曹伟岳 王正飞 朱海清
(1.常熟市水利技术推广站,江苏 常熟 215500;2.常熟市水利工程建设管理处,江苏 常熟 215500)
常熟市是典型的江南水乡,水网密布。随着城镇化进程的不断加快,常熟市人口和经济的快速增长与水生态承载能力不足之间的矛盾日益突出。河道生态系统承受的压力越来越大,多数河道水体污染严重,部分水体甚至出现黑臭现象,不仅影响了周边居民的生活环境,而且限制了常熟市经济的可持续发展。为此,常熟市水务局牵头制定了《常熟市中心城区黑臭河道治理工作方案》,明确了治理目标,计划从2017年起,利用3年时间,清除中心城区黑臭河道。经过3年的综合治理,中心城区黑臭河道已全部消除,极大地提升了人居环境,提高了生态建设水平,彰显了江南水乡的美丽风韵。
本文通过对常熟市中心城区水质状况、问题诊断、整治方案和工程措施等方面进行阐述和分析,总结了常熟市在城区黑臭水体治理中的实践经验与治理成效,可为其他地区的黑臭河道治理提供参考。
常熟市中心城区范围为常熟市三环路以内,面积约 80.9km2。常熟市中心城区水系目前已形成以护城河、环城河及城区外的东环河为连通纽带,以张家港、山前塘、太平港、元和塘、横泾塘、白茆塘、青墩塘、常浒河、耿泾塘、南福山塘等主干河流为引排水主要通道,以尚湖、琴湖及城区外的昆承湖为调蓄枢纽的总体框架[1]。城区内小河流众多,形成密集而通达的中心城区水系。
2015年,常熟市环保局对常熟市中心城区典型断面水质进行了检测,主要检测指标包括溶解氧、氨氮、总磷等。从城区11个水质观测点水质检测结果分析可知,城区内水质总体较差,其中主要问题是溶解氧含量偏低,氨氮含量严重超标,显示水质基本为Ⅴ类,总磷和化学需氧量这两项水质分析指标显示水质基本在Ⅲ~Ⅴ类之间。
中心城区黑臭水体筛查范围涉及城区16个片区,总计调查河道189条,确认黑臭水体19条,其中轻度黑臭水体11条,重度黑臭水体8条,位置分布见图1。黑臭河道总长约14.94km,其中,轻度黑臭河道总长为7.93km,重度黑臭河道总长为7.01km。
图1 常熟市中心城区19条黑臭水体分布
经调查研究,造成19条河道水体黑臭的原因,主要有以下几方面:
a.沿河污水管网建设与管理不到位。19条黑臭水体中仅荡墩河仍为雨污合流制,在雨季极易出现雨污水溢流直排入河情况。其他18条河道均已进行了雨污分流改造,但改造并不彻底,仍存在污水直排入河情况,其原因有:沿河违章搭建的污水管道直接排向河内、因地势原因污水管网未接入市政管网、密集建筑区雨污分流改造不到位、污水管错接入雨水管道等。中心城区在发展过程中遗留了一定数量的管网建设问题,特别是污水管网的规划、建设和后期维护存在诸多不足,使其成为影响常熟市中心城区水环境质量的重要因素。
b.河道水体流通不畅。经调查发现,19条黑臭河道均存在水体流通不畅的情况。原因主要有:ⓐ河道存在断头现象,没有活水补充,除尤墩河和湖前圩河外,其余17条黑臭河道均有断头现象;ⓑ河道过水断面变小,部分河段由明河变成了暗河,部分河段被违章搭建侵占束窄;ⓒ河道淤积阻塞严重,在调查中发现所有黑臭河道都存在清淤不到位或多年未疏挖的情况,导致河底淤积严重,部分河段底泥已达水面位置,严重影响河道过水能力。
c.河道管护不到位。多数河道内水草及漂浮的树叶清理不及时,植物腐烂容易造成水体中悬浮物增多、浊度增大,有机物、一般细菌和大肠杆菌含量增高,藻类大量繁殖,水生态进一步恶化[2]。
2015年4月,国务院以《关于印发水污染防治行动计划的通知》(国发〔2015〕17号)文件正式发布了《水污染防治行动计划》(以下简称“水十条”),提出了城市黑臭水体整治要求,自此正式拉开全国综合治理黑臭水体的序幕[3]。为贯彻落实“水十条”要求,加快推进常熟市中心城区黑臭河道治理工作,常熟市水务局牵头制定了《常熟市中心城区黑臭河道治理工作方案》,明确了从2017年起,利用3年时间清除中心城区黑臭河道。
以改善河道水质、恢复水生态环境为核心,遵循“方案科学、措施针对、工程经济、管理长效和环境安全”的原则,依据河道摸排调研情况,为19条黑臭水体量身定制不同的整治方案,通过控源截污、清淤疏浚、调水引流和生态修复等多种工程手段的灵活组合,实施黑臭水体综合整治。
a.实施控源截污工程,完善污水管网设施。根据河道摸排情况,对污水管网建设存在不足的区域进行改造,累计新建污水管网19.89km,新增一体化污水提升泵6台。
b.实施清淤疏浚工程,疏通河道,减少底泥污染。19条黑臭河道均开展了清淤疏浚工程,累计清淤量达12.74万m3。
