城市建成區黑臭河道治理難點分析及措施探討
——以螺洲河綜合治理項目為例

林 志

（福州城建設計研究院有限公司，福建 福州 350000）

0 引言

水生態環境直接關系到人類生存問題，我國政府非常重視水污染治理與水生態環境恢復。2015年，國務院正式發布《水污染防治行動計劃》，行動計劃中要求省會城市建成區與省轄市分別在2017年與2020年前完成轄區域黑臭河道治理工作。為充分響應黨中央、國務院號召，各地政府與人民尤其是省會城市要重視河道治理工作，由市委書記或市長牽頭組建領導小組，同時實行河長制，為切實提升河道治理工作成效，多數地區設定街道、社區、志愿者河長，一定程度上為黑臭河道治理提供堅實保障。但是因受工作周期與負荷影響，相關治理技術尚不成熟，實際工作成效與預期存在一定差距，尤其是工作人員對治理過程中涉及的難點認識不到位，因此對相關工程經驗進行總結，為其他同類工程開展提供參考成為當前工作的重要內容。

1 城市建成區黑臭河道治理難點

1.1 建成區控源截污任務艱巨

因合流制管線廣泛分布于舊住宅區和城中村，不能在短時間內將其拆除，污水到達一定比例后，其與雨水混排進入河流，對河流產生污染，使得水質惡化。在一些問題較嚴重的地區，惡化情況可能會持續一個多月，附近居民反應很大，但拆除工作卻舉步維艱［1］。由于舊城區實行雨污分流的成本高、施工難度大，當前仍存在較大數量的雨污合流系統，很多陽臺、廚房、改造房的污水沒有流入下水道，反而流入雨水管網，進一步造成了雨污合流的污染。福州市2020年管網普查結果顯示，現有的管網存在大量的功能性、結構性問題，到調查報告上交為止，全市已完成了90 km2雨水管網的全面普查，管道檢測2 310 km，管道功能檢測904 km，檢測混接點18 228個，有缺陷的管道41 387個，其中下水道輸送能力不足，管道堵塞、破損等問題較為顯著，污水分流目標難以實現。

1.2 建成區箱涵問題顯著

在福州市的38條黑臭河流中，12條箱涵占總比例32%左右，部分箱涵長度達到1 km以上。由于箱涵工程占地面積不足，且其上部建有建筑，所以維修和管理難度較大，開啟難度更大。通過CCTV的監測，發現許多箱涵已被堵塞，垃圾堆積，難以治理。在干旱季節，可以通過設置閘門將其截留到下水道中，但是到了雨季，這些垃圾則會流入河道，造成水體污染［2］。

1.3 面源污染控制技術不成熟

由于海綿城市的建設周期較長，沒有實施海綿城市的地區，造成的地表徑流污染很容易流入雨水系統［3］。即使在雨水系統中增加初雨調節池，但如何通過調節措施來降低地表徑流的污染仍是眾說紛紜，比如廣州的一座深隧初雨調節系統由于受到爭議一直沒有得到實施。若在合流污水處理系統中加入調蓄技術，也存在用地難以解決，后期維修、管理工作難度大等問題。當前面源污染負荷入河對水體造成影響以及水質模型分析尚處于分析探索階段。除此以外，由于管養管理的特殊性和管理不到位，導致了雨水管道的泥沙污染、落葉污染、干濕沉降污染等問題也難以有效治理。

1.4 內源污染治理精準性不足

從實際發展角度分析，內源污染造成的影響不可輕視。污水入河、地表徑流污染、水體流速低或不流等均是導致水體污染的主要原因。目前，我國的內源污染治理技術上存在著很多問題，比如實施時機掌控不到位、疏浚方法不夠科學、沒有對淤泥進行分析、盲目地制訂防治內源污染對策等，如果不能徹底清除內源或者采用不科學的方法，就會對水體造成進一步污染，需要更長的修復周期［4］。

此外，針對河床底泥面寬、量大的問題，現階段也沒有完善的處置方法，大多是單純脫水后，運至開闊地帶進行堆埋處理，少數采用燒制磚塊等資源回收的方式。如果無法對河底淤泥進行妥善處理，二次污染發生概率會大幅提升。

