伊通河中段水環(huán)境綜合整治工程案例分析
【蘭州純水設(shè)備http://m.smarts-edu.cn】1、項(xiàng)目背景及治理目標(biāo) 伊通河是長春的母親河，長春市城區(qū)河段(新立城水庫壩下段至萬寶攔河閘)自然長度約47.137km，中段河道(四化閘至南繞城段，圖1)長度約15.88km，河道平均寬度140m，最窄處110m，中段河道平均坡度約為0.5‰，平均水深約為2.5m，水體總?cè)萘考s為630萬m3。自1986年以來，長春市對伊通河進(jìn)行了多次整治，基本完成了城區(qū)段河道的綠化和防洪建設(shè)。上游的新立城水庫建成后，伊通河失去了穩(wěn)定的源水補(bǔ)給，已成為承載天然降雨和城市排水的主要通道，水體污染、河道淤積、水生態(tài)功能喪失，伊通河中段成為了黑臭水體。
為此，長春市對污染嚴(yán)重的伊通河水體提出了水質(zhì)斷面整治計(jì)劃，明確治理目標(biāo)，加大綜合治理力度，全面推進(jìn)治水提質(zhì)攻堅(jiān)戰(zhàn)。按照《吉林省水污染防治目標(biāo)責(zé)任書》的要求，伊通河水體在2020年達(dá)到Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)(氨氮<2.0mg/L，TP≤0.4mg/L，COD≤40mg/L,溶解氧>3.0~5.0mg/L)。
2、水污染狀況及成因分析
伊通河流域中段水體污染嚴(yán)重，COD、氨氮、TP等指標(biāo)遠(yuǎn)超過地表水Ⅴ類限值標(biāo)準(zhǔn)，屬于黑臭水體。生態(tài)基流嚴(yán)重不足，上游東南污水廠為其唯一穩(wěn)定補(bǔ)水水源，現(xiàn)狀補(bǔ)水量約為6.1萬噸/天，河道水動(dòng)力差，且補(bǔ)水水質(zhì)不能滿足目標(biāo)要求;水生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化，水體基本喪失自凈能力。
導(dǎo)致伊通河水體成為黑臭水體的原因主要有：
(1)點(diǎn)源污染：截污干管系統(tǒng)雖已建成，個(gè)別吐口旱季仍有污水進(jìn)入河道;吐口閘門不能滿足污染控制要求，雨停后未及時(shí)關(guān)閉，污水直排入河。
(2)面源污染：合流溢流污染控制尚未展開，合流溢流污水是水質(zhì)惡化的最主要因素，且分流制區(qū)域亦存在初期雨水污染。
(3)內(nèi)源污染：河道底泥未按照生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)清淤，底泥內(nèi)源污染加重污染趨勢。
(4)生態(tài)水量過低：水體體積過大，補(bǔ)水量過小，水動(dòng)力差，換水周期長，污染產(chǎn)生疊加效應(yīng)。
(5)自凈能力喪失：生態(tài)系統(tǒng)退化嚴(yán)重，無生態(tài)保持、恢復(fù)能力。
伊通河
3、總體思路及技術(shù)路線
流域綜合治理技術(shù)路線的選擇應(yīng)遵循“適用性、綜合性、經(jīng)濟(jì)性、長效性和安全性”等原則，結(jié)合伊通河流域中段的實(shí)際情況，本工程以“控源截污、內(nèi)源治理、活水補(bǔ)給、生態(tài)修復(fù)”為綜合整治技術(shù)路線，其中控源截污及內(nèi)源治理是其他工作的前提和基礎(chǔ)，各項(xiàng)具體內(nèi)容如下：
控源截污：針對伊通河流域中段的具體情況，一是確保旱季污水全部截留，控制合流溢流污染;二是對面源污染進(jìn)行整治。
內(nèi)源治理：伊通河中段底泥污染嚴(yán)重，需采取環(huán)保清淤及底泥原位改良措施。
活水補(bǔ)給：伊通河中段水體流動(dòng)性差，需增加生態(tài)補(bǔ)水量，有效提高水體流動(dòng)性。
生態(tài)修復(fù)：在完成控源截污及內(nèi)源治理的前提下，通過生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與系統(tǒng)構(gòu)建，持續(xù)去除水體污染物，改善生態(tài)環(huán)境，保持水體水質(zhì)。
