黄孝河综合治理历程分析和远期规划建议

武汉市江岸区生态环境监测站 刘琎，金朝阳

一、黄孝河概述

（一）流域情况

黄孝河是武汉市汉口城区内河，历史上因沟通黄陂和孝感之间的航运而得名，随着城市发展，逐渐形成为箱涵和明渠相结合的汉口地区最大的排水通道。如今的黄孝河主要由箱涵段和明渠段组成。其箱涵段起于江汉区青年路，止于江岸区竹叶山铁路桥，全长5.3公里，最宽处6.8米，最深3米。明渠段从竹叶山铁路桥黄孝河箱涵出口起，最终经由府河南岸的后湖泵站汇入府河。全长5.4公里，平均水深2.5米。黄孝河承担着东起二七路、南抵解放大道、西接青年路、北至张公堤总共48.55平方公里城区的雨、污水排放任务，服务人口二百多万。

（二）历史演变

黄孝河至今已有500多年历史。明崇祯年间，为治理汉口每年累遭汉水和府河泛滥之危害，修建袁公堤，汉水主流改道，堤外形成“十八淌子”，淌子较窄且浅；清咸丰十一年，汉口开辟租界，为便利运输，将连接“十八淌子”的河港扩宽，成为一条河流，形成了一条横卧汉口北部长12.4 km、宽10 m的河道，成为流经汉口地区的唯一河流。

现代黄孝河，也不是我们通常意义上的河流，随着汉口的发展，数百个湖泊被填，城区面积扩大了两倍，黄孝河的通航功能丧失，逐渐作为汉口地区的主要排水通道随城市的发展而变迁。且由于其自然坡度小，排水能力不足，每遇大雨，便污水四溢，渍水成灾。1983年，武汉市政府决心根治黄孝河，历时八年将京广铁路以南地区河道改为箱涵，上面铺路成为城市主要干道。铁路以北地区仍保留明渠形式，形成了现在黄孝河5.3公里城市地下箱涵与5.4公里黄孝河明渠的格局，大大缓解了城市渍水问题，改善了城市环境，拓展了城区面积。

二、黄孝河环境质量状况和污染分析

（一）环境质量状况

黄孝河历经数次整治，但水环境质量状况仍然较差。按照《城市黑臭水体整治工作指南》给出的黑臭水体污染程度分级标准，黄孝河属于城市黑臭水体。

根据2018、2019年江岸区环境质量状况公报，黄孝河岱山闸断面水质状况如表1。

表1 黄孝河岱山闸断面水质状况表

（二）污染分析

造成黄孝河黑臭的原因复杂，全长一半的河道已经改造为箱涵，成为江汉、江岸两城区的主要雨、污排水通道，这是黄孝河水体恶化的主要原因，其次还包括明渠段污水截流不彻底、雨天合流制污水溢流量大、内源污染严重及缺乏生态补水等多个因素的影响。

黄孝河箱涵段水体来源复杂，部分市政排水收集系统陈旧，管道系统混乱，雨污合流，已沦为城市下水道。排入黄孝河箱涵段的来水主要来源于京广线以南汉口北部区域的城市生活、生产污水，雨水和渗入的地下水。该地区雨污水收集系统缺乏统一规划，有老旧城区雨污合流制和新建城区雨污分流制的排水收集系统来水，也存在局部混错接的排水系统来水。决定了这一地区排水特点为合流制，总汇水面积约为19平方公里，我们简称这一区域为合流区。合流区市政管排水道系统（包括箱涵段主管道）整体坡度小，旱季和小雨时管网污水低速流动，污染物逐步沉积。雨季和暴雨时管网污水流速增大，沉积的污染物被冲刷进入下游明渠段，加重明渠段水质的恶化。这也是黄孝河独特地憋排式排水模式所造成的危害。

在三金潭污水处理厂建成运营前，黄孝河箱涵段全部水体，是未经任何处理直接排入下游明渠段水体的。5.4公里明渠段还承担着沿途地区生活生产污水和雨水的收纳功能，由于影响黄孝河全流域地憋排式排水模式，经过多年的城市污水污染和污染物沉积造成的河道污泥内源污染，使得黄孝河明渠段已经成为臭水沟，对周围生态环境也产生了负面影响。

随着三金潭污水处理厂建成运营，在黄孝河箱涵段末端铁路桥建立配套的污水截流泵站，将上游箱涵段大部分来水截流至三金潭污水处理厂进行处理，一部分经过三金潭污水处理厂处理的中水根据下游明渠段的水位回补到明渠段水体。

京汉铁路以北地区为新建城区，市政排水收集系统均为雨污分流制。黄孝河明渠段为其雨水受纳水体，城市生活、生产污水由市政管道输送至三金潭污水处理厂处理后排入府河。但因本区域还在建设期，市政管道系统不完善，现阶段还是有少量污水排入黄孝河明渠水体。

