排污口排查在河湖黑臭水体整治中的应用

张云霞，董建建，屠师明，胡飞，刘永锋，金威

(武汉市测绘研究院，湖北 武汉 430022)

1 引 言

城市黑臭水体是指城市建成区内，呈现令人不悦的颜色和(或)散发令人不适气味的水体的统称，不仅损害了城市人居环境，也严重影响城市形象，更不利于经济社会的可持续发展。国务院颁布实施的《水污染防治行动计划》[1]明确提出：2017年年底前，地级及以上城市建成区实现河面无大面积漂浮物，河岸无垃圾，无违法排污口，直辖市、省会城市、计划单列市建成区基本消除黑臭水体；2020年年底前，地级以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内；到2030年，全国城市建成区黑臭水体总体得到消除。近年来，各城市陆续开展黑臭水体治理工作，截至2020年底，全国地级及以上城市 2 914个黑臭水体消除比例达到98.2%[2]。但由于时间紧、任务重、涉及专业面广，未对水体污染源及黑臭成因进行彻底分析，导致黑臭水体的系统治理方案缺乏针对性和系统性，中央生态环保督察“回头看”反馈部分城市的黑臭水体整治工作不严不实，短期内达标后，水体黑臭污染反弹问题严重。

城市黑臭水体的污染源主要有点源污染、面源污染、内源污染和其他污染，可针对性地采取控源截污、面源控制、内源治理、清淤疏浚、生态修复等治理措施，其中控源截污是黑臭水体整治工作的根本措施。《城市黑臭水体整治——排水口、管道及检查井治理技术指南(试行)》[3]指出“黑臭在水里，根源在岸上，关键在排口，核心在管网”。解决水体黑臭的根源问题，就是要采取针对性措施治理河湖排污口，杜绝污水直排，治理水体水倒灌；改造排水管网混错接点；修复排水管网及检查井存在的结构性和功能性缺陷。河湖排污口排查工作内容包括现场排查、水质监测和溯源调查，能够掌握排污口数量和分布、污染物来源和排放情况，查明关联排水管网的混错接状况和健康状况，从而制定以详细调查与精准污染源解析为基础的科学、系统的治理方案。

2 排污口排查工作内容

排查对象包括所有通过管道、沟、渠、涵闸、隧洞等直接向流域排放废水的排污口，及所有通过河流、滩涂、湿地等间接排放废水的排污口。排污口排查工作共包含“查、测、溯”三项内容，即现场排查、水质监测和溯源调查。

(1)现场排查。开展全面排查，掌握入河湖排污口的数量及其分布，建立入河湖排污口名录；

(2)水质监测。开展入河湖排污口监测，了解和掌握排污口污染物排放情况；

(3)溯源调查。开展入河湖排污口溯源分析，基本查清污染物来源，查明关联排水管网的混错接状况和健康状况。

2.1 现场排查

基于资料收集、现场调研踏勘和对资料进一步整理分析的工作基础，河湖排污口的现场排查工作可采用人工徒步、无人机航测和无人船沿河湖岸边巡查的方式，应全面排查河湖管理范围内的所有排污口，实现全覆盖，特别注意草丛、堤岸、浅滩等不易被发现的位置，避免遗漏。工作内容包括对排污口进行唯一编码，精确采集排污口平面位置和高程信息，详细记录排污口的受纳水体、类型、入河湖方式和污水排放方式；现场拍摄影像和图片资料；通过感官(视觉、嗅觉)对排放水体进行初步判断，填写《入河湖排污口调查表》(见表2)。

2.2 水质监测

在现场全面排查的基础上，同步开展入河湖排污口水质监测。只要是有排水的排污口都应进行水质监测，根据现场的实际情况，可采取现场快速监测、人工现场取样实验室监测的方式。现场快速监测是对所有具备采样条件的排污口开展水质监测，监测指标包括化学需氧量(简称COD)、氨氮、总磷、PH值和流量。

实验室监测是对快速监测异常(包括感官异常及快速监测指标超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)[4]V类水质)的排污口进行监测或对存在疑问的排污口采样后进行复测。实验室监测指标主要包括：pH值、COD、悬浮物、氨氮、硫化物、总磷、总氮等，对于特殊行业废污水(如工业、医疗废水)应根据废污水性质，增加特征污染物监测项目，对于河口水质监测指标参考《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)[4]相关要求。

2.3 溯源调查

排污口溯源调查工作即以河湖排污口为起点，采用自下而上、由末端向源头追溯的方法，查明与河湖排污口关联的排水管网连接关系、混错接点分布、检查井和排水管网内部的结构性缺陷和功能性缺陷，最终掌握排污口污染物的具体来源，评估排水管网混接状况和健康状况。

(1)排水管网探测

由于与排污口关联的排水管网明显检修井较多，主要采用人工开井调查方式查清排水管网的属性数据，包括管道类别、管道及检查井埋深、管径、材质、水流方向、管道走向等，部分管道走向不明时需要采用仪器辅助探查的方式，如管线探测仪适用于有压力的金属排水管网探测；地质雷达和示踪探头适用于明显检修井被掩埋的情况。现场绘制排水管网电子草图，录入属性数据后可直接生成管网数据库文件。对于无法确定是否连通的检查井，可以采用敲击井盖听是否有回声，水位同步测量或投放染色剂的方式进行探测，仍有疑问则需要借助管道潜望镜等仪器进行核实。通过观察并分析主管上、下管段有无排水量损失以及支管有无排水情况，可初步判断混接来源。