1.5 水動力問題長期難以解決

一方面，城市老城區因為不合理的建設開發，填埋了不少原本水系溝通的河道，造成了很多斷頭浜（河）沒有活水補充，即使控源截污工作已經做到位，也是難以確保河道黑臭現象消除。另一方面，即使水系溝通，但因水利工程調度需要，平常建成區的河道是沒有水動力的，相當于死水，再加之生態系統構建不健全，難以確保河道黑臭現象的消除［5］。究其根本，是由于很多城市缺少城市整體的水系規劃和調度措施，難以滿足正常生態補水需要。

2 案例概述

為深入探究城市建成區黑臭河道治理要點，本研究以福州市螺洲河綜合治理工程為例進行具體說明。螺洲河地處福州市螺洲鎮境內，依據相關檢測記錄可知，在治理工程未開始前，螺洲河為輕度黑臭河體。福州市政府為響應黨中央號召，要求轄區內各縣及建成區積極對區域內水體進行排查，在2017年前完成基本消除建成區黑臭水體要求，到2020年達成各縣建成區黑臭水體控制在10%以內，螺洲河綜合治理項目即是在此背景下進行。

螺洲河西起白湖亭河，東入烏龍江，全長3 810 m。螺洲河流域包括主河道、四條支流及三條支渠。此次整治的實施范圍主要為螺洲河主河道，三條支渠無名河1-3，一條支流螺洲1支河，其余支流為規劃河道待遠期實施。案例工程主要內容包括以下幾方面：①控源截污。新建DN200—DN1000截污管道約6 250 m，新建5座初雨調蓄池，總調蓄容積4 300 m3，新建4座污水提升泵站，總規模8 300 m3/d，新建截流井22座。②清淤工程。清淤河道全長約4 000 m，總清淤量為34 771 m3，回填土方量23 132 m3。③駁岸工程。新建生態駁岸3 804 m，其中螺洲河主河段3 300 m，螺洲1支河504 m。④景觀工程。對河道綠線范圍內進行景觀改造和新建，共涉及范圍約60 000 m2。

技術人員在對螺洲河進行實地調查后，編制出綜合性治理方案，其主要內容涵蓋以下幾方面。第一，截污調蓄工程。對其他4條以管涵或橋涵匯入螺洲河的支流進行了末端截污，并將其提升為螺城路主干道，最高污水量為6 900 m3/d；對新建和在建的道路和居民區的雨水出口進行了初期雨水的調蓄，共有6座蓄水池，總調蓄能力可達到5 400 m3。第二，清淤工程。對整個螺洲河和螺洲1支河進行了清淤，需要清理的河道總長約4 000 m，清淤總量34 771 m3（液下方），回填土方23 132 m3。第三，生態補水及閘門工程。為了維持螺洲河水位，增加螺洲河水的動力，新增一處日補水量達到9.36萬m3/d的補水泵站；新建高、寬度規格分別為1.5 m與26 m的液壓閘1座；除此以外，還對舊閘進行了改造。第四，駁岸工程。為了增強城市的防洪能力，確保城市的行洪安全，對缺少駁岸的河段進行改造，并在螺洲河上修建了3 300 m的生態駁岸；在螺洲1支河段，新建了504 m的生態駁岸和372 m的螺洲2條支流。新增4 206 m的生態駁岸。考慮到該項目涉及內容較多，但篇幅有限，本研究中將重點對其中截污調蓄工程實施要點進行探究。

3 螺洲河截污調蓄工程建設要點

3.1 截污調蓄工程設計思路

治理黑河的先決條件是截污控源，而控制污染的關鍵是雨水和污水的分流。盡管很多城市已經實行了雨水和污水的分流，但要完全實現兩者的分流十分困難。為了盡量減少污水流入河道，必須在有條件的區域實行雨水和污水的分流，并著重注意這些措施的效果，在條件不允許的情況下，必須采用MBBR強化處理、岸上處理、調蓄等應急和臨時性的處理方法，并配合相應的技術手段。

對于沒有將北陽臺廚房污水和南陽臺洗衣污水納入規劃的建筑，一般采用改變豎管的去向，保留現有管道作為下水道，將雨水引入陽臺和屋頂，使雨水管道與出口保持連通。在不能進行露臺改造的情況下，可在豎管末端安裝截斷器，以降低干季、雨季進入雨水系統的污水［6］。根據相關要求，在廚房和陽臺上必須安裝雨污系統，雨水和污水分別設置專用的雨水和污水系統。對需要改建和排放廢水的門面房，要嚴格落實排污許可證，在辦理營業執照之前，要確保污水不會流入河流或流入下水道。調查結果表明，整治結束后，一些區域的河流水質并沒有得到很好的改善。通過深入分析，發現雨水和污水混接現象沒有得到根治，在沒有真正摸清管網問題的情況下盲目投入大量資金，是無法取得較好的效果的。要實現對污水管網的截污控制，就需要對管網進行全面調查，包括結構性和功能性問題，管道普查主要包括人工普查、超聲波檢測、QV檢測、CCTV監測等。

