長沙市龍王港流域水環境綜合治理探討

郭曉芳，徐 瑩，韓紅波，易 境

（1. 湖南湘江新區管理委員會，湖南 長沙 410205； 2. 湖南三友環保科技股份有限公司，湖南 長沙 410205）

我國地表水污染問題嚴重，隨著國民經濟和社會的發展，水環境問題、尤其是城市水體黑臭問題成為制約我國社會、經濟發展、影響生態安全的重大環境問題。2015 年4 月，國務院發布的《水污染防治行動計劃》（“水十條”）提出“到2020 年，地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內，到2030 年，城市建成區黑臭水體總體得到消除”的控制性目標[1]。

黑臭水體綜合治理是專業性很強的系統工程，近年國內對黑臭水體的產生機理、評價體系、技術路線、處置對策等方面有了較為深入的研究分析，但仍存在較多不足與瓶頸[2]。黑臭水體治理應遵循“控源截污、內源控制、水質凈化、生態修復”的技術路線。控源截污和內源控制是基礎與前提，水質凈化是階段性手段，生態修復是長效保障措施。

1 工程概況

龍王港位于湖南省長沙市湘江新區范圍內，是湘江的一級支流，不僅承擔著防洪和排水功能，也承擔著生態、景觀等重要功能。近20 多年的城鎮化高速發展，劇烈地影響著龍王港流域的結構和功能，帶來了諸如用水短缺、河道黑臭、生態退化、自凈能力基本喪失等一系列流域性問題。

為全面貫徹落實《水污染防治行動計劃》，推動湖南省湘江保護與治理“一號重點工程”向縱深發展，長沙市河長辦要求，至2019 年，龍王港水質年平均值達到《地表水環境質量標準》IV 類水質標準，2020 年穩定達到IV 類水質標準。

按照“一河一策”思路精準治理，針對流域目前水環境治理存在的各類問題，分階段、分層次，兼顧現時成效與前瞻性，采取因地制宜的治理措施工程方案，從根本上扭轉水體黑臭問題惡化趨勢，實現水環境保護和社會經濟協調發展。

2 現狀調查及分析

2.1 現狀水質調查

2.1.1 晴天水質分析評價

根據水質監測結果（表1），龍王港上游段水質較好，可達到地表水環境標準V 類，上游支流謝家橋河水質可達到II～III 類，水質監測結果表明上游農村污染對河道水質的影響較小；河段下游段水質不達標，流域內污水處理站尾水直排及高峰時段污水溢流，污染源尚未完全控制，同時下游河道受湘江頂托，流速較緩，污染物易沉積，水質較差。

表1 典型河口逐月水質 mg/L

2.1.2 雨天水質分析評價

對流域排口及上下游河道水質進行監測分析可知（見圖1），雨天龍王港流域水質全面不達標，水質峰值明顯，有現狀的前期效應，雨后水質逐漸好轉，且大雨河道污染物濃度高于中小雨。此外，河道水質受排口溢流污染的影響較大，分析主要是由于龍王港上游農村區域無污水收集、處理設施，下游建城區管網雨污分流不徹底、部分老城區仍為合流制，因此雨天溢流污染對河道水質的影響較大。

圖1 南園路排口下游降雨期間水質變化規律

2.2 黑臭水體成因分析

2.2.1 上游來水污染嚴重

根據現場調查，龍王港自上游到下游水質逐漸惡化，從雷鋒河入河口往下水質變為劣V 類，污染源主要集中在肖河和雷鋒河兩條支流，其主要原因是沿線排口截污不徹底，污染物超標入河，其中肖河以工業污染為主，雷鋒河以雷鋒鎮的生活污水和畜禽養殖廢水為主。見圖2。

圖2 肖河（左）、雷鋒河（右）現場圖

2.2.2 截污不完善

主要表現在污水管網缺失，雨污水管網錯接、混接嚴重，雨污分流不徹底三個方面。部分老城區受制于道路建設時序，市政污水管網體統尚未完全形成，如南園路、桐梓坡路、玉蘭路、麓景路、雷鋒河兩廂等污水干管尚不完善，二環以東片市政污水支管基本缺失。龍王港流域已建成的雨污水管網錯接、混接較為嚴重。根據調查，龍王港流域共78 個雨水排放口，大部分存在雨污混接情況；小區、廠區出口處雨污水管網錯接亦大量存在。此外，老城區居住小區普遍存在雨污分流不徹底的情況，多數小區為雨污合流，新建城區管網建設相對較好，但仍存在大量污水接入雨水管的情況。

