黑水河河道水环境生态治理措施分析

尚真宇

(辽宁省河库管理服务中心(辽宁省水文局)，辽宁 沈阳 110003)

当前随着环境保护观念的深入人心，水生态环境修复也成为河道治理工程的重要组成部分。而且由于城镇规模的不断发展，很多郊外河道逐渐演变为城区内河，面临的污染源显著增多，导致水体发臭，给周边居民的生活带来较大影响。

1 工程概况

黑水河全长约63km，其中在绥中县内段长约40km，汊流发育，形成辫状水系，流经多个城镇乡村，年均输水量1.096亿m3。本项目治理河段经盘岭、葛家、上坎子、广裕店、木掀沟、平台子村止，总长度11.6km，主要任务包括河道水生态治理和流域附近城镇“海绵功能”建设。

2 黑水河河道水环境治理

2.1 河道水质现状分析

通过实地调查，共选取了5处代表区域水样进行水质评价(为保证检测结果准确，每个区域水样设计为5个)，主要评价指标以及检测结果详见表1[1]。

由表1数据可知：①整个项目河段水质总体呈Ⅴ类标准，水质很差，水体富营养化严重；②由葛家村到上坎子村，水质明显变差，而且水体偏酸性，分析原因是两岸居民区距离河道很近，生活污水排放量较大[2]；③从上坎子村到最终的平台子村，水质慢慢变好，说明河道具有一定的生态自净能力；④通过实地调查发现部分河段水流较快，导致自净能力差[3]。

表1 水样水质检测结果数据 单位：mg/L

2.2 水环境生态治理措施

目前，针对水体富营养化治理措施较多，包括：化学措施、增氧曝气、微生物技术、生物措施等，各个措施的优缺点及费用对比详见表2[4]。

表2 水环境生态治理措施对比分析

一般仅通过一种措施很难达到水质净化的效果，因此本项目设计采用“增氧曝气+生物措施”相结合的方式，其中增氧曝气是核心技术[5]。

2.2.1增氧曝气装置比选分析

目前常见的增氧曝气装置包含三类：叶轮式增氧机、微孔增氧机、微纳米气泡增氧机，这三类装置的技术参数、优缺点对比见表3。

表3 增氧曝气装置比选分析

通过对比，本项目设计选取微纳米气泡增氧机作为曝气装置，具体生态治理组合为“微纳米气泡增氧机+投加絮凝剂+天然、仿生人工水草”[6]。

2.2.2治理效果分析

本项目于7月中旬开始实施，期间每隔15d对水质进行一次检测，一直持续到10月底。项目河段内5处取样点的水样中化学需氧量(CODCr)、氨氮量变化曲线分别如图1—2所示[7]。

由图1—2可知：①项目河段水体中化学需氧量(CODCr)和氨氮量总体均呈现较大幅度降低，说明水质向好的方向转变明显；②截止到10月底，河水中化学需氧量(CODCr)测量值基本在15～35mg/L范围，基本能够达到Ⅲ类水质；③截止到10月底，河水中氨氮量测量值基本在2～3mg/L，虽然还是Ⅴ类水级别，但是已经相对于处理前有明显改善[4]。

图1 各取样点水样中化学需氧量(CODCr)变化曲线

总体而言：通过采用“增氧曝气+生物措施”相结合的水生态环境治理方式，显著净化了水体，河水不再有气味，且水体中存在了大量鱼虾等动物。

图2 各取样点水样中氨氮量变化曲线

3 黑水河流域滨水区和非滨水区治理

除了对河道水质进行直接人工干预外，还需要对流域滨水区和非滨水区进行治理，防止污染河水水质、破坏河道生态环境。

3.1 黑水河流域滨水区治理

针对滨水区，主要就是对河岸护坡进行治理，原状护坡多为自然土坡，冲蚀现象严重，且很多地方无河堤，通洪能力不足，无法有效保护两岸耕地。通过参考其他工程经验，本项目河段设计采取浆砌石生态护坡形式，可有效阻挡雨水中的泥石进入河中，坡脚设计为格宾网石笼，如图3所示[8]，由于施工技术简单、成熟，在此不再详述。

图3 新建河道护坡结构示意图

3.2 黑水河流域非滨水区治理

非滨水区建设是构建河道良性生态体系的重要一环，其主要目的是降低雨水对河道水质的影响程度，充分利用地层自虑能力，提高入河水质量。技术理念参照“海绵城市”建设，通过“渗、滞、蓄、净”等手段，将生态理念融入城镇建设中[9]。

3.2.1大面积打造透水铺装带

黑水河流域附近城镇规模在不断扩大，使原来的自然土面被改造成不透水人工地面，无法吸收一部分降水，水流强度大，汇聚后容易将污染物一并带入河水中[10]。透水铺装可入渗一部分雨水，降低汇聚速度和强度。具体措施可在城镇、村落道路建设时积极应用透水砖、透水水泥、透水沥青等[11]，具体结构如图4所示。

图4 透水铺装示意图

3.2.2打造雨水滞、蓄工程

(1)建设雨水花园，既可当做居民休闲中心，又可滞蓄雨水。设计建在城镇与河道之间位置，本项目共设计5处，每处面积在2500～3000m2。在设计时应注意蓄水层选取的土壤的渗透性与植被耐水性应对应，具体结构如图5所示[12]。

图5 雨水花园结构示意图

(2)建设渗透塘，充分利用郊外洼地，汇聚雨水来补充地下水且可削减洪峰流量，此外，利用地层过滤作用来净化雨水[13]。本项目共设计3处渗透塘，分布在上坎子、广裕店、木掀沟，每处面积均在1500m2左右，深度在3.0～4.0m，具体结构如图6所示[14]。

图6 渗透塘结构示意图

(3)打造植被缓冲带，作为拦截雨水汇流的重要措施，本项目主要在城镇居民区流域内建设了共计5.2km，而且兼顾了沿河景观建设，具体结构如图7所示[15]。

图7 植被缓冲带结构示意图

4 结语

河道水环境生态治理工程是一个综合性工程，必须对整个体系进行合理配置。本项目立足于黑水河流域实际情况，制定了河水水质改善措施以及流域范围内其他人工干预工程，通过检测发现水质得到了极大改善，说明工程取得了很好的效果，可以给其他类似工程提供参考经验。同时，河道生态治理具有明显的地区性，工程效果会因为污染因子、污染原因不同而存在地区差异。