城市重要水系水環境治理提升探究

任春燕 REN Chun-yan；王小偉 WANG Xiao-wei；牛鴻霞 NIU Hong-xia

（張家口市清水河河務管理處，張家口075000）

0 引言

生態環境污染日漸加劇，特別是城市水系水環境污染，國家對積極解決該困境提出多個政策和文件，要求各省會城市處于當下建成河道需在2020年前完成黑臭河道治理工作。各城市為全面落實國家政策方針，將該項工作提升高度，采取一系列舉措投入大量資源給予支持，構建完善的長效機制，部分區域內增設相應的專項管理人員。由于當下城市水系水環境治理，時間緊、任務重，技術措施缺少完善性、長遠性，即便當下獲取相應的成果，但仍存在部分技術重難點有待攻克，需積極掌握目前水系水環境治理的卡點，有針對性采取相應的解決措施，進一步優化改善水環境推動生態平衡，提升人居環境。

1 城市重要水系水環境治理的重要價值

水污染問題成為影響國民經濟發展的關鍵因素，成為當下各大城市政府關注的焦點，我國水問題最為核心凸顯于水資源匱乏、水污染和洪澇災害頻發，其中重要水系水環境污染產生的災害影響大、時間周期長，但其危害顯現在一定時間才能暴露，易對其失去警覺。積極做好城市水系水環境治理工作，促使重點流域集中式飲用水水源得以良好的保護，跨省界斷面水環境質量可顯著提升，重點工業企業做好穩定達標排放，水污染物排放量有效控制，流域水環境監管及水污染預警和應急處理能力顯著增強。水污染治理成為全面保證國家水環境安全的必要條件，水作為一類基礎性資源，在國民經濟發展和和諧社會構建中發揮關鍵性作用。重要水系水環境污染治理，作為污染減排目標實現強有力的舉措，污染減排更是優化改善環境質量的本質措施，更是轉變經濟發展方式核心手段。充分貫徹和落實城市重要水系水環境污染治理工作，可積極加大各流域水污染減排統計、監督和考核工作，促使各環節任務目標達成，實現水質顯著提升[1]。

2 城市重要水系水環境治理重難點分析

城市重要水系水環境污染嚴重影響我國生態環境可持續發展，結合當下實際調研數據分析，截止2018年年底，按照全國城市黑臭水體整治監督平臺顯示，全國范圍內已經認定城市黑臭水數量高達2100條，其中已經完成治理為1745，處于治理過程中為264個，制定相關治理方案包含91個。但是當下已經完成治理的重要水系水環境難以獲取長周期維持，仍存在再次惡化風險。整體治理過程中，從初期防洪筑壩、截彎取直至水系自然修復的過程（見圖1），各城市對水系治理進入新階段，但仍存在相應的治理難點，體現在以下幾方面：

圖1 城市水系水環境治理發展方向

①雨污分流難以實現徹底化，控源任務艱巨。河流制管道處于城市城中村、老居住城區內十分普遍，短周期內難以將其全面拆除，雨季截流大幅度增加，形成水系水環境污染嚴重，水質質量顯著下降。污染較為嚴重的區域內影響可超過一個月，此類區域內雨污實現分離化難度較大，存在大量雨污河流系統。由于治理范圍較大，且難度較大，多個陽臺污水、廚房污水等并未進入污水系統內，而是全部排入雨水系統內，促使水體污染較為嚴重。針對現下建設管網做好調查分析，其自身實際質量結構存在的不足較多，污水管道輸送力不足、管道發生堵塞等，促使污水接入雨水系統內。

②箱涵問題多，截污、清淤工作難度大。當下城市水系水環境內涉及大量的箱涵，主要因初期建設用地面積不足，在其上方建設建筑物，若想做好進一步管控工作，打開其難度較大。充分依托實際調查分析，其中多個箱涵產生堵塞，垃圾堆砌較為嚴重，內部污染源十分復雜，管控難度顯著增加。處于旱季可布設相應的閘門將其污水做好收集，雨季便會溢流進入下游水系內，促使其內部水質被污染。

③面源污染控制技術成熟性不足，落實難度較大。當下海綿城市建設成為國家倡導的建設方向，但其仍需一定時間周期，為達成海綿建設區域，地表徑流污染易進入雨水系統內部，即便內部布設相應的調蓄池，但整體調蓄措施如何高效化減少地表徑流污染，仍是當下難以逾越的鴻溝。河流污水系統建議選取調蓄措施，其后續管護措施的開展仍存在不足，面源污染負荷對整個水系水環境產生的不良影響并未明晰[2]。

④內源污染治理無法實現精準控制，水系淤泥處理成效無法保證。內源污染十分關鍵，污水進入水系、地表徑流污染均屬于內源污染關鍵性因素，其治理過程中仍存在部分瓶頸，清淤方式、控源截污并未具有相應的實施方案。內源清理不干凈，亦或清理方式缺乏合理性，會促使水體污染進一步加劇，且恢復至原有狀態需耗損較長時間。此外，水系底泥面廣量大，當下結合市場調研狀況分析，優良處理方式缺位，主要以簡易化脫水后運輸至空曠區域內堆放，少數資源被利用。

