表面流人工濕地在城市黑臭水體治理中的設計應用
——以南城白馬大氹為例

張曉維，凌微

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，武漢430010）

1 引言

東莞市屬于珠江三角洲河網地區，河流水系發達。由于城市化進程的深入，城市人口規模和工企業的不斷發展，生活與生產過程中產生的污染物負荷超出了河道的自凈能力。此外，河道底泥內源污染物的長期釋放，河道水動力條件差等問題，最終導致城市水體黑臭現象的產生。隨著生態文明建設的落實，城市黑臭水體治理已刻不容緩。據住建部“城市黑臭水體整治信息發布平臺”數據顯示[1]，東莞市2017 年亟待完成治理工作的黑臭水體有10 條，南城白馬大氹為其中一條。

2 工程概況

白馬大氹屬于石鼓河的支流，白馬大氹明渠段長186m，寬18～30m，系南城白馬社區的一條主要排水通道，白馬大氹與上游的暗渠相接，下游直接接入石鼓河。

白馬大氹上游的暗渠起點位于陽光五小附近，與陽光五小南側的暗渠相連，此暗渠直接排入運河，出口設有排澇泵站；白馬大氹的下游直接排入石鼓河，在入石鼓河前設有閘門。

整治前，白馬大氹的水質被判定為重度黑臭，透明度、溶解氧、氨氮等指標均在重度黑臭范圍內，河涌水質惡臭，周邊居民滿意度非常低。為此，東莞市政府要求在2017 年年底前，完成白馬大氹的消除黑臭任務。

3 黑臭成因分析

根據“黑臭在水里、根源在岸上；關鍵在排口，核心在管網”，對白馬大氹開展了污染源及環境條件調查，結果發現，造成白馬大氹黑臭的原因如下：

1）點源污染。白馬大氹的服務范圍基本都是社區居民，民居內的雨污合流水就近排入上游暗渠或者直接排入白馬大氹，排水管管徑為（300～2000）mm×1500mm（箱涵）。經現場調查，白馬大氹沿線的排口共有5 個，經測算污水量約為450m3/d。

2）面源污染。白馬大氹是白馬社區的主要排水通道，服務面積24.57ha，周邊的雨水通過合流管或者地表徑流直排進入白馬大氹，初期的雨水將地面污染物攜帶入河涌，造成水體污染。

3）內源污染。白馬大氹河床較寬，河涌內的水流緩慢，水動力條件差，多年未進行清淤，底泥淤積嚴重。底泥中的污染物在微生物作用下發生腐敗[2]，是造成水體黑臭的重要原因之一。

4 治理方案

根據黑臭成因，有針對性地制定整治方案，達到消除黑臭的工程目標。

4.1 控源截污

在新建白馬大氹排水渠時，同時在明渠的兩側新敷直徑400～1000mm 排水管，旱季時，污水兩側居民的生活污水通過截污管進入位于大氹東側的新建截水渠，截水渠末端設置集水池，集水池的污水通過直徑400～600mm 污水管接入黃金路污水系統，既保證旱季時污水全部截流進入污水系統，雨季時正常排澇。

4.2 內源治理

根據地勘報告，底泥深約1.5m，則清淤的污泥量為V=3 936×1.5=5 904m3，清除污泥量按照5 904m3考慮。經檢測，底泥經脫水后可外運無害化處置。

4.3 活水循環，生態修復

考慮在大氹在平時的水流速度極慢，幾乎處理靜止狀態。故，在靠近莞深高速公路箱涵附近設置兩座循環泵井，水泵參數為：流量Q=150m3/h，揚程H=0.5m，功率N=0.75kW。保證水體有一定的循環，恢復其水動力條件，水體在挺水植物凈化區內的流速為0.1m/s。白馬大氹的整治橫斷面如圖1 所示。

圖1 河道整治橫斷面圖

在河道兩側設置了表面流人工濕地，對水質進行凈化處理。河道邊種植梭魚草、黃菖蒲、雨久花、旱傘草等低矮植物；靠近親水平臺種植蘆葦、花葉蘆竹、花葉芒等較高的水生植物；放坡地段種植千屈菜、龍船花、花葉美人蕉、紫花勒杜鵑、長春花等色彩艷麗的觀花植物，在凈化水質的同時，使植物搭配營造出不同特色的綠色植物空間。

5 表面流人工濕地污染物降解計算

表面流人工濕地污染物降解計算包括：

1）濕地建設面積：新村側544m2、舊村側546m2，濕地總面積為1 090m2。

2）設計BOD5負荷：本項目設計BOD5 負荷取值10kg/（ha·d），則每天設計去除的污染物濃度為：10kg/（ha·d）×1 090m2=1.09kg/d

3）設計水力負荷：本項目設計水力負荷取值0.13m3/（m2·d）

4）設計進水水質及去除率如表1 所示。

表1 設計進水水質及去除率

5）運行方式。在本方案中，設置了內循環系統，氹內形成封閉水體，由水泵提升，水體不停地流經表面流人工濕地，實現水質的逐步凈化。原則上，在外源污染得到控制的情況下，氹內的水質將會逐步地得到改善。

實際上，2017 年年底完成了白馬大氹綜合治理后，配合有效的運維管理，2 年多以來穩定實現消除黑臭，甚至部分指標達到地表V 類水標準。

6 結語

河道治理是一項系統性工程。在制定治理措施前，應進行污染源及環境條件摸查，充分掌握河涌本底情況后，才能制訂有效的、長制久清的整治方案。相比于一體化處理設備，表面流人工濕地具有低碳、環保等優勢，在有用地條件下，通過技術經濟比較后，適當選用。