流域水環(huán)境綜合治理技術路線探討

寧慧平，王宗周

甘肅省水利水電勘測設計研究院有限責任公司，甘肅 蘭州 730000

1 流域水環(huán)境治理現(xiàn)狀及存在的問題

在流域水環(huán)境早期治理階段，由于治理理念較為滯后，所采取的治理技術種類單一，雖然取得了一定的治理成果，但部分水環(huán)境問題尚未得到有效解決。第一，支流污染嚴重。由于治理范圍有限，且出于成本因素考慮，治理重心主要放在改善流域干流的水質條件上，在一定程度上忽視了流域支流的污染問題，導致流域水環(huán)境治理不全面。第二，雨污混流。在部分城市早期發(fā)展階段，往往布置雨污合流管網，將生活污水、工業(yè)廢水與收集到的雨水混合排放，雖然采取了一些水環(huán)境治理技術措施，但沒有從源頭上解決問題，使得水環(huán)境污染問題反復出現(xiàn)。第三，河道環(huán)境復雜。部分河道內分布大量暗涵，暗涵陰暗潮濕、長期缺氧，是造成河道黑臭的重要原因之一。第四，河流水資源開發(fā)利用率較高，徑流被人工高度控制，部分河段水量較小，水環(huán)境容量較低。以上問題對水環(huán)境治理技術措施的選擇具有較高的要求，如果技術措施選擇不合理，或是采取單一的技術措施，則難以保障治理效果。

2 流域水環(huán)境綜合治理技術路線

根據我國實際國情，在流域水環(huán)境綜合治理過程中，為了取得良好的治理成效，實現(xiàn)改善水環(huán)境、修復水生態(tài)、保障水安全、保護水資源的預期目標，必須以生態(tài)文明建設為指導，全面實踐科學發(fā)展觀，堅持從實際出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧、因地制宜的原則，制定流域水環(huán)境綜合治理技術路線。基于流域水環(huán)境規(guī)劃思路和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃，遵循相關法律法規(guī)與指導文件，制訂切實可行的水環(huán)境整治工作計劃與具體的治理技術方案。

技術路線以流域水環(huán)境綜合治理目標為總綱，全面掌握水質現(xiàn)狀和主要污染源、主要污染物的分布情況，分析流域水環(huán)境承載力，計算流域水環(huán)境容量。在水環(huán)境容量不足時，根據流域實際情況選擇削減納污量、擴充水環(huán)境容量或制訂污染物分配方案，準確判斷流域水環(huán)境存在的問題。以水污染、水生態(tài)、水資源“三位一體”的共治思想，從源頭控制、過程控制、原位修復三個方面選用合理的技術措施。當治理到一定程度，水環(huán)境容量變得充足時，能夠為發(fā)展區(qū)域經濟、謀劃產業(yè)布局、調整產業(yè)結構提供可能的水環(huán)境空間。最終通過系統(tǒng)管理鞏固治理成效，與治理技術措施協(xié)同實現(xiàn)流域水環(huán)境綜合治理預期目標。

3 流域水環(huán)境綜合治理技術措施

3.1 源頭控制

在綜合治理流域水環(huán)境時，應用源頭控制技術的目的在于將污染物在產生污染的源頭及時進行收集和處理，從源頭上解決問題，避免污染物進入水體，污染水環(huán)境。以污染源的類型劃分，源頭控制分為點源污染控制和面源污染控制。

（1）點源污染控制。生活污染源和工業(yè)污染源產生的城市生活污水和工業(yè)廢水是典型的點源污染，這種點源污染物含量多，成分復雜，變化規(guī)律符合工業(yè)廢水和生活污水的排放規(guī)律，具有季節(jié)性和隨機性。為了對點源污染進行控制，可以通過敷設截污納管、建設城鎮(zhèn)污水處理廠、建設分散式農村污水處理廠等技術措施進行治理。