⑤長期積累，水動力問題難以有效解決。隨著城市化進行不斷加快，已建區域內因原有開發規劃缺乏合理性，填埋大量原有水系溝通河道，即便控源截污工作全面貫徹于實處，但難以從本質層面消除水系污染。為滿足水利工程調度實際需求，區域內水系水動力不足，以及水環境生態系統不完善，自身修復能力弱化，難以緩解水系水環境污染狀況。

3 城市重要水系水環境提升技術路線

截止目標城市重要水系水環境污染治理缺少成熟經驗，其內部污染因素較多，若對其現狀并未進行深層次的調研、頂層設計和糾偏措施，無法獲取較佳的治理成效。為保證從本質實現水系水環境質量提升，需始終遵循因地制宜的治理原則，提出一系列相應的水質量提升措施，達成初期目標，需積極做好以下幾方面工作：

3.1 強化雨污分流，實現動態化管控

控源截污作為治理城市重要水系水環境污染的基礎保證，雨污分流作為控源截污關鍵內容，全國范圍內各城市均積極開展該項工作，以此從本質實現分流。雨污分流區域內，需將其綜合性落于實處，以免污水進入水系內部，且應強調治理措施的有效性；當下缺少一定條件的區域，建議結合其實際狀況配置相應的管理措施和應急策略。針對當下已經建設區域內并未做好污水排放房屋，需積極將原有立管方向變更，將其與污水整個系統融合，增設雨水通道。從多個實踐經驗獲取，多個水系治理完成后，整體水系水環境并未獲取顯著的改觀，核心在于對管網掌握不足，治理措施缺乏綜合性和有序化。管網普查應優先，方可掌握各區域內實際功能和薄弱區域，消除雨污混合接入現象，方可從源頭實現控源截污的目標[3]。

3.2 遵循因地制宜原則，慎重解決箱涵

控源截污作為水系水環境污染治理的前提條件，箱涵問題作為控源截污關鍵性構成，全國區域內該項工作難度較大，若不打開控源截污工作治理成效難以保證，若打開內部沖突矛盾較多，如時間等。具有一定經濟條件的城市，可充分結合城市規劃建設打開箱涵，恢復原有水面，進一步優化改善生態環境。缺少良好條件的區域，應結合實際狀況處于合理周期內進行間隔，布設相應的維護窗口，為后續管養措施落實奠定基礎，涵洞出口部位需增設相應的截污措施，以此保證整個旱季不進入下游河道內，雨季選用旁路處理措施，保證水系水環境治理可靠性。

3.3 借力高光譜遙感技術，動態化監測水環境

高光譜遙感技術憑借自身多方面優勢，體現在監測速度快、真實度高等，可將城市內不同污染程度及其不同污染源水環境加以區分，以此動態化監測水環境，為治理技術措施選取更具針對性提供助力。我國地表水依照水域環境功能和保護目標，可將其劃分為五種類型，即I類、II類、III類、IV類、V類，不同功能類別分別執行標準數值不一，水域功能類別高標準值與水域功能類別低的標準值，地表水環境質量標準項目標準限值見表1（部分項目）。將高光譜遙感技術高效化用于水系水環境監測中，可充分將多方面物質視為評估指標，進而依托表現的光譜特征存在差異性，可建議選取關鍵性因素，判定水體污染實際源頭。遙感技術在水環境監測中體現在以下幾方面：①水體渾濁度分析。水體懸浮微粒進入水體內便會產生散射和反射，一定程度增大水體反射率，渾濁度不同水體自身光譜衰減不盡相同。可充分監測懸沙濃度最佳波段0.65-0.8um，利用藍光波與綠光波反射率之比，可判定水體實際渾濁程度；②城市污水監測。城市污水含有大量有機物，污染較為嚴重時呈現為黑色，促使水體反射率顯著下降。利用紅外傳感器，以水體中含有氫氧化合物、酸類等物質明確水污染狀況，水體污染可在紅外圖像上直接顯示，可實現城市重要水系水污染源可追溯性；③水體熱污染調查。充分結合熱效應差異性，積極探測污染排放源，進一步掌握實際污水分布范圍、擴散范圍等基礎信息。

