城市黑臭水體成因分析及綜合整治工程設計
——以五福涌為例

黃小龍

（珠海市斗門區水資源和水質監測中心，廣東 珠海 519000）

城市黑臭水體，是指城市水體受到外來污染輸入，水體不斷惡化，水體顏色或氣味讓人產生不適的污染水體的統稱[1]。黑臭水體的形成主要是經過一系列非常復雜的生物反應，通常水體表現為有機負荷高，透明度差，溶解氧缺氧。通過分析發現，主要與外來污染物輸入、底泥厚度及水動力條件等因素密切相關[2]。當前，整治黑臭水體是國家“十三五”期間水污染防治攻堅戰的重點任務之一，目標是力爭在2020年前后，地級及以上城市的黑臭水體比例控制在10%以內，到2030年城市總體消除黑臭水體[3]。主要是因為黑臭水體不僅給人們造成感官不適，還會導致水體喪失原有的生態景觀功能，而且其散發的氣味也會嚴重影響周邊居民的正常生活[4]。因此，隨著國家水生態文明建設的深入，消除城市黑臭水體仍然是亟待解決的問題之一[5]。

本文以廣東省珠海市斗門區五福涌為例，通過分析五福涌黑臭水體的形成原因，提出了以“外源控制、內源削減、水質改善”為指導，并在實施了“控源截污工程、內源污染控制工程、垃圾清運工程”等措施后，經水質監測機構數據表明，五福涌水質指標整體符合無黑臭標準。基于此，通過對五福涌黑臭水體的綜合整治，消除了水體黑臭，并逐步提升了水體水質，從而為類似黑臭水體綜合工程整治提供一定參考。

1 工程概況

珠海市位于珠江三角洲西南部沿海、珠江口西岸，珠海市斗門區位于珠江三角洲西南端，五福涌位于井岸鎮五福村，全長3 850 m，起點為山水向日豪庭，下游經五福水閘流入雞啼門水道，沿線穿越珠峰大道，終點為華發又一城段大橋。本工程整治范圍3 350 m，平均水深約為1.5 m，河涌水體容積約為38.44萬m3。五福涌黑臭水體整治工程包括控源截污工程（新建截污管道2 855 m，新建一體化污水處理設施1座）、內源污染控制工程（清淤總長3 850 m，清淤總量60 152.63 m3）、垃圾清運工程等。通過五福涌水環境治理工程，可減少五福涌的入河污染物282.25 t/a（COD計），治理后污染物入河量小于五福涌自身水體的納污能力，河涌水質得到明顯提升，實現了消除水體黑臭的工程目標[6]。

2 污染現狀及成因

2.1 污染現狀

2.1.1 水質現狀

以《城市黑臭水體整治工作指南》中黑臭水體評價體系為依據，五福涌現狀水質監測結果詳見表1，氨氮、溶解氧、氧化還原電位、透明度等4項指標均達到輕度黑臭，其中2個檢測點的氨氮及溶解氧達到重度黑臭。因此，五福涌現狀水體為黑臭水體，需進行綜合整治。

表1 五福涌地表水監測數據表

2.1.2 底泥現狀

五福涌河涌中底泥厚度檢測數據詳見表2，均為深灰、灰黑色，呈飽和、流塑狀態，臭味明顯。根據淤泥狀態，上游主要為黑泥，泥深約為1.3～1.8 m；中游河道淤泥夾雜部分黑泥，泥深約為1.4～1.6 m；下游無黑泥，泥深約為1.6～3 m。同時，根據重金屬、營養元素等監測結果，并參照《城鎮污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質》（CJ 248－2007）和《城鎮污水處理廠污泥處置 土壤改良用泥》（GB/T 24600－2009）標準，五福涌部分河段無重金屬超標，但存在著有機質含量超標。

表2 五福涌底泥厚度檢測數據表

2.1.3 排口現狀

五福涌現狀共有63個排放口，包括49個污水排口，14個農業污水排口。排水基本就近排放入河涌，主要采用入戶接PVC管直接排入河涌的形式。排污口大小為DN100～DN800或1 200×1 200～5 100×1 400。排放的生活污水中包括居民生活中廁所排放的污水，洗浴、洗衣服和廚房污水等。