（2）面源污染控制。為了避免收集、排放的雨水中攜帶大量污染物流入水體，加大面源污染控制力度，可采取生態(tài)駁岸與海綿城市治理技術，對城市區(qū)域內的雨水開展滯蓄與簡單凈化，將凈化后的水作為中水留用，或是直接排放至河流水域中。以生態(tài)駁岸技術為例，在水體邊緣與陸地交界處修建具備可滲透性特征的濱水駁岸，在地面徑流流入河道時，生態(tài)駁岸將會阻擋雨水中攜帶的污染物流入河道，對雨水進行凈化處理，將凈化后的雨水滲入河道。生態(tài)駁岸如圖1所示。

圖1 生態(tài)駁岸

3.2 過程控制

污染物的源頭控制雖然是控制污染物最徹底的方式，但往往存在一些累積在流域地表的污染物（如農藥、化肥等），受到降水的沖刷作用，隨著徑流的形成和泥沙的輸移在陸地坡面產生污染負荷，并隨徑流與泥沙的輸移在流域內增加和衰減，最終到達河流。

因此，過程控制的重點在于構建穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境，恢復遭受嚴重破壞的生態(tài)系統(tǒng)，在污染物到達河流前實現(xiàn)凈化功能。為了實現(xiàn)這一目標，可以選擇人工濕地、生態(tài)護坡、生態(tài)隔離帶等技術措施，有效隔離可能進入河流的污染物。以人工濕地技術為例，主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協(xié)同作用，在含有污染物的地表徑流進入河流前先進入人工濕地進行凈化，通過吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解轉化等作用，以生態(tài)方式降低污染負荷，減少入河污染物總量，實現(xiàn)過程控制。人工濕地技術示意圖如圖2所示。

3.3 原位修復

當前，在我國部分城市的流域水環(huán)境中，由于河流水體長時間遭受高負荷污染物的沖擊作用，各類污染物濃度較高，遠超過水環(huán)境自凈能力，使得水體生態(tài)系統(tǒng)遭受嚴重破壞，并出現(xiàn)富營養(yǎng)化、缺氧、水體黑臭等一系列問題，嚴重威脅水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及民眾的用水安全。當污染物無法在源頭被收集處理，也沒有通過有效方式在進入河流的過程中得到控制最終進入河流時，為了有效解決這一問題，必須全面推行人工凈化工程，貫徹原位修復的水環(huán)境治理理念，采取多元化的人工干預手段，將水體內各類污染物的濃度總量控制在合理范圍內，可以有效分解水體中難以降解的有機物等物質，實現(xiàn)改善水環(huán)境與恢復水生態(tài)的治理目的。

人工凈化工程的主要技術措施包括人工引換水、微生物原位投放、曝氣增氧、混凝沉淀、化學固定、植物修復等，可將原位修復技術分為物理修復、化學修復與生物修復，不同類型技術的修復原理存在明顯差異。以生物修復法中常用的微生物原位投放和曝氣增氧技術為例，微生物原位投放技術是根據水環(huán)境內各類污染物的特性與濃度，在水環(huán)境中投入適當品種的微生物，營造適宜微生物繁殖生長的環(huán)境，而在微生物新陳代謝過程中，可以有效分解水體中的難溶解有機污染物，從污水中持續(xù)攝取低分子化合物，將污染物分解為CO2、H2O等物質，從而凈化水體；曝氣增氧技術是一種增加水中含氧量的方法，使用增氧機與充氣機械等設備，持續(xù)在水體中充入氧氣，將水體含氧量穩(wěn)定控制在一定范圍內，保持水中溶解氧含量的平衡狀態(tài)。通過提升溶解氧含量，可以加快微生物降解速率，這項技術一般與微生物原位投放技術組合應用。

4 結束語

綜上所述，為了全面提升流域水環(huán)境綜合治理水平及效率，實現(xiàn)建設環(huán)境友好型社會與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標，確保水環(huán)境治理的順利開展，相關部門與從業(yè)人員必須加大對流域水環(huán)境治理體系的研究力度，結合我國實際國情與水環(huán)境治理需求，樹立正確的流域水環(huán)境綜合治理技術路線，靈活應用各項治理技術措施。由此，全面改善河道生態(tài)系統(tǒng)，恢復流域水環(huán)境的自然風貌。