案例工程中，技術人員為切實保障截污調蓄效果，在實際工作中對施工地點進行實地考察，并在確保污水避開河道、初期雨水視水質進行調控的指導思想下，設計出如下思路。①排污口密集河段匯區域，應采取加強截污+調蓄的措施，增加截污管，集中沿河的污水集中排放，并將其分段引入調節池，使水質得到平衡。截污管道的大小以截斷排水孔和確保初期雨水不外溢的尺度來確定；在污水排放較低的中部和下部，利用分散式海綿體植物過濾床對初期雨水進行處理。②對直接排放的分流式排污口，根據地勢、管徑、高度、納污能力等因素，考慮接入相應的市政污水管線，在水量較大時在末端設置污水調蓄池，避開高峰期排入污水管道；污水進入城市管網后，對原來的河岸排水管道進行封堵。③雨污混流口，要追溯到雨水和污水混交的上游，確認是否有可能進行改造，在匯流排水口要設置截流井，選擇合適的截流倍數，以減少污水的溢流頻率。④對分流式雨水排出管，要對其初始雨水是否有污染進行監控，如果初期降雨造成污染，則在排水管口設置一套初期雨水截流裝置（定量式截流井），并將其集中到初期雨水處理裝置中，經處理后可用作河道補充水源，或設立雨水調蓄池，以貯存初期雨水，晴天分批排放到城市下水道。⑤在有條件的小區，應盡可能地進行雨水和污水的分流，并將其與市政管網相連，從而減少河道旁的排水管。⑥對于現有截污口，可對個別已有的截流井進行改造，增加截流倍數。⑦增設防止河流倒灌及地下水滲入截污管道的措施。⑧使用新型截污器，包括以下開式堰門、自動截流閥等，以避免污水滲漏，河水倒流，裝置開啟困難等問題出現。⑨在有工業廢水排放區，采用混凝沉降裝置，以防止其對下水道的不良影響。⑩增設排水口監控設備，對主要排污口的水量、水位、水質、河道水位、河面狀況、降雨量等進行監測。

3.2 污水方案設計

通過前期的雨水調蓄和海綿城市的建設，可以有效地解決地面徑流的污染；在排水口設置污水處理設備，增加管道的管養疏通頻次可以解決雨水管道沉積物污染的問題；通過垃圾收集系統增設可以有效解決垃圾污染的問題；通過增加污水處理設施，集中或禁止處理，可以有效地解決養殖環境的污染，實施精準施肥、建設生態緩沖帶、增加河道邊治理、改良無公害作物等［7］。另外，減少落葉的種類也能有效地消除樹葉的污染；實施定期清洗系統；通過建立水生態系統，對污水進行干濕沉淀，達到凈化水質的目的。

案例工程中，技術人員在綜合實際調查結果與計算結果后，對污水處理方案做出如下設計。第一，洲尾村的支流是洲尾村東部地區的生活污水，支流兩邊都是洲尾村的居民，其生活污水主要由單排或散排進入支流之中，支流的匯水面積約4.9 hm2，支流的水量為155 m3/d，截流比n0=3，截流時的雨量為465 m3/d。排水設備出水管DN300，排水管深度4 m，連接污水綜合提升泵站，規模為700 m3/d。出水管DN125，倒虹至螺洲河東側，最終接入環島路DN500現狀污水管道，管道覆土厚度約1 m。第二，排放口28、29上游支河以方岐洲生活污水為主，支流兩邊匯水面積約1.47 hm2，接納污水流量為47 m3/d，截流比n0=3，截流前期雨量約為141 m3/d，技術人員在工作中決定在分支和螺洲河交匯處設置一座污水綜合提升泵站。渠道截斷裝置，出水管DN300，重力管線埋藏深度約4.5 m，連接污水綜合提升泵站，排水量為200 m3/d，出水管DN200，倒虹至螺洲河西側，與調蓄池五及污水一體化提升泵站二的出水管匯合，最后與環島路DN500現有的下水道進行連接，管道覆土厚度約1 m。第三，前錦村生活污水主要集中在排放口19、20、21上游支河，支流兩側匯水面積32.9 hm2，接受污水流量1 042 m3/d，截流比n0=3，在截流前期降水量為3 126 m3/d，技術人員工作中決定在分支和螺洲河交匯處設置一座污水綜合提升泵站。排水設備的出水管為DN500，重力管埋入4.23 m，連接污水綜合提升泵站，容量為4 000 m3/d，泵站出水管DN250，沿螺洲河東側的綠線與綠色線之間12 m處的綠化帶，最終接入螺城路已有DN1400下水道，管道覆土厚度約為1 m。