2.2 成因分析

五福涌污染的主要原因是沿線某些區域內的污水未得到有效控制，就直接排入五福涌，同時，大氣顆粒污染物、各類垃圾、畜禽糞便、農田化肥等污染物經過初期雨水沖刷進河，且底泥釋放的污染物總合更加劇了水體惡化，最終出現黑臭現象。

經分析計算詳見表3，五福涌入河的污染物總量（以COD計）約為476.01 t/a，水環境容量總體為341.43 t/a（以COD計）。其中，點源污染物產生量（以COD計）為280.05 t/a（占比約59%），其次是城鎮面源污染物量（以COD計）為182.14 t/a（占比約38.26%）。由此可知，年入河污染物要遠大于五福涌現狀河道水體的環境容量，所以，水體水質不斷惡化而形成黑臭。

表3 五福涌污染源統計表

3 工程設計方案

3.1 總體治理思路

為實現珠海市斗門區水質總體目標，以“外源控制、內源削減、水質改善”為指導，以削減河道污染負荷、緩解河道黑臭為目的，且“水”、“陸”統籌兼顧，有序結合源頭控制、過程控制、末端控制。在實際的綜合整治工程中，主要是通過外源污染控制、內源污染削減對入河污染物進行控制；再通過部門聯動，服務績效，積極落實“河長制”；同時科學運營，智慧管理，強化監管，公眾參與等，以此保障河道水質得到長效改善。

3.2 綜合整治方案

工程整治方案主要為控源截污工程、內源治理工程和垃圾清運工程。

3.2.1 截污工程

針對五福涌的主要污染物來源，對其上游新堂村的2條河涌進行整治。上游新堂村有2條支涌，要新建河道截污管網，以收集沿河污水及部分初期雨水，污水最終排入市政管網中。因此，共需新建DN300～DN400污水主管長度428 m，檢查井26座；新偉街上游段右岸截污管總長651 m，沿著岸坡埋設DN 600截污管，設計縱坡為1.5‰，以收集上游支流及排放口內的污水，并通過4#泵井壓入現狀DN400污水管；而新偉街至東福路段左岸截污管總長720 m，在綠化帶下方鋪設DN400截污管，設計縱坡為1.5‰，采用河涌包管形式，最終通過3#泵井提升壓入東福路現狀DN400污水管；珠峰大道至五福水閘段右岸截污管總長700 m，并在五福水閘上游150～400 m處埋設DN400截污管，設計縱坡為1.5‰，采用開挖埋管形式，并通過5#泵井壓入新青五路延長線現狀DN500污水管中。

3.2.2 總口截流工程

為了保障五福涌周邊尚未完成雨污分流改造區域的水質，所以，在河道設置了5處渠道閘作為總口截流措施，分別設計在五福涌支涌及W－11處。

（1）在五福涌5#支涌上設計渠道閘尺寸為6.50 m×2.80 m，渠道閘前設置6.50 m×0.5 m豎向攔污柵，截污管上方設置6.50 m×0.5 m橫向攔污柵，截污管下游與DN500總口截流管連接。

（2）在五福涌4#支涌上設計渠道閘尺寸為3.70 m×1.90 m，渠道閘前設置3.70 m×0.5 m豎向攔污柵，截污管上方設置3.70 m×0.5 m橫向攔污柵，截污管下游與DN500總口截流管連接。

（3）在五福涌3#支涌上設計渠道閘尺寸為3.30 m×2.30 m，渠道閘前設置3.30 m×0.5 m豎向攔污柵，截污管上方設置3.30 m×0.5 m橫向攔污柵，截污管下游與DN500總口截流管連接。

（4）在五福涌1#上設計渠道閘尺寸為2.70 m×2.30 m，渠道閘前設置2.70 m×0.5 m豎向攔污柵，截污管上方設置2.70 m×0.5 m橫向攔污柵，截污管下游與DN500總口截流管連接。