(2)排水管网测量

包括图根控制测量和管线点数据采集。武汉市连续运行卫星定位服务系统(WHCORS)是地区性连续运行卫星定位导航系统，由5个连续运行GPS基准站、1个固定监测站和系统数据中心组成[5]。基于WHCORS的GPS RTK技术在定位上具有不需要任何基准站设置、定位精度高、观测时间短、操作简便以及全天候作业的优点。在卫星信号较好的地点，可直接利用采集管线点的平面坐标与高程数据；信号较差的位置，首先进行图根控制测量，再利用全站仪极坐标法采集平面坐标，三角高程法获取高程数据。将换算完成的位置和高程数据导入管网数据库文件，利用地下管线数据综合处理软件[6]成图生成排污口排水管网图。

(3)排水管网混接调查及健康状况评估

排水管网混接调查主要采用实地开井调查和仪器探查相结合的方法，查明混接位置和混接情况。由于部分混接点位于地下的隐蔽位置，如污水管网破裂、变形导致污水渗漏至雨水管网；工厂、企业私接暗管将污水排入雨水管网；自来水管破裂，大量的水流进入雨水管网等，故仅通过开井调查无法判断管网的混接情况。

为了查明这些隐蔽混接点问题，往往需要借助专业仪器和专业检测技术，主要有管道潜望镜检测技术、管道闭路电视检测技术、声呐检测技术等。管道内水位满足条件的情况下，宜优先采用管道潜望镜进行混接点检测；在管道潜望镜无法有效查明或要求混接点定位准确的情况下，应采用管道闭路电视检测；管道到水位高时，可采用声呐检测来判断管内混接情况，并确定支管连接关系。各种探测技术都有其优缺点和适用条件(如表1所示)，因地制宜采用检测技术，可极大地提高混接调查工作效率。

表1 常用排水管道检测技术对比表

为了充分利用检测资料，应同时利用这些检测资料评估管道健康状况。检测资料包括现场记录表、影像资料等，通过专业人员和专业软件判读管道缺陷类型和等级，查明管道内部缺陷准确位置，编写报告评估排水管道运行质量及功能状况，为开展后续管道修复、清淤、养护等工作提供依据。

(4)溯源调查成果图绘制，以排污口排水管网图为工作底图，将混错接点和管道缺陷信息按照规定的图示图例在图上进行标注，叠加形成溯源调查成果图。

3 应用实例

为切实落实中央巡视组反馈湖泊水质问题的整改要求，深入贯彻新发展理念，坚决打好水污染防治攻坚战，推进河湖水环境治理，持续提升湖泊水质，依据《武汉市河流排口排查整治工作方案》(武三清指办〔2019〕14号)文件的要求，统筹推进武汉市经济技术开发区(汉南区)入河湖排污口排查整治工作，全面规范入河湖排污口管理，从源头上有效管控入河湖污染物排放。以武汉经济技术开发区(汉南区)桂子湖排污口排查工作为例，桂子湖湖岸线长度约 2.1 km，首先采用无人机航测、无人船探查技术分析辨别疑似入河排污口，然后组织人员对发现的疑似排污口进行现场徒步排查，核实确定排污口信息，并按要求填写《入河湖排污口调查表》(见表2)。

表2 入河湖排污口调查表

本次共排查排污口24处，初步判断污水排口4处，清水排口5处，无水流排口15处，经检校已知高等级控制点无误后，利用基于WHCORS的GPS RTK技术直接采集排污口平面位置和高程，采用手机对排污口进行拍照记录，便携式多参数水质分析仪可在排查现场快速测定排污口的水体指标PH值、COD、氨氮和总磷，采用便携式流速测算仪依据流速面积法计算晴天瞬时流量。桂子湖排污口分布情况如图1所示。

图1 桂子湖排污口分布“一张图”

表2为桂子湖16#排污口的现场调查记录表，经现场调查后初步判断该排污口通过管道连续排放生活污水，水色异常并伴随有刺激性气味。水体的快速采样结果显示该排污口的水质指标均不达标，晴天时瞬时流量不高，仅为 0.2 L/s。

通过对16#排污口开展溯源调查，共查明与该排污口关联的排水管网 575 m，检查井39座，混接点8处，混接水体均为通过内部排水系统污水管道接入雨水管道的生活污水，依据混接管管径确定单个混接点混接程度均为轻度混接(1级)，混接点统计情况如表3所示。

表3 桂子湖16#排污口混接点统计表

由于与16#排污口关联的排水管网内部通视效果较好，管道内水位小于管道直径的20%，且管段平均长度不超过 30 m，主要采用管道潜望镜快速判定管道内部健康状况，共发现结构性缺陷2处和功能性缺陷1处，按照规定的图示图例[7]标注在溯源调查成果图上，如图2所示。

图2 桂子湖16#排污口溯源调查成果图

4 结 语

河湖黑臭水体整治工作的关键在于对各类排污口的治理，核心工作在于要有完善、有功效和健康的排水管网。河湖排污口排查工作以现场排查、水质监测、溯源调查为基础，能够掌握排污口数量和分布、污染物来源和排放情况，查明关联排水管网的混错接状况和健康状况，从而制定入河湖排污口分类整治方案，推进入河湖排污口整治工作，有效规范和管控入河湖排污口。