2.2.3 污水處理能力不足

龍王港流域屬于岳麓污水處理廠和雷鋒水質凈化廠服務范圍，因雷鋒污水處理廠尚未建成，片區所有污水均由岳麓污水處理廠處理。但隨著區域的快速發展，污水量大幅增加，超出岳麓污水廠處理能力，導致部分片區污水無法進行集中處理，存在污水直排河道現象。而位于龍王港兩廂最低點的南園路雨水箱涵口因為承接了上游大部分錯接、漏接、混接的生活污水而成為流域最大污染源。見圖3。

圖3 龍王港南園路段（左）、龍王港南園路污水直排口（右）現場圖

2.2.4 水生生物系統不完善

龍王港流域水資源總量雖然豐富，但豐、枯徑流量相差懸殊，受湘江綜合樞紐回水頂托影響，枯水季節河流下游水體流動性差，與外界水體交換水量小，水體自凈能力降低。同時河道納入過多的污染物，溶解氧降低，且河道坡度較緩，生態基流不足，動植物的生存條件惡劣，致使河道內水生動植物較少，水生態系統不完善，河道自凈能力差，部分河段出現黑臭現象。

2.2.5 底泥污染嚴重

龍王港流域常年過量納污，南園路橡膠壩以下河段淤積嚴重，河床底部沉積了大量發黑發臭的底泥，在水力沖刷、人為擾動以及生物活動影響下，沉積底泥再懸浮進而向水體釋放氮、磷及耗氧性有機物等污染物，形成營養物質內源污染，導致水體發黑發臭。

3 工程治理方案

黑臭水體治理“問題在水里、根源在岸上；核心是管網、排口是關鍵”[3]。龍王港流域水環境綜合治理主要圍繞龍王港流域截污體系提質增效、溢流污染控制、河道清淤、垃圾清理和枯水期生態流量補給等多方面開展。

1）截污體系提質增效

①增加污水處理能力。新建雷鋒水質凈化廠，設計總規模為50.0 萬m3/d，其中近期設計規模為25.0 萬m3/d，出水水質執行準IV 類標準。主體工藝采用AAOA+MBR 工藝，尾水自流排入梅溪湖西延線及黃橋大道東南側人工濕地作為景觀補水。該項目于2019 年7 月31 日正式投產運行，至此，流域內污水處理設施規模可與實際污水量相匹配，岳麓污水處理廠生產壓力得以緩解，基本解決了污水直排的問題。

②截污納管，源頭減排。針對管網體系缺失及不健全區域，全面恢復排水管網架構和體系，重點實施南園路匯水范圍截污干管、支管建設以及賞月路、麓云路、麓谷大道、金星路、湖南大學北校區污水主干管完善；實施市政排水管網錯接點改造，對現已查明的雨污錯接點，分區、分期實施改造，從岸上源頭解決雨污合流的問題；實施污水井防滲漏處理，針對流域兩廂現有磚砌污水井進行防滲漏處理，防止污水外滲和地下水滲入；實施污水市政管網修復，結合前期勘測測量成果，先行啟動一批市政污水管網變形、破裂、錯口等結構性缺陷修復工作。

2）南園路箱涵排口污水應急處理

根據實際調查，建成區內最大污染源為南園路排水干渠直排的生活污水，考慮到南園路箱涵納污面積較廣，污水量較大，且岳麓污水處理廠已滿負荷運行，無法接納更多污水，因此在雷鋒水質凈化廠建成前，在南園路箱涵排口處建立一套污水截流及應急處理系統，主體工藝采用高效加砂沉淀池+曝氣生物濾池工藝，設計處理規模為2.0 萬m3/d，出水執行一級A 標準，處理后尾水排放至龍王港作為河道生態補水。見圖4。

圖4 南園路污水應急處理站（左）、生物濾池罐體（右）現場圖

3）河道清淤

對龍王港南園路——楓林路段（2.45 km）和肖河口——南園路段（3.72 km）河道進行清淤工作，清淤水下自然方量7.92 萬m3，采用機械脫水，干化脫水后淤泥量為4.75 萬m3，干化脫水后的淤泥外運至長沙黑麋峰垃圾填埋場填埋，分離出的砂石回填于河道。清淤完成后對河道兩岸寬2 m 淺水區域進行底泥原位修復。同時在龍王港南園路——楓林路段設置4 臺推流曝氣機、20 臺微納米曝氣機人工曝氣增氧。

