海綿城市建設(shè)中黑臭水體整治技術(shù)的應(yīng)用

羅 冬

(福建省三明市梅列區(qū)列東街道辦事處，福建 三明 365000)

0 引言

由于長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)于自然水平衡的關(guān)注度不足，從而導(dǎo)致雨水水資源大量流失，城市內(nèi)澇現(xiàn)象常發(fā)，河道等渠道水體水質(zhì)惡化現(xiàn)象嚴(yán)重。而海綿城市建設(shè)的目標(biāo)就是要緊緊把握積存、滲透及凈化的自然性，并實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水資源的收集和加強(qiáng)水環(huán)境污染治理，以保證水資源的平衡發(fā)展[1]。在城市黑臭水體整治技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，要建立統(tǒng)籌水資源，加強(qiáng)水治理體系建設(shè)，防止和消除V類黑臭水體的持續(xù)產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)內(nèi)澇防控和水土資源保持，為建設(shè)綜合性海綿城市奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 黑臭水體產(chǎn)生的原因

1.1 有機(jī)污染物的時(shí)空轉(zhuǎn)移

21世紀(jì)初，隨著農(nóng)藥化肥的普及，農(nóng)村對(duì)于糞便等資源的需求量不斷減少，致使城市內(nèi)部有機(jī)污染物被大量排入地下水環(huán)境中，再加上由于部分城市排水管線的設(shè)計(jì)及建設(shè)不合理，而且還采取了雨污合流制，導(dǎo)致有機(jī)物的排放量不斷積聚，造成了黑臭水體的大量產(chǎn)生。

1.2 自然生態(tài)系統(tǒng)割裂時(shí)空化

自然生態(tài)系統(tǒng)的割裂時(shí)空化主要是由于城市大規(guī)模擴(kuò)張而導(dǎo)致食物鏈斷裂、水體環(huán)境割裂以及動(dòng)植物遷徙過(guò)程中的通道被人為阻斷[2]。其一，食物鏈的斷裂。由于水體環(huán)境中的污染物數(shù)量和種類不斷增多，導(dǎo)致原有的平衡性生態(tài)系統(tǒng)被打破，造成水體中的污染物溶解氧的能力下降、水體環(huán)境的通透度下降、水生植物光合作用的能力下降，造成了水體富營(yíng)養(yǎng)化，魚蝦超量繁殖。其二，水體環(huán)境的割裂。由于城市建設(shè)過(guò)程中的無(wú)序性盲目擴(kuò)張，致使原有水系系統(tǒng)的連通通道發(fā)生了較大變化，改變了原有的水系格局和水環(huán)境格局。道路建設(shè)里程數(shù)的增加導(dǎo)致硬化路面大面積產(chǎn)生，割裂了城市水體資源的流動(dòng)性，原有的地面徑流與地下水的供給格局也發(fā)生了較大變化。其三，動(dòng)植物遷徙通道被大量阻斷。在城市建設(shè)環(huán)境中，由于河道系統(tǒng)被硬化處理，導(dǎo)致原有的生態(tài)通道被道路阻斷，不僅切斷了原有的棲息地環(huán)境，同時(shí)也對(duì)原有生態(tài)系統(tǒng)造成了較大影響。

1.3 城市環(huán)境中綠地空間被壓縮

綠地環(huán)境資源是解決和控制城市面源污染的有效措施，也是連接地上和地下水環(huán)境的重要紐帶，在空間格局發(fā)生變化的過(guò)程中為有效解決面源污染問(wèn)題提供了幫助，豐富了綠地空間的功能性，避免空間格局出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)，同時(shí)也為水體水質(zhì)的凈化起到了一定的支撐作用[3]。

2 海綿城市建設(shè)中黑臭水體整治技術(shù)的應(yīng)用

2.1 生態(tài)水系系統(tǒng)中黑臭水體整治技術(shù)的整合

為有效發(fā)揮城市水系統(tǒng)中的排水、防洪澇、優(yōu)化城市環(huán)境等功能，需加強(qiáng)對(duì)黑臭水體的整治。為防治黑臭水體的形成，應(yīng)逐步加強(qiáng)對(duì)污染源的控制和截留，并做好引水補(bǔ)充等工作。在技術(shù)的整合與應(yīng)用過(guò)程中，主要包含以下兩方面內(nèi)容，即河道底泥處理技術(shù)和生態(tài)護(hù)坡技術(shù)。應(yīng)開展河道疏浚作業(yè)，為消除水體內(nèi)河道的內(nèi)源污染和促進(jìn)河道生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)提供支撐。結(jié)合海岸線的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)陸地與水資源系統(tǒng)的有效過(guò)渡。在植物系統(tǒng)凈化過(guò)程中和海綿城市建設(shè)過(guò)程中，可以利用生態(tài)護(hù)坡技術(shù)來(lái)加強(qiáng)水體環(huán)境之間的相互保護(hù)，增加水分之間的相互滲透和水體之間的循環(huán)性。

