試析城市河道水環境生態治理技術

李 杰，馮萬新，李 芳

（1.廊坊市生態環境局三河市分局，河北 三河 065200；2.三河市發展和改革局，河北 三河 065200；3.三河市疾病預防控制中心，河北 三河 065200）

當前，隨著城市化進程的持續推進，環境污染問題越來越嚴重，其中，城市河道的污染問題就成為城市發展中的研究熱點之一。這主要是因為河道污染已對人們的生產生活，以及城市的發展造成了一定影響，且污染嚴重時也會對河道的下游區域帶來一定危害。針對這種情況，我國地方政府已設置了專門的治理部門，以此對城市河道水環境開展生態治理工作，主要是凈化河道水體，恢復河道內的生態平衡。由此可以看出，開展城市河道水環境生態治理的相關研究工作意義重大。

1 我國城市河道水環境生態存在的主要問題

1.1 城市內河道水質污染嚴重

長期以來，我國的發展重心主要放在了經濟建設方面，所以，工農業生產規模以及城市建設速度明顯提升，但卻導致政府相關部門對于城市的水環境管理工作關注度不足，這對于保護城市河道水環境產生了不良影響。當前，由于工業廢水以及生活污水的長期不合理、不達標排放，導致城市內很多河流水質嚴重惡化，并存在明顯的富營養化情況，導致水生態功能嚴重下降。而且，由于河道內的水體長期散發著惡臭氣味，并且水體渾濁度較高，也因此對城市的形象產生一定負面影響，甚至會影響居民的用水安全性，嚴重時還會危及居民的身體健康[1]。

1.2 城市內河道淤積多

在以前，我國對于城市內河道水環境的保護力度相對較弱，也沒有開展各種水環境保護知識的宣傳，導致很多河道周邊的居民經常將各種生活垃圾以及生活廢水倒入居民區的排水溝渠，出現了生活垃圾漂浮在河面的現象，這樣既影響了河道的美觀，還對河道水體產生了明顯污染。還有一些城市建筑會占用部分河道，也會導致現有河道出現淤積堵塞的情況。另外，很多建筑工程的施工區域都比較靠近河道，致使建筑施工過程中產生的各種垃圾廢水也會流入城市河道，同樣會導致河道水體明顯惡化，致使河道內生態物種出現失衡，特別是水藻大面積的繁殖情況較為嚴重，也因此減緩了河道內的水流速度，而長期的泥沙沉積最終導致河道淤積，從而改變了河道內的水體環境，同時，對周邊的自然生態環境也造成了嚴重破壞。

1.3 城市水環境污染來源復雜

當前，城市河道生態環境問題比較突出，這并不是單一存在的生態現象，而是與其他各種類型的水環境惡化情況共同存在，且相互之間還會存在一定的關聯性，導致水環境的污染來源相對復雜。同時，由于城市的污水處理廠缺乏管理、設備維護及其他問題，導致經常出現各種突發性事故，或工廠排放的污水中的污染物超標，雖然也經過了污水處理，但實際處理效果不佳，最終導致污水處理廠的排水指標不合格，這也會使一些污染物排入城市河道，造成了河道水體污染問題。而在農業生產過程中，農民為了增產增效，會使用大量的各種化學藥劑，且藥劑使用量經常處于嚴重過量的情況，到夏季時，藥劑會隨著雨水滲入土壤或流入城市河道，進而導致水質污染。由此可以看出，我國城市內的水環境污染來源較多，并且極為復雜，所以，在實際的水環境生態治理工作開展前，工作人員要重點了解水環境的污染來源，這樣才能針對性地開展處理工作，從而才能有效保證實際處理效果[2]。

2 現階段常見的城市河道水環境生態治理技術

2.1 底泥疏浚

底泥疏浚技術是當前城市河道水環境生態治理過程常見的處理措施之一，其主要技術應用原理是，把底泥作為水環境生態系統中物質及能源的交換介質，同時，這也是水體內營養物質的主要儲存區域。當水環境發生一定變化時，底泥內的物質會向外釋放，特別是當城市內河道氮磷和污染物的沉積量較大時。如有外來污染物時，底泥基本處于吸附狀態，僅會在特定時間內釋放污染物，但由于沉積量過大以及水體自身降解能力較為有限，會導致這些污染物在長時間內均對水體環境產生明顯影響[3]。如無外來污染物時，底泥處于脫附狀態，會將其內部的氮磷及其他污染物大量釋放，從而達到了疏浚河道的目的。

