荔城區南洋水系水環境提升整治措施分析

范超凡

（荔城區水利工程質量技術站,福建 莆田 351100）

河道環境治理主要是利用物理、化學、生物和生態的方法減少水環境中有害物質的濃度,或者使其完全無害化,從而盡量使其恢復到原始天然狀態[1]。城市河道承載著防洪排澇、城市供水、水土保持、生物棲息和景觀娛樂等多重功能,其水生態修復越來越引起人們的關注[2]。為長期有效保障荔城區流域的水質和水生態環境,以水環境質量改善為核心目標,以多目標水質管理為保障,采用點、線、面的水環境綜合系統治理模式,開展物理、生物相結合的河道生態治理方案,以恢復河道的生態功能。

1 工程概況

荔城區位于福建省東南沿海中部,是莆田市的中心城區和政治、經濟、文化中心。南洋水系地處木蘭溪南岸,河網密布,水系縱橫,江南水鄉特色明顯。莆田市南北洋平原內河網縱橫交錯,內河總長達400 km,為河網感潮區。北洋片主要內河有北渠、下磨溪、延壽溪、企溪、后卓溪、鐘潭溪、溪口河、梧梓河、塘頭河等；南洋片主要內河有渠橋河、東郊河等。項目區目前的水環境不容樂觀,河道周邊地區污水收集系統建設滯后,水生態脆弱,管理手段落后,港利水閘、東風橋等內河監測斷面水質長期為劣V類,新度村河道、東井河等區域內河道長期為黑臭水體。因此,南洋水系的水環境整治是消除荔城區南洋片區黑臭水體,恢復河流生態環境的迫切需要和必然要求。

2 水環境治理工程

充分調查渠橋河、洋埕河和東郊河等流域范圍內水環境的現狀,提出水環境存在的問題,明確修復和治理河道的目標,對河道進行生態治理。采用河道原位處理及河道異位處理相結合的方法,凈化河道水質,并通過水系連通工程和水動力提升工程,提高水體的流動性。水生態治理技術路線見圖1。

圖1 水生態治理技術路線圖

2.1 河道內源治理技術

項目區市政設施不完善,市政雨污水管道不健全,生活污水及初期雨水直接排入臨近河道,對周邊水體造成較大污染,河床淤積嚴重,污染的底泥發黑發臭,嚴重影響環境。因此,必須對項目區的部分河道進行清淤,清除內源污染,同時疏通水系,起到活水的作用。

2.2 河道植被緩沖帶修復技術

河道植被緩沖帶是指河道陸域兩側岸坡邊線向外由樹木（喬、灌木）及其他植被構成的陸地生態系統與水生生態系統的過渡帶,具有一定寬度,為河道周邊生態系統中各陸生物種提供棲息場所,也是河道中物質和能量的重要來源,且能夠阻止地表徑流、廢水排放、地下徑流等所帶來的污染物進入河道,直接影響整個河道的水質以及流域的生態景觀價值。河道緩沖帶的寬度應結合凈化污水的效果、受納水體水質的要求,并考慮經濟等相關因素,最終確定不同河段的寬度。緩沖帶種植的植物應考慮地面徑流,并依據項目區的實際情況合理搭配。

2.3 河道岸坡修復技術

2.3.1 自然植被護岸

自然植被的護岸種植蘆葦、菖蒲等,以恢復河道生態、修復群落結構為主,水生植物群路可為水鳥、魚蝦和其他生物提供食物來源和棲居場所。

2.3.2 近自然護岸方式

近自然護岸主要以結實的木樁、圓木為原材料,固定河岸坡腳,防止水土流失的同時,對河岸起臨時保護作用。2.3.3 石籠護岸

生態石籠網是一種環保型結構,采用高強度的鍍鋅低碳鋼絲（外涂PE樹脂層）,經機械編織而成,呈六角形籠狀,填充石塊后即可覆土綠化。生態石籠駁岸具有整體性好、適應變形能力強、施工方便、建設周期短、價格經濟、生態性好、景觀效果突出等優點。為了滿足石籠駁岸的安全要求,確保駁岸結構的穩定性和抗沖擊性,生態石籠網駁岸施工工序主要包括邊坡整理、鋪設土工布、鋪設石籠網、石塊裝籠、覆土、播種、上覆蓋土、澆水養護等。

2.3.4 生態袋護岸

隨著生態環保理念的深入,河岸生態護岸形式越來越多,生態護岸具有透水性、透氣性,增強邊坡的穩定性。在岸邊堆放生態袋,能夠起到凈化水質、消除波浪的效果。生態袋駁岸是自然的、有生命的、永久生態工程,是一種高級的邊坡結構形式,生態袋多層堆疊,交叉壓實,袋之間用木刺鉤連,結構穩定,水土保持和植被生長能同步實現。

