城市黑臭水体成因分析及综合整治工程设计——以五福涌为例

黄小龙

（珠海市斗门区水资源和水质监测中心，广东 珠海 519000）

城市黑臭水体，是指城市水体受到外来污染输入，水体不断恶化，水体颜色或气味让人产生不适的污染水体的统称[1]。黑臭水体的形成主要是经过一系列非常复杂的生物反应，通常水体表现为有机负荷高，透明度差，溶解氧缺氧。通过分析发现，主要与外来污染物输入、底泥厚度及水动力条件等因素密切相关[2]。当前，整治黑臭水体是国家“十三五”期间水污染防治攻坚战的重点任务之一，目标是力争在2020年前后，地级及以上城市的黑臭水体比例控制在10%以内，到2030年城市总体消除黑臭水体[3]。主要是因为黑臭水体不仅给人们造成感官不适，还会导致水体丧失原有的生态景观功能，而且其散发的气味也会严重影响周边居民的正常生活[4]。因此，随着国家水生态文明建设的深入，消除城市黑臭水体仍然是亟待解决的问题之一[5]。

本文以广东省珠海市斗门区五福涌为例，通过分析五福涌黑臭水体的形成原因，提出了以“外源控制、内源削减、水质改善”为指导，并在实施了“控源截污工程、内源污染控制工程、垃圾清运工程”等措施后，经水质监测机构数据表明，五福涌水质指标整体符合无黑臭标准。基于此，通过对五福涌黑臭水体的综合整治，消除了水体黑臭，并逐步提升了水体水质，从而为类似黑臭水体综合工程整治提供一定参考。

1 工程概况

珠海市位于珠江三角洲西南部沿海、珠江口西岸，珠海市斗门区位于珠江三角洲西南端，五福涌位于井岸镇五福村，全长3 850 m，起点为山水向日豪庭，下游经五福水闸流入鸡啼门水道，沿线穿越珠峰大道，终点为华发又一城段大桥。本工程整治范围3 350 m，平均水深约为1.5 m，河涌水体容积约为38.44万m3。五福涌黑臭水体整治工程包括控源截污工程（新建截污管道2 855 m，新建一体化污水处理设施1座）、内源污染控制工程（清淤总长3 850 m，清淤总量60 152.63 m³）、垃圾清运工程等。通过五福涌水环境治理工程，可减少五福涌的入河污染物282.25 t/a（COD计），治理后污染物入河量小于五福涌自身水体的纳污能力，河涌水质得到明显提升，实现了消除水体黑臭的工程目标[6]。

2 污染现状及成因

2.1 污染现状

2.1.1 水质现状

以《城市黑臭水体整治工作指南》中黑臭水体评价体系为依据，五福涌现状水质监测结果详见表1，氨氮、溶解氧、氧化还原电位、透明度等4项指标均达到轻度黑臭，其中2个检测点的氨氮及溶解氧达到重度黑臭。因此，五福涌现状水体为黑臭水体，需进行综合整治。

表1 五福涌地表水监测数据表

2.1.2 底泥现状

五福涌河涌中底泥厚度检测数据详见表2，均为深灰、灰黑色，呈饱和、流塑状态，臭味明显。根据淤泥状态，上游主要为黑泥，泥深约为1.3～1.8 m；中游河道淤泥夹杂部分黑泥，泥深约为1.4～1.6 m；下游无黑泥，泥深约为1.6～3 m。同时，根据重金属、营养元素等监测结果，并参照《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》（CJ 248－2007）和《城镇污水处理厂污泥处置 土壤改良用泥》（GB/T 24600－2009）标准，五福涌部分河段无重金属超标，但存在着有机质含量超标。

表2 五福涌底泥厚度检测数据表

2.1.3 排口现状

五福涌现状共有63个排放口，包括49个污水排口，14个农业污水排口。排水基本就近排放入河涌，主要采用入户接PVC管直接排入河涌的形式。排污口大小为DN100～DN800或1 200×1 200～5 100×1 400。排放的生活污水中包括居民生活中厕所排放的污水，洗浴、洗衣服和厨房污水等。