2.2 生態調水

生態調水主要針對敏感水域采取的水環境污染治理方法，主要通過相關水利設施來控制水環境，如閘門、泵站等。該方法主要是利用上流水或邊純凈水源對污染水域進行稀釋，從而有效提升污染區域的水環境質量[4]。由此可以看出，生態調水技術的優勢是在最短的時間內將大量污染物沖到下游區域，以減少污染區域的污染量、增加水流動速度以及提升水體含氧量，并顯著增強水體的自凈能力。生態調水技術作為物理法，主要是利用稀釋方式有效減少河道內水環境中的營養鹽以及污染的濃度，從而實現改善河道水質的目的。

2.3 人工增氧

人工增氧技術主要應用在水體污染較嚴重的城市河道。該技術實際應用過程中，實際耗氧量會明顯超過水體的自然復氧量，從而導致水體實際的溶解氧含量偏低，水體內好氧生物量減少，且水體自凈能力也隨之降低，導致水生態系統遭受明顯破壞。而通過人工增氧技術的合理應用，可顯著提升水體中的溶氧含量，并促使溶解氧和臭污物質之間發生降解反應，同時，還可以顯著提升水體中好氧微生物的活性，這樣能大幅度增加有機污染物的降解速度，從而起到良好的水體去污效果。同時，由于城市河道內氨氮含量高，利用該裝置既能增加溶解氧的含量，也能有效降低氨氮含量。該技術在應用時，產生的氣泡尺寸基本在微納米級，在通過相關裝置高速旋轉后將液體和氣體進行混合，再通過高壓噴口噴出，以產生大量的微納米氣泡，由于這些氣泡的比表面積大，又具有大量自由基，所以，會使實際的氧化降解能力增強。

2.4 人工生態浮島

和陸生植被相比較，水生植被的生態功能更為顯著，特別是在城市河道內種植的各種水生植被，既能增加水體景觀的美觀度，又實現了水質凈化，還可以有效維護水體生態平衡，防止發生水體富營養化或物種死亡等情況。當前，人工生態浮島技術已被大量使用，具體組成主要包括人工浮島平臺、植物以及固定系統等[5]，其主要用于處理富營養化水質。在實際應用中，根據生態工學原理建立的人工生態浮島主要用于有效降解水體中的COD、氮磷等各種營養物質，以增加水體的透明度，確保水質指標達標，而且對于河道內部的各種藻類繁殖以及生長具有明顯的抑制作用。所以，人工生態浮島技術的合理應用，既能為相關野生生物提供生存環境，又能有效治理河道污染。

2.5 生態護岸技術

2.5.1 技術概況

和傳統護岸技術相比較，生態護岸技術的應用優勢更為突出，具體表現為，可同時保護與促進河道內生物的多樣性發展，能有效提升河道內水體環境的生態平衡。通常，實際生態護岸技術使用的原材料主要是天然材料，具體包括植物石材以及木材等，且使用這些材料不會對周邊環境產生明顯的污染及破壞情況。而護岸植被的大范圍種植，還可以對河道水流速度起到明顯的抑制作用，以促進河道內部生物的生長及繁殖，這在一定程度上有效提升了河道內的生物多樣性。該技術在應用時，選用的水生植物根系通常都很發達，所以，這些根系能夠為水生微生物的生長及繁殖提供場所，也具有明顯的水質凈化能力。此外，還可以種植其他護岸植物，并利用這些植物的根系固土效應實現效水土保持效果，這樣也能顯著強化生態護岸的抗沖刷性以及穩定性。

2.5.2 自嵌式生態護岸技術

通常，在常規的漿砌塊石護岸技術使用過程中，雖然能有效減少坡面建設初期的不穩定性和侵蝕度，但隨著使用時間的延長材料會出現不同程度的老化，這樣會明顯減弱工程強度以及降低護岸的實際效果，所以，會導致后期維護的處理費用較高。針對這種情況，當前很多治理部門開始應用自嵌式生態護岸技術，該技術主要采取干壘擋土墻以及新型柔性結構，具體為重力式結構，是通過自嵌塊體、填土和土工格柵形成組合體，以減弱相關動、靜荷載作用，這樣能顯著增加工程整體結構的穩定性。在實際應用中，自嵌式護岸技術時的優勢主要體現在以下方面[6]。