（5）在W－11處設計渠道閘尺寸為6.80 m×2.30 m，渠道閘前設置6.80 m×0.5 m豎向攔污柵，截污管上方設置6.80 m×0.5 m橫向攔污柵，截污管下游與DN500總口截流管連接。

3.2.3 清淤工程

清淤工程實施主要是對五福涌全線進行清淤處理，如圖1所示，設計清淤底高程0.00～－2.15 m，清淤河底寬度1.0～30.0 m，清淤深度0.3～0.6 m，共清淤60 152.63 m3（水下方）；根據計算需配備3套設備同時進行清淤施工，實際每天清淤量為21 000 m3（水下方）；根據河道水深和河道寬度情況，淤泥運輸船擬采用100 t級泥駁船，泥駁船單次運量為62 m3（水下方）。其中，清淤底泥通過泥駁船運輸至河岸附近臨時建設的底泥處理廠進行攪拌固化和泥質改良，底泥處理廠廠區占地面積合計約72 000 m2，內部采取防滲措施，采用HDPE膜鋪設下墊面，并在四周修建截排水溝；經過攪拌固化或泥質改良的底泥經固化穩定化處理后，泥餅有機質含量滿足《城鎮污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質》（CJ 248－2007）和《城鎮污水處理廠污泥處置 土壤改良用泥》（GB/T 24600－2009）的使用要求。

圖1 清淤工程范圍圖

3.2.4 垃圾清運工程

五福涌位于井岸鎮新青片區，其河面及沿線垃圾收集設施較為完善，即每天定期安排工作人員進行河道保潔工作，清理的垃圾和殘枝敗葉放至附近指定垃圾堆放點；渠道沿岸較為整潔，周邊垃圾也基本進入垃圾堆放點。同時，五福涌周邊垃圾做到日產日清，以每天兩次的輸送頻率將堆放點垃圾收集至新堂壓縮中轉站、西埔壓縮中轉站等斗門全區18座生活垃圾壓縮中轉站進行垃圾壓縮，并轉運至西坑尾垃圾填埋場處理處置。

3.3 整治效果分析

在工程實施完成后，對五福涌開展水質監測，設置監測點位5個。其監測數據顯示，五福涌整體水質指標為溶解氧56.2 mg/L、氨氮1.39 mg/L、透明度36 cm及氧化還原電位109 mV，符合無黑臭的要求。同時，又對五福涌的水環境容量進行了計算，計算結果表明，詳見表4，五福涌進行水環境治理工程后，可減少五福涌入河污染物為282.25 t/a（COD計），其中，入河量污染物193.76 t/a（COD計）小于五福涌水體納污能力，因此，河涌水質得到明顯提升，也逐步穩定消除了水體黑臭。

表4 五福涌治理前后污染物排放量與水環境容量對比表

4 結語

（1）五福涌通過控源截污工程、內源治理工程和垃圾清運工程等綜合整治，水體感官已消除黑臭，水面不存在大面積漂浮物，沿岸不存在垃圾堆放，這說明垃圾清理、控源截污、清淤疏浚等措施已得到落實，同時，其水質監測結果顯示水體達到不黑不臭要求，綜合整治工程效果較為顯著。但后續工作應根據部委及省市關于城鎮污水的提質增效、深入打好城市黑臭水體治理攻堅戰等要求，要持續落實雨污分流改造。

（2）黑臭水體整治作為系統工程，非工程措施管控更重要。因此，需健全完善“區、鎮、村”三級河長體系，形成“政府主導、群眾參與、執法隊伍和村級保潔員”相結合的“河長制”管理模式。同時，強化責任落實機制，按照“突出重點、分級管理”的原則，建立水體整治檔案，以形成“一河段一檔案”，并制定“河長”考核細則和獎懲辦法，實施跨鎮河段交接斷面水質保護管理考核，切實落實各級河長管、治、保“三位一體”職責，確保黑臭水體整治后不反黑不返臭，使水體水質持續得到改善。