排污口排查在河湖黑臭水體整治中的應用

張云霞，董建建，屠師明，胡飛，劉永鋒，金威

(武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430022)

1 引 言

城市黑臭水體是指城市建成區內，呈現令人不悅的顏色和(或)散發令人不適氣味的水體的統稱，不僅損害了城市人居環境，也嚴重影響城市形象，更不利于經濟社會的可持續發展。國務院頒布實施的《水污染防治行動計劃》[1]明確提出：2017年年底前，地級及以上城市建成區實現河面無大面積漂浮物，河岸無垃圾，無違法排污口，直轄市、省會城市、計劃單列市建成區基本消除黑臭水體；2020年年底前，地級以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內；到2030年，全國城市建成區黑臭水體總體得到消除。近年來，各城市陸續開展黑臭水體治理工作，截至2020年底，全國地級及以上城市 2 914個黑臭水體消除比例達到98.2%[2]。但由于時間緊、任務重、涉及專業面廣，未對水體污染源及黑臭成因進行徹底分析，導致黑臭水體的系統治理方案缺乏針對性和系統性，中央生態環保督察“回頭看”反饋部分城市的黑臭水體整治工作不嚴不實，短期內達標后，水體黑臭污染反彈問題嚴重。

城市黑臭水體的污染源主要有點源污染、面源污染、內源污染和其他污染，可針對性地采取控源截污、面源控制、內源治理、清淤疏浚、生態修復等治理措施，其中控源截污是黑臭水體整治工作的根本措施。《城市黑臭水體整治——排水口、管道及檢查井治理技術指南(試行)》[3]指出“黑臭在水里，根源在岸上，關鍵在排口，核心在管網”。解決水體黑臭的根源問題，就是要采取針對性措施治理河湖排污口，杜絕污水直排，治理水體水倒灌；改造排水管網混錯接點；修復排水管網及檢查井存在的結構性和功能性缺陷。河湖排污口排查工作內容包括現場排查、水質監測和溯源調查，能夠掌握排污口數量和分布、污染物來源和排放情況，查明關聯排水管網的混錯接狀況和健康狀況，從而制定以詳細調查與精準污染源解析為基礎的科學、系統的治理方案。

2 排污口排查工作內容

排查對象包括所有通過管道、溝、渠、涵閘、隧洞等直接向流域排放廢水的排污口，及所有通過河流、灘涂、濕地等間接排放廢水的排污口。排污口排查工作共包含“查、測、溯”三項內容，即現場排查、水質監測和溯源調查。

(1)現場排查。開展全面排查，掌握入河湖排污口的數量及其分布，建立入河湖排污口名錄；

(2)水質監測。開展入河湖排污口監測，了解和掌握排污口污染物排放情況；

(3)溯源調查。開展入河湖排污口溯源分析，基本查清污染物來源，查明關聯排水管網的混錯接狀況和健康狀況。

2.1 現場排查

基于資料收集、現場調研踏勘和對資料進一步整理分析的工作基礎，河湖排污口的現場排查工作可采用人工徒步、無人機航測和無人船沿河湖岸邊巡查的方式，應全面排查河湖管理范圍內的所有排污口，實現全覆蓋，特別注意草叢、堤岸、淺灘等不易被發現的位置，避免遺漏。工作內容包括對排污口進行唯一編碼，精確采集排污口平面位置和高程信息，詳細記錄排污口的受納水體、類型、入河湖方式和污水排放方式；現場拍攝影像和圖片資料；通過感官(視覺、嗅覺)對排放水體進行初步判斷，填寫《入河湖排污口調查表》(見表2)。

2.2 水質監測

在現場全面排查的基礎上，同步開展入河湖排污口水質監測。只要是有排水的排污口都應進行水質監測，根據現場的實際情況，可采取現場快速監測、人工現場取樣實驗室監測的方式。現場快速監測是對所有具備采樣條件的排污口開展水質監測，監測指標包括化學需氧量(簡稱COD)、氨氮、總磷、PH值和流量。

實驗室監測是對快速監測異常(包括感官異常及快速監測指標超過《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)[4]V類水質)的排污口進行監測或對存在疑問的排污口采樣后進行復測。實驗室監測指標主要包括：pH值、COD、懸浮物、氨氮、硫化物、總磷、總氮等，對于特殊行業廢污水(如工業、醫療廢水)應根據廢污水性質，增加特征污染物監測項目，對于河口水質監測指標參考《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)[4]相關要求。

2.3 溯源調查

排污口溯源調查工作即以河湖排污口為起點，采用自下而上、由末端向源頭追溯的方法，查明與河湖排污口關聯的排水管網連接關系、混錯接點分布、檢查井和排水管網內部的結構性缺陷和功能性缺陷，最終掌握排污口污染物的具體來源，評估排水管網混接狀況和健康狀況。

(1)排水管網探測

由于與排污口關聯的排水管網明顯檢修井較多，主要采用人工開井調查方式查清排水管網的屬性數據，包括管道類別、管道及檢查井埋深、管徑、材質、水流方向、管道走向等，部分管道走向不明時需要采用儀器輔助探查的方式，如管線探測儀適用于有壓力的金屬排水管網探測；地質雷達和示蹤探頭適用于明顯檢修井被掩埋的情況。現場繪制排水管網電子草圖，錄入屬性數據后可直接生成管網數據庫文件。對于無法確定是否連通的檢查井，可以采用敲擊井蓋聽是否有回聲，水位同步測量或投放染色劑的方式進行探測，仍有疑問則需要借助管道潛望鏡等儀器進行核實。通過觀察并分析主管上、下管段有無排水量損失以及支管有無排水情況，可初步判斷混接來源。