2.2 重污染底泥清淤技術(shù)的應(yīng)用

河流內(nèi)部大量污染物沉積導(dǎo)致了內(nèi)源污染的產(chǎn)生，沉積物中的大量有機(jī)污染物由于化學(xué)反應(yīng)和長(zhǎng)期厭氧分解而產(chǎn)生了H2S氣體，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生金屬硫化物FeS，會(huì)導(dǎo)致水體發(fā)黑、發(fā)臭。大量的泥沙聚集導(dǎo)致水體環(huán)境遭受到一定的安全威脅，因此要去除河道底泥的重金屬。河道沉積物的重金屬污染物去除是一項(xiàng)系統(tǒng)化工程，在開展過(guò)程中，要充分將淤泥開挖技術(shù)、運(yùn)輸管理技術(shù)、環(huán)保泥漿處理技術(shù)融合為一體，以加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度。

2.3 新型海綿性材料應(yīng)用技術(shù)

柔性土工袋護(hù)坡技術(shù)。柔性土工袋主要是由聚丙烯和聚酯纖維兩種材料組成，能夠?yàn)樯鷳B(tài)坡施工、土工袋護(hù)坡施工及河道兩岸的綠化護(hù)坡施工提供可靠性材料。土工膜系統(tǒng)中含有一定量的種子層，可將土壤系統(tǒng)中的植物放在袋內(nèi)，并將其安置在坡腳或堆放處，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的保護(hù)。對(duì)于草本和灌木群落來(lái)說(shuō)，這樣不僅能夠提高植物群落的抗腐蝕能力，同時(shí)還能減少水體流失。

蜂巢格室護(hù)坡技術(shù)。作為一種高強(qiáng)度的三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，蜂巢格室護(hù)坡技術(shù)在邊坡壓力及錨固系統(tǒng)的作用下，不僅能夠促進(jìn)三維網(wǎng)格的擴(kuò)展，同時(shí)能夠?qū)⑷S網(wǎng)格結(jié)構(gòu)擴(kuò)充成蜂窩狀，并將泥漿、碎石和混凝土等材料進(jìn)行充分融合，提升整體結(jié)構(gòu)的剛度、穩(wěn)定性及護(hù)岸的抗沖刷能力。

生態(tài)混凝土護(hù)坡技術(shù)。作為一種與環(huán)境因素息息相關(guān)的生態(tài)型護(hù)坡技術(shù)，生態(tài)混凝土的護(hù)坡技術(shù)主要用來(lái)解決因鋼筋硬化現(xiàn)象而導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)矛盾化問(wèn)題，目前被廣泛應(yīng)用到水利工程邊坡的防護(hù)與治理中。

3 案例應(yīng)用

本研究以某地區(qū)度假區(qū)海綿城市專項(xiàng)水設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析。此度假區(qū)域的建筑面積為66.4 hm2，中心湖體的整體建筑面積可達(dá)9 hm2，集雨面積可達(dá)4.5 km2。

3.1 流域內(nèi)的空間

現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)地布局以棱形為主，并以護(hù)坡水體為中心區(qū)域，整個(gè)水體環(huán)境為封閉式管理。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的整體布局

降雨經(jīng)過(guò)山體的自然過(guò)濾系統(tǒng)流入到調(diào)蓄池中，并借助濕地系統(tǒng)的回收功能應(yīng)用到建筑場(chǎng)地和回用池中，建筑場(chǎng)地應(yīng)用水會(huì)再經(jīng)過(guò)海綿系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)濾處理或回收到回用池中。可結(jié)合污水管網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑場(chǎng)地中廢水的集中排放，最終排放到污水處理系統(tǒng)中。經(jīng)過(guò)污水處理系統(tǒng)的尾水會(huì)流入濕地系統(tǒng)或湖泊，也可以作為生態(tài)性戲水池來(lái)使用，以提升生態(tài)系統(tǒng)的補(bǔ)水能力。

3.3 場(chǎng)地建設(shè)的時(shí)空性

依據(jù)海綿城市不同類型建筑的結(jié)構(gòu)功能，在原有場(chǎng)地結(jié)構(gòu)空間改造的基礎(chǔ)上對(duì)場(chǎng)地建設(shè)進(jìn)行了時(shí)空分布，如表1所示。

表1 場(chǎng)地改造前后時(shí)空因素變化統(tǒng)計(jì)表Tab.1 Statistical table of space time factors change before and after site transform