上游黄孝河箱涵段旱季污水产生量约为19万m3/d，末端截流泵站设计流量为38.8万m3/d，但汉口地区地下水位较高，地下水入渗量较大，根据《黄孝河机场河流域水环境综合治理规划》显示，该区域旱季地下水入渗量占比约为40%，末端铁路桥截污泵站平时实际抽排量平均已达到33万m3/d，暴雨时超过铁路桥泵站抽排量的雨污水溢流直接进入黄孝河明渠，全年平均溢流频次超过30次（以24h间隔划分，武汉市全年平均降雨场次约38场）。溢流污染量约占全年污染物总量的30%左右。说明现有截流泵站在雨季和暴雨时截流能力严重不足。

三金潭污水处理厂旱季已满负荷运行，雨季无额外的处理能力。因此服务于黄孝河的污水处理能力必须提升，规划中的污水截流能力也应得到匹配提升。否则，所有这些设施对黄孝河的黑臭问题的改善没有多大作用。污水处理系统和截流系统的能力不足是黄孝河明渠段污染治理工程的一个主要瓶颈。

（三）黄孝河污染物状况分析

黄孝河合流区来水主要来源于区域内生活、生产污水，雨水和地下水三个方面。这一地区没有大型工业区，主要是居民小区、商业区和学校、机关单位，社会生活污水是其最大的来源。主要污染因子：氨氮、化学需氧量和总磷。雨季时，大量雨水会带入大量地表泥沙、树叶和少量有机物进入。

《武汉三湖三河典型流域（黄孝河片区）排水系统溢流污染评估》通过现场监测等手段，对黄孝河排水系统污染物来源、输送与排放过程，污染物的连续变化关系进行了调查研究：通过对典型片区排水系统真实条件调研，并对“源头-过程-末端”的污染物浓度进行现场监测，发现老城区源头小区存在明显的污染物沉积问题，部分小区从建筑出户至市政管网过程中污染物浓度衰减接近50%，至末端污水处理厂污染物浓度衰减达到75%，直接导致大量污染物未有效输送至污水处理厂处理，黄孝河箱涵段实际进入处理系统的污染物占污染物总量的比例低于50%，污染处理效率低。由于该区域系统的截流与处理能力不足，且有大量污染物在转输过程中沉积或漏损，导致全年污染物仅有不足50%进入处理系统进行处理，有超过25%的污染物直接溢流进入水体，约16%的污染物沉积在管道系统内。根据以上研究说明黄孝河箱涵段污染物沉积问题严重。

黄孝河箱涵段管道系统和其市政排水收集系统中的污染物沉积严重，排水系统中污染物浓度衰减明显，污染物进入污水处理厂占污染物全年总量比值低，造成对黄孝河整体污染物处理的效率低。

（四）憋排式排水模式，导致箱涵段管网和明渠段河道污染物沉积问题严重

黄孝河全流域因为原有地质地貌原因，整体坡度小，普遍存在“憋排”式排水问题，使得黄孝河处于高水位、低流速运行，水体中污染物沉积量较大，明渠段污染物沉积量普遍占污染物总量近20%。沉积问题进一步削弱了整个河流系统的排水排污能力，同时雨季暴雨径流将箱涵段累计沉积底泥冲刷溢流排入明渠段，加剧了溢流污染负荷。

黄孝河合流片区属于老、旧中心城区，建筑密度高，合流制管网改为分流制实施难度非常大，继续保留其合流制市政排水管网是符合现阶段实际情况的选择，但与此同时也带来了合流制溢流污染问题。

在雨季，由于大量雨水汇入市政排水系统，合流制排水系统内的流量超过截污流量时，雨、污混合污水便会直接排入下游受纳水体，这被称为合流制管道溢流。合流制管道溢流污水中的污染物会严重破坏下游水体中水生生物生长、繁殖的生态平衡，污染受纳水体。尤其是对没有什么自净能力、环境容量较小的城市内河，对其水生态环境产生致命的破坏，使水体富营养化，直接导致其变为黑臭水体，对城市居民的健康产生不利影响，制约城市的可持续展。

三、黄孝河现有综合整治方案实施情况

（一）加强黄孝河污水截留能力和污水净化处理系统的建设

2016年，武汉市启动黄孝河、机场河水环境综合治理一期工程，主要通过加强箱涵段截留能力和应急处理设施的建设，保障晴时黄孝河明渠段水质不受上游箱涵段污水的影响。

2019年，黄孝河、机场河水环境综合治理二期工程启动，在原铁路桥截留泵站地块建设日处理规模达10万吨的黄孝河铁路桥地下净水厂，其地上复建成城市绿化公园。净水厂地下部分开挖基坑面积20897平方米，约有三个足球场大，最深处达15.8米，是华中地区在建规模最大的地下净水厂。铁路桥地下净水厂采用国际先进的AAO+MBR工艺，出水标准为准Ⅳ类水质，AAO法是“厌氧-缺氧-好氧”法的简称，通过营造厌氧、缺氧、好氧的环境，利用不同种类微生物的生物活动，去除污水中的有机污染物质。MBR为膜生物反应器，MBR膜的过滤孔径约为0.05微米，通过这层带细密孔洞的膜过滤，滤除水中的大分子污染物，细菌、病毒和污泥，达到净化水质的目的。净水厂的处理和调蓄能力能够满足上游箱涵段晴时全截污、雨季控制合流制溢流污染的目标。该项目于2021年完工，投入使用后，极大地改善了黄孝河明渠段的水质污染状况。

