江苏新诚润科工程咨询有限公司 李波
河道(River)是降水或由地下水涌出地表的水汇集在地面低洼处,在重力作用下经常或周期性沿流水本身造成的洼地流动。根据注入地,可将河道分为内流河和外流河。我国流域面积100平方千米以上的河流达5万条。河道作为水资源的重要载体,是关系人类生存、生活的一种最基本的自然资源。河道是生态环境资源的重要组成部分,也是保障工农业生产、居民生活的重要水资源,对城乡经济社会可持续发展发挥着重要作用。水资源开发、利用、管理、保护均离不开河道这一重要载体。此外,河道作为行洪唯一通道,做好河道生态综合治理,也是防洪安全、行洪畅通的重要保障。
某河道位于主城区,治理长度约为11.5km,其中,蓄水段长度为6km,非蓄水长度为5.5km。
传统河道整治主要采取疏挖河道、裁弯取直、混凝土或浆砌石固岸等,但这些传统整治措施也会引发一系列生态环境问题。注入混凝土或浆砌石固岸会使混凝土、浆砌石等硬质材料改变河道护岸的自然属性,从而影响河道地下水补给,以及与水陆系统物质、能量互换,也不利于河道生物栖息。裁弯取直会改变河道河水流速,长此以往会加大河水冲刷河岸及河床。为此,在治理该河道时,决定采用全新生态环保理念,将水生态系统保护、水体环境改善、水质提升作为河道整治的重要内容,切实增强河道生态整治防洪及整体景观效果。
为做好区域内河道整治工作,2018年以来,某市相继制定了河道生态环境综合整治工作规划、某市境内黑臭水体整治工作方案。在规划及方案中,均提出了对该河道的水质治理要求,即到2025年年底,该河道水功能区水质达标率应达到90%,国考断面水质优于Ⅲ类水的比例达到80%以上,适用集中式生活饮用水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区水质标准。基本实现消除全市黑臭、丧失使用功能水体。在此规划的推动要求下,对该河道进行了生态整治和修复。
生态治理是河道有效治理及应用的重要举措,也是提升河道功能性和美观性的重要内容。从目前的调查情况来看,某河道流域生态环境污染状况不容乐观,河道防洪功能难以有效发挥。
所谓河源污染,主要是指点源污染及面源污染,这是导致河道污染的重要原因,也是河道生态综合治理的重要目标。通过现场走访勘查,该河道沿线存在多处点源、面源污染,暴露出的问题主要表现为:沿线乡镇企业存在漏排问题,加剧了点源污染危害性。虽然政府加大区域污水排放管理力度,对生活污水进行截污纳管,但部分居民环保意识淡薄,偷排、漏排现象依然存在。此外,河道管网设施建设有待加强,外源污染形势严峻。河道部分区域后续新房建设未纳入截污纳管范畴。此外,雨水冲刷地表也加剧了面源污染程度。由于该河道区域所处地域常年雨量充沛,雨季冲刷将大量含有化学药品、固态废物等污染物以地表漫流的形式流入河道。河道周边农业面源污染严重,高含量氮磷污染物加剧了河道水体的富营养化。
通过对该河道现场勘查,尽管其于2010年进行了一次较为全面的清淤疏浚工程,但由于该河道沿线雨污混接和偷排漏排现象较为突出,以及早期大量雨水对河道周边道路的冲刷,将污染物冲入河道。目前,河道底泥淤积现象依然较为突出,河道内源污染亟待解决。通过现场测量,该河道底泥淤积的厚度平均达到12cm,淤泥具有较明显的臭味,呈现黑色,不仅影响河道水质,也影响了河道美观,急需进行生态综合整治。
待整治河道形态造成的污染也是该河道面临的突出问题之一。由于近年来城市化进程加快,以及乡镇企业的快速发展、集镇建设等因素,严重影响了河道通畅性,河道水动力差、水系沟通弱,除雨季外,该河道经常出现“死水现象”,严重影响了水体的自净能力。此外,集镇建设修路以及其他因素,导致河道部分河段已经由明河改成了暗河,为保障周边需要,河道中形成了大量的涵管、坝基等构筑物或构造设施,阻碍了河道水流,增加了河道中污染物的堆积概率,由此也会产生大量有毒有害物。