2.4 生態滲濾島技術

生態滲濾島技術是在工程底部回填多余土方,常水位平面鋪設水平滲濾層,在此之上再鋪設坡面滲濾層。濕地植物能夠吸收和轉換滲濾層吸收的氨氮和磷酸鹽,同時,煤渣和砂礫石層構成的水平滲濾層和坡面滲濾層位于常水位,其處于厭氧和富氧的交替動態過程,能夠增強去污能力。

2.5 河道凈化器技術

河道凈化器主要用于水質較差的河道,包含碳纖維生態草、生態浮床和水生植被相結合的組合型水質凈化系統。針對水質較差或者水深較深無法正常生長的水生植被,采用碳素纖維生態草技術,鋪設碳素纖維生態草,對河水進行凈化。碳素纖維生態草是一種碳含量超過90%的無機高分子纖維生態草,其親和力強、吸附性強,對微生物具有激活和富集作用,且能夠凈化、改善水生態環境。在流速較小、水流較深的河道布置生態浮床,可增大水生植被的面積,對該段河流的水質進行一定程度的生物處理,可改善該段河流的水質。

2.6 水動力提升技術

水動力提升技術,顧名思義就是利用自然水體的凈化原理,當河流流動性差、污染嚴重時,對水體進行曝氣推流,增加水體中的溶解氧,使其循環流動,破壞厭氧藻類的生存環境,抑制藻類生長繁殖,激活水體的凈化功能。通過水體曝氣凈化能夠減少水中氨氮、硝態氮和總磷的含量,提高水體的透明度,凈化水體水質,改善水環境。項目區河流曝氣主要采用太陽能曝氣、葉輪式曝氣機和提水式曝氣機。

2.7 活水鏈技術

活水鏈包括沉淀區、水生動物塘、藻類塘、挺水植物區、沉水植物區和魚類產卵區等六個部分,根據不同去除目標和生物多樣性目標,可增加或減少幾個處理單元。活水鏈技術中的沉淀區是對地表徑流中的顆粒物、泥沙等進行攔截、沉淀。同時,還需要放養水生動物,對水體中的微生物進行凈化。浮葉植物區主要種植睡蓮等浮葉植物,浮葉植物能有效去除雨水中的氮、磷污染物質。蘆葦床區主要種植高大挺水植被蘆葦,通過植物根系周邊的微生物作用,降解水體中的污染物。沉水植物區利用沉水植物的光合作用,有效凈化水質,提高水體透明度。水體經活水鏈中物理、化學、生物的綜合作用,水質大大提升。活水鏈技術示意圖見圖2。

圖2 活水鏈技術示意圖

2.8 治理布局

南洋水系治理結合各河段現狀和治理技術的適宜性,共分為5大區域布設治理方案。

（1）渠橋河及其支流：內源治理工程17.1萬m3,水系連通工程6.8 ha,河道健康水生態系統 20.08 hm2,河道凈化器 0.99 hm2,水動力提升設備17 套,人工濕地5.8 hm2,活水鏈3.26 hm2,岸坡修復工程26.45 km 植被緩沖帶工程 5.8 km。

（2）洋埕河及其支流：水系連通工程DN500 管道220 m和泵站一座,內源治理工程 7.37萬m3,河道健康水生態系統11.68 hm2,河道凈化器0.1 hm2,水動力提升設備19 套,生態滲濾島0.95 hm2,活水鏈3.64 hm2,岸坡修復工程9.06 km,植被緩沖帶工程6.6km。

（3）東郊河及其支流：內源治理工程6.5萬m3,河道健康水生態系統8.22 hm2,植被緩沖帶工程3 km。

（4）東井河：內源治理工程5.17 萬m3,水系連通工程 DN500 管道140 m和橡膠壩一座,河道健康水生態系統5.3 hm2,河道凈化器1.6 hm2,水動力提升設備4 套。

（5）環保整治河道：內源治理工程1.5萬m3,河道凈化器2.9 ha,水動力提升設備6套,人工濕地0.5 hm2。

3 結語

荔城區南洋水系充分調查了流域范圍各河段的水環境現狀,提出水環境存在的問題,明確修復和治理河道的目標,對河道采取了針對性措施進行生態治理,逐步實現荔城區流域范圍水環境改善,提升河道水體自凈能力,恢復其水生態功能。