首先，該技術在應用時，擋塊體積小且材料使用數量少，且擋塊成型后無需實施表面處理，因此，該技術與傳統擋土墻相比較，實際造價偏低。其次，自嵌塊大多采用直接干壘方式進行作業，而且通過各種機械設備的預制作業，能保證相關塊體的質量滿足工程要求。再次，技術應用耐久性能優異，擋土塊主要利用C30高強低堿水泥實施預制，同時，再開展蒸氣養護處理，能有效提升擋土塊的質量控制效果，并能確保不同塊體的抗壓強度及抗沖擊能可滿足使用要求，這樣既可以有效防止發生分裂或腐蝕問題，又可以有效增加擋土塊的使用壽命。最后，該技術應用生態環保效果突出。借助該技術可以實現水土循環，提高水體自身的凈化效果；可將富營養物質沉積，為河道內其他生物的生長和繁殖提供營養，從而實現整個河道水環境的良好改善。

2.6 其他水環境生態治理技術

（1）微生物菌劑技術，主要是應用于流速慢且水位深的城市河道。由于這些河道采用生態疏浚作業效果不佳，所以，可投加一定量的微生物菌劑，用于有效降解有機沉積物以及氨氮等。當前，常見的微生物菌類可分為硝化細菌、反硝化細菌以及光合細菌等。在實際應用中，菌種的選擇以及投加量均應參考河道的實際污染情況進行具體確定。

（2）水生動物投放技術是在河道內倒入各種浮游動物、底棲動物及魚類，并通過這些水生動物實現微藻藻類水華的合理管控。

（3）人工強化生物膜技術，主要是采用人工載體材料為微生物的生長提供基質，并利用微生物附著生長的繁殖過程，對水體內的各種污染物實施有效降解。所以該技術在應用時，需選擇合適的載體材料、菌種，并需要精準控制培養條件。

3 城市河道水環境生態綜合治理的優化策略

3.1 提升城市規劃的科學性及合理性

當前，為了有效改善城市的水環境情況，治理單位應對城市內河道水系的具體情況實施全面調查，并重點了解河道的相關支流情況，以確定污染較為嚴重的河道位置以及污染來源[7]。同時，工作人員還要對河道周邊工業污水的排放問題進行嚴格管控，避免工業廢水未經處理直接排放，這樣能有效減少污水匯入城市河流的可能性。另外，當地政府還應對河道周邊的居民區實施科學合理的環境規劃，特別是對于相關區域的設施要實施雨污分流，并增設相關垃圾及廢水的回收設施，防止垃圾和廢水流入河道，同時，還要重點做好城市河道生態環境的環保宣傳工作，以增強全民的生態環保意識，從而為后續城市河道生態綜合治理工作的順利實施提供基礎保障。

3.2 強化河道清淤治理的效率

為了提升城市河道水環境的生態質量，治理單位應重點做好河道的清淤治理工作，這是因為如果河道長期淤積就會導致河道堵塞，從而會引發水環境的生態失衡，影響水體生物的生長及繁殖。但在河道清淤治理之前，治理單位應預先了解河道內的情況，并根據不同的河道淤積情況制定相應的治理措施，且對于治理過程要實施嚴格的質量管控，以確保各項治理措施均能落實到位。同時，還要針對各種潛在的治理難題預先制定相應的解決預案，并定期開展河道清淤工作，從而在根源上解決污染問題，以保證城市河道的正常使用[8]。

3.3 綜合治理工作要因地制宜

由于不同城市的河道情況各有不同，氣候、地質、環境等因素也不相同，所以，水環境的生態結構也存在著明顯的差異性。因此，在實際的河道治理工作開展前，治理單位應對于當地的水環境情況實施全面調研，要相應參考周圍的環境以及生態生物群落情況開展規劃設計，并確保規劃設計內容符合當地的生態綜合治理要求，這樣才能有效提升城市河道水環境生態的綜合治理效果。

3.4 提升城市河道水體的監管力度

通常，城市內河道會外連其他河道及水域，如果某一河道發生水體污染，也會給周邊的水域帶來一定污染，因此，相關部門要重點提升城市河道水體的監管力度，可具體采取跨地區、跨部門等協調監管模式，并擴大環保部門的工作職權，以此對轄區內的污水以及廢水的排放處理過程實施全面監管。

4 結語

綜上所述，隨著我國城市生態文明建設速度的不斷加快，城市河道水環境生態治理工作受到的關注度明顯增加，有效減少了工業廢水及生活污水直排產生的污染問題，這非常有助于河道水環境生態的有效恢復，以及提升河道景觀的美觀度，同時，也促進了河道內動植物的生長繁殖，顯著提升了水體自凈能力。同時，在真正實施河道治理工作時，治理部門也要依據現場情況以及相關治理要求，制定切實可行的治理方案，并認真組織落實相關施工細節，重點加強治理過程的管理工作，這樣才能從根本上提升城市河道水環境生態的治理效果。