c.实施泵站活水工程,引入活水,消除断头现象。通过新建换水泵站或引水管道,实现黑臭河道与外围水系的水体交换,实现水体的流动,增强自净能力。
d.实施水生态修复工程,恢复河道生态环境。ⓐ设置曝气增氧设施,通过机械增氧方式,提高水体的溶解氧含量;ⓑ布设人工生物浮岛,为动植物和微生物生长、繁衍、栖息提供场所,并利用一系列生物、化学功能,发挥生态修复功效;ⓒ人工种植生态基地,建立完备的水下微生态系统。生态修复技术具有费用低、灵活且对环境友好的特点,结合各黑臭河道具体情况,通过对多种不同生态修复措施进行组合使用,以发挥最大功效。
常熟市中心城区19条黑臭水体经过3年的综合整治,其水体透明度、溶解氧、氨氮等相关水质指标明显好转,均成功实现了消除黑臭的目标。并且因整治成效显著,特色鲜明,曹家湾河、山湖苑河整治工程分别被列入苏州市城镇黑臭水体整治工程典型案例和苏州市城镇黑臭水体整治工程“示范河道”创新案例。
以黑臭原因、整治措施具有代表性,且整治成效较为明显的曹家湾河、山湖苑河为例,分析其如何对症下药,根据河道特征及不同的黑臭原因,灵活组合工程整治措施,达到消除黑臭的目的。
a.河道概况。曹家湾河位于常熟市虞山尚湖旅游度假区,全长1.545km。整治前,河水感官效果较差,透明度低,且散发阵阵恶臭,夏季尤为明显。造成曹家湾河黑臭的主要原因包括:ⓐ因两岸多年开发建设,河道面积不断减小,部分河段由明河变为暗河,由连通变为断头,河道过流能力不断被削弱;ⓑ河道底泥淤积严重;ⓒ河道内水草丛生,未能及时清理,水草腐烂后加剧了水质恶化。
b.整治措施。根据曹家湾河黑臭成因,因地制宜地采用如下措施进行整治:ⓐ清淤疏浚,消除底泥污染,疏浚长度约1.545km,疏浚土方7273m3,新建生态砌块护岸1.746km;ⓑ新建箱涵,沟通水系,新建3座双孔箱涵,增加原有过路涵管截面积,提高河道过流能力;ⓒ其他整治工程措施包括拆除临河违章建筑、雨污分流改造、垃圾清理、河道长效保洁等。
c.治理成效。通过采取的一系列整治措施,曹家湾河水质得到较大改善,河流颜色由深黑色逐步转为淡绿色[4],对比整治前后第三方的水质监测数据(见表1),相关水质分析指标明显好转,表明采取的整治措施有效、治理效果良好。整治前后水环境见图2。
表1 曹家湾河整治前后水质监测数据对比
图2 曹家湾河整治前后对比
a.河道概况。山湖苑河位于常熟市虞山街道甸桥村,北端为断头,南端连通外河,全长750m,其中环形段河道长300m。夏季该河道经常暴发蓝藻,并散发强烈腥臭味,居民投诉时有发生,严重影响周边居民日常生活。造成山湖苑河黑臭的主要原因包括:ⓐ沿河污水管网改造不到位,错接、漏接、混接情况较多,导致生活污水直排入河;ⓑ河道淤积严重,底泥中沉积的污染物不断被释放,持续污染水体;ⓒ河道北侧断头,导致水流不畅,水体自净能力不足。
b.整治措施。根据山湖苑河黑臭成因,因地制宜地采用如下措施进行整治:ⓐ控制外源污染,沿河道两侧设置三相净化系统,通过物理隔离、微生物降解、植物吸收等多种方式,对排入河道的污水、雨水进行拦截和处理;ⓑ控制内源污染,对河道底泥采用原位消减技术,并加入底泥修复材料,控制底泥中有机质的含量;ⓒ活水循环,增强水动力,通过设置水位控制坝及水泵,实现环形河道及主河道内水体循环流动,有效改善河道内水动力条件;ⓓ修复水生态,提升河道景观,通过增设5台复氧曝气机,提高水体溶解氧含量,通过新建1640m2复合人工湿地,设置860m2复合生态浮岛以及种植5330m2生态修复能力较强的水生植物,增强河道水体净化能力,美化河岸生态环境。
c.治理成效。经过上述一系列整治措施后,山湖苑河水质得到了明显改善,透明度达到80cm以上。对比整治前后第三方的水质监测数据(见表2),相关水质分析指标明显好转,溶解氧浓度和氨氮含量均能达到地表水环境质量标准Ⅱ类水标准[4]。山湖苑河整治前后水环境见图3。
图3 山湖苑河整治前后对比
常熟市通过对中心城区进行先期摸排调查,确定黑臭水体数量,摸清河道致黑原因,并在此基础上研究制定出控源截污、清淤疏浚、泵站活水、生态修复等多种工程整治措施。按照“一河一策”的原则,综合考虑不同黑臭河道的致黑原因,灵活组合工程整治措施,成功消除了黑臭,实现了3年目标计划。与此同时,及时跟进河道管理措施,加强河道治理后的有效监管,进一步巩固治理成果。在今后的治水工作中,将更加注重统筹规划,从全局出发,实现区域河网的合理规划,进一步提升常熟市水环境质量。