河道生态综合整治是提升河道水系承载力、改善河道生态环境的重要方法和举措,也是打造绿色环保生态河道、建设宜居城市、加快推进乡村振兴战略的重要途径。因此,该河道生态综合整治应坚持以生态性、安全性、地域性和自然性为原则。
河道生态综合整治的首要原则便是其生态性原则。所谓生态性原则,就是指利用综合治理手段,以确保河道生态健康为整治前提,并利用一系列整治措施,保证河道中的水生物种满足生长需要,从而实现河道生态系统的持续健康,并满足原有生物群落的生长需要,同时,也可有效提升河道自净能力和水系良性循环。
河道生态综合整治的又一原则是安全性,即河道整治要保证河道自身的安全,满足河道防洪行洪安全,使河道满足防洪排洪基本要求。综合考量河道生态水环境整治,河道周边居民生产生活用水、供水的安全,从而使整治后的河道生态系统成为水安全体系的重要组成部分,成为构建水安全体系的基础。
河道生态综合整治还需要坚持地域性原则,即根据河道所处的地域地形地貌特征、河流走势、水文地质等各种生态环境因素的差异性、地域性特征,合理选择相应的河道综合整治措施,提供科学化、个性化的河道整治综合方案,不能千篇一律、照搬照抄。例如,河道修复穿越居民区时,既要考虑河道治理的环保、行洪等因素,也要将河道的景观功能纳入进来,充分考虑河道周边居民回归、亲近自然的实际需要。
河道生态综合整治也要充分考虑其河流的天然走势,保留河道本身的蜿蜒曲折性,尽量保持河道的河流自然属性、水体环境,在修复河道时要最大限度地保持河道原有的形态。此外,自然性还体现为河道修复要坚持人与自然和谐,从传统的单一河道整治模式向生态综合整治模式转变,使河道整治与自然环境共生、协调发展,相互适应。
根据该河道的全面综合评价以及生态综合整治的现实需要,提出了做好该河道生态环境修复的具体思路和治理措施。
秉持生态环保、可持续发展理念,促进人与自然和谐相处,将生态综合整治理念纳入河道整治全过程,既要考量河道的实际功能,也要使河道满足生态平衡理念,以及保障经济社会发展的实际需要。因此,综合各方因素,该河道综合整治的总体设计思路为:优先截污、改良底泥、提升动力、净化水质、恢复生态、长效管理。具体来说,就是通过截污纳管做好点源污染治理;通过河口过滤围格、河岸生态滞留沟以及河内雨水预处理净化等做好河道面源污染削减;通过底泥改良沸石做好内源污染降解;利用“生态圈+循环泵+高效过滤系统”实现循环过滤;深层曝气+纳米曝气+喷泉+生态浮床+水生植物+水生动物+生物基等积极构建河道生态系统;做好河道两岸景观绿化,实现景观提升。
针对该河道外源污染和内源污染现状,通过内源、外源污染双向治理,加大河道生态综合整治力度。从前期现场勘查、调查发现,直接影响该河道水质环境的重要原因有内源污染因素也有外源污染因素,需要双管齐下,切实解决内源污染与外源污染,从而达到全面提升河道综合生态的整治效果。就该河道点源污染来看,可在目前生态环境整治设施的基础上,进一步完善截污纳管设备。可将流经河道排污口的污水就近接入市政污水管网系统,也可以将排污口污水通过管线直接接入截污纳管管线内,并做好沿线管道的渗漏修复工作,切实从源头切断污染源。此外,针对该河道面源污染的生态综合整治,可利用雨水口生态廊道净化、河岸设置生态滞留沟等方式,选用植物、生物材料、多孔滤料等生态材料,结合河道面源污染实际,切实做好面源污染,从根本上做好内源污染与外源污染的综合整治,改善水质。
河道生态环境综合整治要善于运用合适的生态环境修复技术,既要充分运用好河道自身的自适应、自调节、自组织能力,还要善于运用各种生物技术、物理技术、化学技术,以及各种技术的综合运用,逐步使河道恢复生态环境功能,既要修复重建水体受损伤前的物理条件,从源头做好点源、面源污染治理,也要运用好各种化学工艺技术,改善水质,确保河道生物种群的多样化。鉴于该河道的实际情况,选用生物膜法、曝气复氧、高等植物修复等,切实改善河道生态环境。此外,根据河道修复需要,在河道生态系统中种植挺水、沉水和浮水植物,修缮河道生态系统。