4）生態岸坡整治

龍王港南園路——楓林路段（2.45 km）0+850.00～0+1050.00 河道右岸1+600.00～1+850.00 及1+950.00～2+050.00 河道左岸存在大面積裸露坡地，需對該三段岸線進行整治。整治方案以防沖刷為主，采用“松木樁+生態袋護坡”型式進行岸坡改造，在坡腳設置松木樁，松木樁梢徑為12 cm，間距0.3 m，設計頂高29.7 m，木樁嵌入淤泥不小于1 m，岸坡消落帶上布置生態沙袋防止岸坡沖刷。

龍王港黃橋大道——梅溪湖路西延線段（850 m）岸線整治工程原則上采用土質自然坡岸，常水位以下種植濕地植物，常水位以上草皮護坡，對當沖段采用連鎖式護坡進行防護。

5）垃圾清理

對二環線撇洪渠沿線生活垃圾清除，清理范圍長750 m，主要將二環線撇洪渠內及左岸內生活垃圾清除，并將堆積垃圾清運至垃圾收集站。

6）枯水期生態流量補給

枯水期河道上游來水不足的情況下，于龍王港入湘江河口處取水補給至梅溪湖，增加龍王港的生態基流，形成河道內的活水循環，改善河道內水生態環境。

工程起點為龍王港入湘江河口，終點為梅溪湖東湖，項目起點龍王港河口設潛水泵房1 座，取水流量為1.5 m3/s。補水管道采用Φ1 020×10 mm 的螺旋鋼管及K9 級DN1000 球墨鑄鐵管，沿咸嘉湖南路橫穿咸嘉湖、沿金星路敷設過龍王港引水至梅溪湖東湖，分別于咸嘉湖及石佳嶺景區東湖設置補水“T”口，管道全長約5.32 km。

7）初雨及溢流污染控制

在對截污體系進行完善和修復的基礎上，針對幾個較大的雨水箱涵如賞月路、麓云路、麓谷大道、南園路等，設置調蓄池及配套收集輸送系統，將收集的初雨及溢流污水輸送至污水處理廠進行處理，進一步降低匯水區面源污染。

4 工程實施效果

雷鋒污水處理廠一期工程12.5 m3/d 工程已于2019 年7 月通水試運行，出水穩定，達到《湖南省城鎮污水處理廠主要水污染物排放標準》（DB 43/T1546-2018）要求。本項目采取截污納管、河道清淤、生態岸坡整治、垃圾清理、生態流量補給等一系列標本兼顧措施對河道進行治理后，解決了流域內污水的直排問題，提升了水體自凈能力，恢復水體生態平衡，形成具有菌、藻、浮游生物、底棲動物、魚、蝦和水生植物等多級生物鏈的良性生態循環系統，黑臭現象得以消除，同時改善了水生態環境，提高了城市形象。

5 結論與建議

流域水環境綜合治理是一項目專業性很強的系統工程，任何一項單一的技術都不能達到長治久清的目的[4]。應遵循“一河一策”的治理思路，根據流域的具體情況針對性地制定治理方案，因地制宜，精準治理，在保證治理效果的同時兼顧經濟性。

為保障和鞏固龍王港水環境治理成果，進一步優化提升流域水體水質，促進區域生態可持續健康發展，根據國內其他流域黑臭水體治理工程實踐案例，結合龍王港流域治理過程中的實際工程經驗，提出以下幾點建議與對策：

1）加強管道清淤及維護。排水管道，特別是合流制管道、暗渠，淤積情況較為嚴重，必須加強管道清淤和管理維護工作，減少管道內的淤積量，防止大雨時段淤積污泥被雨水沖出管道及進入水體對水環境造成沖擊。

2）加強建設項目的管理。加強在建、新建項目的管理工作，保證在建、新建項目均按雨污分流的排水體制設計和實施。特別是施工驗收環節，必須明晰雨水管與污水管的性質及排入市政管道的具體位置和排入管道性質，杜絕出現混接、錯接、漏接的情況。

3）全方位強化排水監管調度工作。一是強化排水許可管理工作，發揮其在防治源頭污染、規范建筑工地臨時排水和建成項目排水行為中的積極作用。二是強化科學管控調度，構建流域污染在線監測系統，消除人工巡查存在的監管盲點，加強流域水環境監管力度，杜絕污水偷排。

4）建管結合，充分發揮政府和民眾的督導作用。建立市民監督、舉報制度，和市民志愿者小組對城鎮流域水體進行管理，充分利用廣大人民群眾的力量，共同促進黑臭水體的消除以及生態系統的恢復。