3.3 雨水方案設計

對箱涵問題進行有效處理在提升黑臭河道治理方面具有重要意義。但目前國內很多地方在處理箱涵問題上進展較慢。如果開通箱涵，需要解決時間、產權、土地置換、成本、拆遷等問題，如果不打通，就不能解決水源問題，也很難保證截污和控制水源。在期望提高城市發展質量、有一定經濟實力的地區，應根據工程建設的需要開通箱涵，恢復水體，以改善濱水環境，恢復生態環境，溝通水系［8］。在不具備條件的地區，為了方便后期養護，應將維護窗開啟，采取在涵洞出口處或人河口處設置截污、生態攔截處理措施，以確保污染物雨季旁路處理和旱季不會進入下游河道［9］。

案例工程中，技術人員對雨水調蓄工程做如下設計。第一，螺福路與螺洲一支河交叉口處，現狀存在DN500雨水排放口兩個，DN1500雨水排放口一個，主要收集該片區內的道路及螺洲安置房小區雨水，雨水排放口處設置截流井，管道匯水面積共26.9 hm2，收集4 mm初期雨水，該處設置800 t雨水調蓄池一座，調蓄池內初期雨水由潛水泵抽送至螺城路下DN1400污水管道。調蓄池配套水泵采用100 m3/h潛水泵，一用一備。第二，香開地產地塊內，按照雨水規劃，樁號K0+440處規劃有一根DN1600雨水管道，收集該片區的雨水，最終排入螺洲河內，管道匯水面積共54 hm2。本次擬在樁號K0+480處設計1 500 t雨水調蓄池一座，收集4 mm初期雨水，調蓄池內初期雨水由潛水泵抽送至螺城路下DN1400污水管道。調蓄池配套水泵采用100 m3/h潛水泵，一用一備。由于該調蓄池是根據規劃配套建設，并無現狀雨水排放口可接入，故本次設計中，將調蓄池列入遠期建設內容，且該規劃片區，大多數均為住宅用地性質，在住宅小區建設過程中，應融入海綿城市建設的理念，減小新建住宅小區的徑流系數，在未來的建設中減小區調蓄池的建設規模。

4 案例工程其他經驗總結

4.1 增強底泥處理科學性

在對底泥進行處理過程中，需要重點關注清淤工作。現階段應用較為廣泛的清淤技術包括干式清淤、半干式清淤、濕式機械清淤等，其適用條件不同，所取得成效也存在一定差異，如干式清淤不適用于雨季，同時河道斷流具有明確要求，技術人員在工作中需要依據施工實際情況進行選擇。

底泥處理處置之前必須分析底泥成分，合理確定清除深度，底泥中存在重金屬時必須保證徹底清除；水下森林種植時還要適當地保留底泥，為種植存活提供保障；此外，為維持生態系統原有平衡要慎重投加化學藥劑。必須妥善處理處置清出的河道底泥，可以作為肥料用于苗圃種植，也可制成磚或者適當地填埋；填埋時必須做好環評工作，以防底泥引起二次污染。

4.2 優化頂層規劃實現解決水動力目標

實踐表明，完成內源污染和截污控源治理后，若不解決水動力問題就難以從根本上解決河道黑臭的現象，并且易產生反復問題。水動力問題屬于一項系統性、流域性問題，不針對某一具體河流。所以，必須從整體水系流域或整體城市層面頂層規劃、系統考慮，才能從根本上解決此問題。

5 結語

當前我國環境形勢依然嚴峻，強化城市河道治理對落實我國環境保護政策方面具有重要意義。本研究中的螺洲河綜合治理項目取得了預期效果，水生態環境與河道周邊環境均取得較大改善，其經驗可以為其他工程提供參考。