(2)排水管網測量

包括圖根控制測量和管線點數據采集。武漢市連續運行衛星定位服務系統(WHCORS)是地區性連續運行衛星定位導航系統，由5個連續運行GPS基準站、1個固定監測站和系統數據中心組成[5]。基于WHCORS的GPS RTK技術在定位上具有不需要任何基準站設置、定位精度高、觀測時間短、操作簡便以及全天候作業的優點。在衛星信號較好的地點，可直接利用采集管線點的平面坐標與高程數據；信號較差的位置，首先進行圖根控制測量，再利用全站儀極坐標法采集平面坐標，三角高程法獲取高程數據。將換算完成的位置和高程數據導入管網數據庫文件，利用地下管線數據綜合處理軟件[6]成圖生成排污口排水管網圖。

(3)排水管網混接調查及健康狀況評估

排水管網混接調查主要采用實地開井調查和儀器探查相結合的方法，查明混接位置和混接情況。由于部分混接點位于地下的隱蔽位置，如污水管網破裂、變形導致污水滲漏至雨水管網；工廠、企業私接暗管將污水排入雨水管網；自來水管破裂，大量的水流進入雨水管網等，故僅通過開井調查無法判斷管網的混接情況。

為了查明這些隱蔽混接點問題，往往需要借助專業儀器和專業檢測技術，主要有管道潛望鏡檢測技術、管道閉路電視檢測技術、聲吶檢測技術等。管道內水位滿足條件的情況下，宜優先采用管道潛望鏡進行混接點檢測；在管道潛望鏡無法有效查明或要求混接點定位準確的情況下，應采用管道閉路電視檢測；管道到水位高時，可采用聲吶檢測來判斷管內混接情況，并確定支管連接關系。各種探測技術都有其優缺點和適用條件(如表1所示)，因地制宜采用檢測技術，可極大地提高混接調查工作效率。

表1 常用排水管道檢測技術對比表

為了充分利用檢測資料，應同時利用這些檢測資料評估管道健康狀況。檢測資料包括現場記錄表、影像資料等，通過專業人員和專業軟件判讀管道缺陷類型和等級，查明管道內部缺陷準確位置，編寫報告評估排水管道運行質量及功能狀況，為開展后續管道修復、清淤、養護等工作提供依據。

(4)溯源調查成果圖繪制，以排污口排水管網圖為工作底圖，將混錯接點和管道缺陷信息按照規定的圖示圖例在圖上進行標注，疊加形成溯源調查成果圖。

3 應用實例

為切實落實中央巡視組反饋湖泊水質問題的整改要求，深入貫徹新發展理念，堅決打好水污染防治攻堅戰，推進河湖水環境治理，持續提升湖泊水質，依據《武漢市河流排口排查整治工作方案》(武三清指辦〔2019〕14號)文件的要求，統籌推進武漢市經濟技術開發區(漢南區)入河湖排污口排查整治工作，全面規范入河湖排污口管理，從源頭上有效管控入河湖污染物排放。以武漢經濟技術開發區(漢南區)桂子湖排污口排查工作為例，桂子湖湖岸線長度約 2.1 km，首先采用無人機航測、無人船探查技術分析辨別疑似入河排污口，然后組織人員對發現的疑似排污口進行現場徒步排查，核實確定排污口信息，并按要求填寫《入河湖排污口調查表》(見表2)。

表2 入河湖排污口調查表

本次共排查排污口24處，初步判斷污水排口4處，清水排口5處，無水流排口15處，經檢校已知高等級控制點無誤后，利用基于WHCORS的GPS RTK技術直接采集排污口平面位置和高程，采用手機對排污口進行拍照記錄，便攜式多參數水質分析儀可在排查現場快速測定排污口的水體指標PH值、COD、氨氮和總磷，采用便攜式流速測算儀依據流速面積法計算晴天瞬時流量。桂子湖排污口分布情況如圖1所示。

圖1 桂子湖排污口分布“一張圖”

表2為桂子湖16#排污口的現場調查記錄表，經現場調查后初步判斷該排污口通過管道連續排放生活污水，水色異常并伴隨有刺激性氣味。水體的快速采樣結果顯示該排污口的水質指標均不達標，晴天時瞬時流量不高，僅為 0.2 L/s。

通過對16#排污口開展溯源調查，共查明與該排污口關聯的排水管網 575 m，檢查井39座，混接點8處，混接水體均為通過內部排水系統污水管道接入雨水管道的生活污水，依據混接管管徑確定單個混接點混接程度均為輕度混接(1級)，混接點統計情況如表3所示。

表3 桂子湖16#排污口混接點統計表

由于與16#排污口關聯的排水管網內部通視效果較好，管道內水位小于管道直徑的20%，且管段平均長度不超過 30 m，主要采用管道潛望鏡快速判定管道內部健康狀況，共發現結構性缺陷2處和功能性缺陷1處，按照規定的圖示圖例[7]標注在溯源調查成果圖上，如圖2所示。

圖2 桂子湖16#排污口溯源調查成果圖

4 結 語

河湖黑臭水體整治工作的關鍵在于對各類排污口的治理，核心工作在于要有完善、有功效和健康的排水管網。河湖排污口排查工作以現場排查、水質監測、溯源調查為基礎，能夠掌握排污口數量和分布、污染物來源和排放情況，查明關聯排水管網的混錯接狀況和健康狀況，從而制定入河湖排污口分類整治方案，推進入河湖排污口整治工作，有效規范和管控入河湖排污口。