2.2 成因分析

五福涌污染的主要原因是沿线某些区域内的污水未得到有效控制，就直接排入五福涌，同时，大气颗粒污染物、各类垃圾、畜禽粪便、农田化肥等污染物经过初期雨水冲刷进河，且底泥释放的污染物总合更加剧了水体恶化，最终出现黑臭现象。

经分析计算详见表3，五福涌入河的污染物总量（以COD计）约为476.01 t/a，水环境容量总体为341.43 t/a（以COD计）。其中，点源污染物产生量（以COD计）为280.05 t/a（占比约59%），其次是城镇面源污染物量（以COD计）为182.14 t/a（占比约38.26%）。由此可知，年入河污染物要远大于五福涌现状河道水体的环境容量，所以，水体水质不断恶化而形成黑臭。

表3 五福涌污染源统计表

3 工程设计方案

3.1 总体治理思路

为实现珠海市斗门区水质总体目标，以“外源控制、内源削减、水质改善”为指导，以削减河道污染负荷、缓解河道黑臭为目的，且“水”、“陆”统筹兼顾，有序结合源头控制、过程控制、末端控制。在实际的综合整治工程中，主要是通过外源污染控制、内源污染削减对入河污染物进行控制；再通过部门联动，服务绩效，积极落实“河长制”；同时科学运营，智慧管理，强化监管，公众参与等，以此保障河道水质得到长效改善。

3.2 综合整治方案

工程整治方案主要为控源截污工程、内源治理工程和垃圾清运工程。

3.2.1 截污工程

针对五福涌的主要污染物来源，对其上游新堂村的2条河涌进行整治。上游新堂村有2条支涌，要新建河道截污管网，以收集沿河污水及部分初期雨水，污水最终排入市政管网中。因此，共需新建DN300～DN400污水主管长度428 m，检查井26座；新伟街上游段右岸截污管总长651 m，沿着岸坡埋设DN 600截污管，设计纵坡为1.5‰，以收集上游支流及排放口内的污水，并通过4#泵井压入现状DN400污水管；而新伟街至东福路段左岸截污管总长720 m，在绿化带下方铺设DN400截污管，设计纵坡为1.5‰，采用河涌包管形式，最终通过3#泵井提升压入东福路现状DN400污水管；珠峰大道至五福水闸段右岸截污管总长700 m，并在五福水闸上游150～400 m处埋设DN400截污管，设计纵坡为1.5‰，采用开挖埋管形式，并通过5#泵井压入新青五路延长线现状DN500污水管中。

3.2.2 总口截流工程

为了保障五福涌周边尚未完成雨污分流改造区域的水质，所以，在河道设置了5处渠道闸作为总口截流措施，分别设计在五福涌支涌及W－11处。

（1）在五福涌5#支涌上设计渠道闸尺寸为6.50 m×2.80 m，渠道闸前设置6.50 m×0.5 m竖向拦污栅，截污管上方设置6.50 m×0.5 m横向拦污栅，截污管下游与DN500总口截流管连接。

（2）在五福涌4#支涌上设计渠道闸尺寸为3.70 m×1.90 m，渠道闸前设置3.70 m×0.5 m竖向拦污栅，截污管上方设置3.70 m×0.5 m横向拦污栅，截污管下游与DN500总口截流管连接。

（3）在五福涌3#支涌上设计渠道闸尺寸为3.30 m×2.30 m，渠道闸前设置3.30 m×0.5 m竖向拦污栅，截污管上方设置3.30 m×0.5 m横向拦污栅，截污管下游与DN500总口截流管连接。

（4）在五福涌1#上设计渠道闸尺寸为2.70 m×2.30 m，渠道闸前设置2.70 m×0.5 m竖向拦污栅，截污管上方设置2.70 m×0.5 m横向拦污栅，截污管下游与DN500总口截流管连接。