（二）规整黄孝河明渠段河道，完成明渠段污水截污和河底清淤工程，修复水环境生态系统

2007年，武汉实施了黄孝河综合整治项目，包括黄孝河明渠清淤工程、明渠拓宽及驳岸工程。项目总投资5500万元，当年8月底已全部完成，共清淤18万立方米。

黄孝河的治理一直是武汉历届政府环境生态施政的重要组成部分，生态治理和修复工程历时多年，其总体思路是：“点面结合、综合整治、分步实施”，以污染控制、雨污分流为基础，河道修复、中水回用为核心，打造水质清澈、系统顺畅、生态优美的城市水景观走廊。2010年起相继开展实施的铁路桥至余华岭斜桥段2.7公里重点黄孝河明渠河道改造工程，完成建设三金潭污水厂回用泵站与6.5公里回用管道工程等有针对性的明渠段生态系统修复工作。统一规划塔子湖、后湖地区地面交通设施建设、地下管网完善同步改造工程，实施新建城区雨、污分流制市政排水系统的建设。从根本上控制进入黄孝河明渠水体的水质状况，去除黄孝河明渠的内源污染，逐步修复明渠段水环境生态平衡系统，增强水体的自净能力。

（三）优化和修复上游合流区管网系统，定期清淤，减少污染物沉积

在合流区旧城改造过程中，对新建居民小区、商业区和所有建筑物都强制实行雨污分流制规划、设计和施工要求，逐步改善合流区内落后的合流制排水状况。

武汉市水务部门已逐步开展黄孝河合流区市政排水系统的清淤工作，把管道清淤工作纳入管网日常维护计划，保证主要排水管网的清淤定期化，减少了污染物在管网中的沉积量。通过在竹叶山花园建设竖井抽排箱涵内沼气等有毒气体，降低了箱涵内有毒气体含量。

四、对黄孝河远期发展规划的建议

一个城市的市政排水系统是一个城市能否持续发展的基本保障。城市的发展是否与自然生态系统相适应，是否对所处地域的河流造成污染都取决于这个城市的市政排水系统的优劣。在应对现阶段频繁出现的极端天气时，市政排水系统也直接决定着城市和其居民的安全。从三个方面，科学地分析城市与自然环境实际，合理规划设计市政排水系统，从而在城市排水方面做到“天人合一”的境界，是我们必须遵循的客观规律。针对黄孝河这条特殊的城市内河的综合治理也应该遵循这一客观规律，从源头、过程、末端三个方面着手，对其远期发展规划作出科学的、可持续的规划安排。规划图如图1所示。

图1 黄孝河远期发展规划治理

（一）源头来水分类收集和治理

黄孝河合流区必须进行雨、污分流制管网的全面改造，同步建设居民小区和商业区分散式小、微型污水处理设施，对收集的城市生活污水进行初级处理，减少污染物在源头部分的大量沉积，也降低进入市政排污管网的污水浓度，从而减少污染物在管网中的沉积。

（二）过程控制

对黄孝河箱涵段管网进行管路优化改造，捋清管网系统走向，纠正混错接的管路。改造后的箱涵系统和主干线管道应便于进行定期的人工或机械清淤操作。在条件合适的管路增加地下储蓄水池或大型储水箱涵，定期抽取这部分水对管路进行冲洗维护，提高管路中的污水流速，减少停留时间，降低管路污染物沉积。

建立独立的雨水收集、排放管网系统，合理布局多个地下雨水净化厂，单独处理初期雨水。在黄孝河明渠段沿岸建立多个地下雨水调蓄设施（地下雨水储蓄池），雨季时动态储蓄一定量经过处理的雨水，晴时可以补充明渠段水量不足，增加水位高度，增大水流速度，改善黄孝河晴时憋排式排水的状况。

全面截留黄孝河箱涵段污水，进入污水处理厂处理后直接排入府河，也可在明渠段季节性缺水时回流到明渠水体。黄孝河明渠段为这一地区雨水的最终受纳水体。排入明渠段的雨水必须经过雨水净化厂的处理后才能进入明渠水体。

（三）完善相关法律法规的制定，加强全流域执法管理

根据黄孝河水生态环境保护需要，不断修改完善法律制度和制定相应的地方性法规，厘清政府和其专门部门的法律责任，为生态保护和水务部门的工作提供法律支撑，加强执法力度，发挥好黄孝河作为城市内河的公共功能。