表1 地表水環境質量標準項目標準限值 單位：mg/L

3.4 面源污染需結合海綿城市建設，保證其控制有效性

一方面，針對當下地表徑流污染，可充分結合海綿城市建設，進一步做好雨水調蓄工作，雨水管道內部存在的沉積物可充分增加其疏通頻次，以及增設排口前污染物截留處理裝置，垃圾污染可結合實際狀況，布設相應的垃圾匯總收集區域進行解決。另一方面，養殖污染需充分布設相應的裝置做好污染物處理，種植產生了污染后應及時變更品種，選取生態緩沖帶等技術措施實現。可充分利用科學技術建設深水區綠化水質凈化植物浮島修復工程，種植各類凈化水質水生植物達到解決河道黑臭，蚊蠅滋生接力污染防治升級戰，既保證水體底質清、水質提升以及各種水生生物群落結構更加穩定，做到造景水面，綠化河道，進一步加強受污水體實現生態化轉變的舉措落地生根。習近平總書記曾多次明確指出，金山銀山不如青山綠水，充分借力各類水生植物恢復作為生物群落內部平衡的關鍵內容，更是水環境修復的關鍵性指標，需充分掌握各類水生植物實際功能，始終遵循相應的配置原則，將多元化水生植物用于水環境修復中，以此保證水環境治理成功[4]。

3.5 科學處理水系底泥，解決水動力問題

一方面，對其河道底泥進行綜合性分析，采取相應的治理措施，科學謹慎處理底泥污染問題，若其內含有大量金屬元素，需及時將其清除干凈。若需種植水下森林，可建議存留一定的底泥，為提高種植植物實際存活率做以支撐，需謹慎使用各類化學藥劑，以免促使原有生態平衡受到破壞，做好環境評估工作，以免產生二次污染。另一方面，解決水動力問題。結合以往實踐經驗分析，控源截污和內源污染治理之后，若未從源頭有效解決水動力問題，易促使水系水環境污染反復發生。為有效解決該困境，需從城市整體規劃層面進行考量，選取有效的措施加以解決，當下全國范圍內多個城市已有成功經驗，可積極汲取內部經驗，按照項目實際狀況，解決水動力不足問題[5]。

4 項目實踐案例分析

4.1 水環境區域內實際概況分析

張家口清水河河道總長度為109km，其流域面積為2380m2，水體深度范圍為1.5-2.8m之間，河道內水體由于建造的是混凝土河床這些硬質鋪裝雖然起到了蓄水及隔離污水匯入以及防止下滲的作用，但河床自然呼吸及河流生物多樣性的生存環境發生變化，導致水體水質在每年的枯水季發生富養，造成水質情況明顯惡劣，在日照時間長水體溫度極速升高，大量的水生植物生長迅猛，短短幾天水生植物冒出水面，造成水面透氣性降低，水體富養值升高所產生的污染較為嚴重，大量的水生動物突然缺氧發生翻塘現象，水質明顯混濁，透明度較低，生態系統短暫失衡。通過取該河道的樣本進行檢測，其水質中COD、TP、NH3-N濃度分別為225.4mg/L、10.6mg/L、1.0mg/L，其實際濃度與正常標準相較，水體超標。為積極改善水系統生態環境，降低水體中污染物濃度，需結合當下實際水環境污染現狀，提出相應的優化治理技術路線，以此保證水系水環境治理成效。

4.2 河道水環境治理

結合該河道實際污染狀況，需充分采取多元化舉措進行治理，保證河道水環境治理更具針對性、有效性。首先，巡查人員排除庫區內有無污水匯入，清水河改造工程于2004年-2009年建成投入使用后外源排污口已全部封堵，雨污分流工程初見明效，但由于該河道長周期運行加之上游未建成大型蓄水工程，河道坡度落差大，大量泥沙順流而下，庫區密集，及時清淤工程難度較大，內部淤泥匯集較為嚴重，應積極布設相應的生物酶，以此提升其內部轉化淤泥實際效應，做好內源控制。其次，河道內放置相應的水生植物浮島，以此優化改善水環境，提升生態系統功能，處于河道上游布設凈化基礎設施，將處理后水體污染物濃度降低。其中COD其濃度下降至30.8mg/L，顏色呈現為淺綠色；NH3-N濃度下降至7.8mg/L；TP濃度下降至0.2mg/L。最后，積極應用遙感技術對河道環境做好動態化監測，在清水河監控中心的調度室，各泵站實景視頻監控技術得到充分利用，監管庫區內不斷有動態化的監測數據、圖像采集，高效運作。以此為張家口建設首都“兩區”筑牢生態屏障，努力保水源、阻風沙、輸清風。為張家口高質量推進生態建設努力厚植生態優勢，統籌山水林湖草沙一體化保護和依法治理水污染，大力實施碧水藍天增綠宏偉藍圖！立足生態修復及水環境提升，為今后的張家口“兩區”建設奠定良好的基礎。

5 結束語

城市重要水系水環境污染因素十分復雜，其作為一項綜合性、系統性工作，若對其內部未充分做到各方面因素考量，是難以獲取較佳的治理成效。應結合城市水系水環境治理現狀，明晰治理內存在的重難點，結合水域實際狀況，有針對性采取相應的治理措施，從源頭解決水系水環境污染狀況，投入資金及技術力度加強改善水面污染問題積極尋求更新更優質的改良方案來實施，以此保證水環境生態平衡，為今后治理提升舉措總結積累經驗。