（5）在W－11处设计渠道闸尺寸为6.80 m×2.30 m，渠道闸前设置6.80 m×0.5 m竖向拦污栅，截污管上方设置6.80 m×0.5 m横向拦污栅，截污管下游与DN500总口截流管连接。

3.2.3 清淤工程

清淤工程实施主要是对五福涌全线进行清淤处理，如图1所示，设计清淤底高程0.00～－2.15 m，清淤河底宽度1.0～30.0 m，清淤深度0.3～0.6 m，共清淤60 152.63 m³（水下方）；根据计算需配备3套设备同时进行清淤施工，实际每天清淤量为21 000 m³（水下方）；根据河道水深和河道宽度情况，淤泥运输船拟采用100 t级泥驳船，泥驳船单次运量为62 m3（水下方）。其中，清淤底泥通过泥驳船运输至河岸附近临时建设的底泥处理厂进行搅拌固化和泥质改良，底泥处理厂厂区占地面积合计约72 000 m2，内部采取防渗措施，采用HDPE膜铺设下垫面，并在四周修建截排水沟；经过搅拌固化或泥质改良的底泥经固化稳定化处理后，泥饼有机质含量满足《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》（CJ 248－2007）和《城镇污水处理厂污泥处置 土壤改良用泥》（GB/T 24600－2009）的使用要求。

图1 清淤工程范围图

3.2.4 垃圾清运工程

五福涌位于井岸镇新青片区，其河面及沿线垃圾收集设施较为完善，即每天定期安排工作人员进行河道保洁工作，清理的垃圾和残枝败叶放至附近指定垃圾堆放点；渠道沿岸较为整洁，周边垃圾也基本进入垃圾堆放点。同时，五福涌周边垃圾做到日产日清，以每天两次的输送频率将堆放点垃圾收集至新堂压缩中转站、西埔压缩中转站等斗门全区18座生活垃圾压缩中转站进行垃圾压缩，并转运至西坑尾垃圾填埋场处理处置。

3.3 整治效果分析

在工程实施完成后，对五福涌开展水质监测，设置监测点位5个。其监测数据显示，五福涌整体水质指标为溶解氧56.2 mg/L、氨氮1.39 mg/L、透明度36 cm及氧化还原电位109 mV，符合无黑臭的要求。同时，又对五福涌的水环境容量进行了计算，计算结果表明，详见表4，五福涌进行水环境治理工程后，可减少五福涌入河污染物为282.25 t/a（COD计），其中，入河量污染物193.76 t/a（COD计）小于五福涌水体纳污能力，因此，河涌水质得到明显提升，也逐步稳定消除了水体黑臭。

表4 五福涌治理前后污染物排放量与水环境容量对比表

4 结语

（1）五福涌通过控源截污工程、内源治理工程和垃圾清运工程等综合整治，水体感官已消除黑臭，水面不存在大面积漂浮物，沿岸不存在垃圾堆放，这说明垃圾清理、控源截污、清淤疏浚等措施已得到落实，同时，其水质监测结果显示水体达到不黑不臭要求，综合整治工程效果较为显著。但后续工作应根据部委及省市关于城镇污水的提质增效、深入打好城市黑臭水体治理攻坚战等要求，要持续落实雨污分流改造。

（2）黑臭水体整治作为系统工程，非工程措施管控更重要。因此，需健全完善“区、镇、村”三级河长体系，形成“政府主导、群众参与、执法队伍和村级保洁员”相结合的“河长制”管理模式。同时，强化责任落实机制，按照“突出重点、分级管理”的原则，建立水体整治档案，以形成“一河段一档案”，并制定“河长”考核细则和奖惩办法，实施跨镇河段交接断面水质保护管理考核，切实落实各级河长管、治、保“三位一体”职责，确保黑臭水体整治后不反黑不返臭，使水体水质持续得到改善。