個階段，控源截污、底泥生態修復、生態護岸、水質修復、河岸生態景觀重建、微生物修復等治理技術得到廣泛應用，實踐“親自然河流”和“自然型護岸”的形式。

表2 國內典型河湖治理案例Table 2 Typical cases of river and lake management in China

2 我國河道的現狀及特點

(1)河道水資源污染嚴重、河道黑臭：

①生活污水直排，或雨污水混排嚴重影響水質，導致水體富營養化；

②工業廢水直排，嚴重破壞河道生態環境和水質，危害河道生物；

③農業面源污染農藥化肥對水體水質和生物也有較大的影響。

(2)城市河道防洪泄洪能力較差：

①很多河道防洪泄洪能力較弱，防洪標準未達到規定要求；

②河道淤積嚴重影響行洪斷面；

③堤岸殘缺，影響安全。

(3)河道周圍生態環境惡化：

我國城市化飛速發展，從事規模不斷擴大，在城市建設過程中有關水環境的基礎設施建設較為滯后。一些城市為了擴大用地面積，盲目地填埋水域。

(4)河道周圍硬化設施過于單一：

河道的傳統功能主要是排洪泄洪和航運，河道整治多采用單一式直立硬質斷面形式，嚴重阻礙水生生物和岸邊植物的生長，影響水陸能量的交換，水體自凈能力下降。

(5)忽視河道中自然景觀功能。

3 我國河道治理的主要問題和難點

我國的城市河道污染治理起步較晚，近幾年借鑒國外河道整治的經驗和自身的探索，我國河道治理經歷了從僅注重水利功能，到河道綜合功能的提升，建設思路逐漸清晰，目前河道綜合整治的主要問題和難點是：(1)“重建設、輕管理”；(2)河道治理存在“一招鮮、吃遍天”，缺乏“一河一策”。

4 河道綜合治理技術體系

水體黑臭是由多種因素造成的，單一技術對黑臭河道的治理收效甚微。

科學治河應結合現狀，以目標為導向，系統施治，從過去的“防洪排澇、水污染治理、水生態建設”向“五位一體(水資源、水安全、水環境、水生態、水文化)”轉變，同時建管結合，實現河道全面水生態修復和提高水質凈化能力[4]。

(1)水資源建設：調水補水和引水稀釋補充河道基本生態基流，是一種臨時水質改善技術，主要作為應急措施應用。

(2)水安全建設：包括底泥疏浚和生態護岸建設(自然土坡護岸、石籠護岸、木樁護岸等)。

(3)水環境建設：包括：①控源截污：截污納管、雨污分流、初雨面源調蓄與處理等；②污水旁路處理：分散式污水處理設備、集中式污水處理設備、旁路人工濕地等；③河道水質提升：河道曝氣、水體微生物、河道礫石床等。

(4)水生態建設：包括人工浮島、水生植物、水生動物等。

(5)水文化建設：挖掘沿河文物古跡、人文歷史以及地方民風民俗，增加展示傳說、人文歷史、地方民俗等的配套設置，豐富現有河道工程的文化環境和藝術美感。

5 示范項目簡介

本次選用山東省某黑臭河道為例，長度5.5 km，河寬約30 m，市政污水直排、雨污合流、底泥污染、兩岸可用于河道建設用地少、直立硬質駁岸、水體流動性差，透明度低于20 cm，水體散發較大氣味，是典型的城市黑臭內河。

圖1 治理前

Fig.1 Before training

采用“五位一體”的治河方略(水資源、水安全、水環境、水生態和水文化)，并“重建設，重管理”。

(1)水資源建設：為改善河道流速緩、水體交換周期過長等現狀，進行調水補水，改善水體流態、增加水體流動性、提高水體溶解氧，提高凈化效率。

(2)水安全建設：對河道全河段進行清淤疏浚，確保河道行洪排澇安全，同時消減底泥污染，為防止清理后的底泥造成二次污染，對底泥進行固化封閉后改造邊坡，緩解地表徑流形成的外源污染，凈化河道水質，建設生態型岸線。

(3)水環境建設：根據河道污水源調查分析情況，沿河兩岸設置截污工程的實施，已將沿河兩岸的部分污水截留至污水廠處理；對部分雨期的雨污合流來水，采用下河污染物強化處理和生態濾床凈化系統強化處理措施。

(4)水生態建設：通過水生態系統構建，逐步引導恢復河道健康、完善、平衡的水生態系統，充分發揮水域自凈能力。

(5)水文化建設：根據居民活動特征，設置棧道、親水平臺等。

(6)監控維管：為長期保持河道“清暢綠美”的效果，提出“監控維管”的長期維護措施，主要包括河道排污口監督調查、河道感官維護、設備維護、水質維護、生態景觀維護等內容。

治理后的河道水體水質明顯轉好，遏制黑臭狀態，透明度大于30 cm以上。

圖2 治理后

Fig.2 After training

6 總結與建議

我國的河道污染治理和生態修復起步晚，在制定適合我國河道污染特點的河道治理技術路線時，可以結合國外的河道污染治理成功經驗，結合“五位一體“的治河方略，同時考慮河道治理技術的有效性、長效性、經濟性和生態相容性，并將它們統一起來[5]。