4、總體方案
4.1點(diǎn)源污染治理方案
點(diǎn)源截污工程主要內(nèi)容為，一是在鰱魚溝上游臨河街開展截污工程;二是伊通河中段沿伊通河?xùn)|岸從衛(wèi)星路至自由大路敷設(shè)d1200-d2000的截污干管，總長約4km，徹底完成對鰱魚溝的截污，從而實(shí)現(xiàn)旱季點(diǎn)源污染的全面收集處理，目前伊通河中段截污系統(tǒng)已基本建成運(yùn)行。
4.2合流制溢流污染治理方案
暴雨條件下，合流制排水系統(tǒng)內(nèi)的流量超過截留流量時(shí)，超過部分的雨污混合污水將直接排入受納水體，被稱為合流制管道溢流。綜合國內(nèi)外對合流制管道溢流的處理進(jìn)展來看，目前對其污染的治理對策主要有源頭治理和末端治理兩項(xiàng)措施。對于伊通河中段而言，水體流動(dòng)性差，并結(jié)合長春市伊通河中段基本為老城區(qū)，合流制難以改造的情況，確定本項(xiàng)目對合流溢流污染采取調(diào)蓄為主，建設(shè)11處調(diào)蓄池控制面源污染。
4.3分流制區(qū)域面源治理方案
在分流制區(qū)域進(jìn)行面源污染控制，采取LID措施，通過滲、滯、蓄、凈、用、排等多種措施組合，解決分流制區(qū)域面源污染的問題。分流制面源污染控制工程為伊通河中段水生態(tài)工程中的一部分，需要滿足進(jìn)入伊通河水質(zhì)及水量要求。
4.4內(nèi)源治理方案
伊通河中段河道內(nèi)底泥現(xiàn)狀污染嚴(yán)重，部分區(qū)域出現(xiàn)泥斑上浮、發(fā)黑發(fā)臭現(xiàn)象。根據(jù)伊通河中段流域底泥污染現(xiàn)狀，采取的處理措施為：污染淤泥清除+覆蓋+微生物原位修復(fù)，清淤可以有效削減重污染區(qū)域底泥污染，并經(jīng)黏土覆蓋后可有效阻斷深層污染物向水體釋放，對于輕污染區(qū)采用原位底泥改良工程可很好減輕底泥污染釋放，投資適中，綜合效果好。
4.5活水補(bǔ)給方案
考慮到伊通河現(xiàn)狀水源以城市污水處理廠退水、入河污水和雨水為主，以及流域氣候偏干旱的情況，本工程補(bǔ)水方案為沿岸新建3處和提升改造1處污水廠進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水。該方案優(yōu)點(diǎn)是水質(zhì)水量穩(wěn)定，既滿足補(bǔ)水需求以及再生水利用規(guī)劃布局，又能結(jié)合污水收集處理系統(tǒng)提高污染物消減能力。
4.6生態(tài)修復(fù)方案
伊通河中段水環(huán)境改善及水生態(tài)修復(fù)工程是一個(gè)整體性和系統(tǒng)性的工程，其中水生態(tài)修復(fù)措施是伊通河水體水質(zhì)長效保持的有效手段，生態(tài)修復(fù)措施主要控制入河的污染物量，抑制藻類爆發(fā)，凈化水體，防止水華現(xiàn)象，維持伊通河河道內(nèi)水質(zhì)，改善水環(huán)境，修復(fù)河道水生態(tài)系統(tǒng)。該方案設(shè)計(jì)旁側(cè)循環(huán)接觸氧化、氧化塘、人工濕地工程，共計(jì)13處，持續(xù)削減入河的污染物質(zhì)，改善水體環(huán)境。
生態(tài)修復(fù)方案
(1)旁側(cè)循環(huán)接觸氧化工程主要利用河灘地內(nèi)現(xiàn)狀河塘，將伊通河和水塘連通起來，在水塘內(nèi)布置浮動(dòng)濕地、人工水草、沉水植物、曝氣充氧(曝氣裝置與浮動(dòng)濕地相對固定)等措施，河水與塘內(nèi)措施充分接觸，去除水體中有機(jī)物、氮、磷等污染物質(zhì)，使出水長期保持在地表水，達(dá)到凈化水體，生態(tài)修復(fù)的目的。工藝流程圖如下：
生態(tài)修復(fù)方案
(2)氧化塘又叫穩(wěn)定塘或生物塘，是經(jīng)過人工適當(dāng)修整的土地，設(shè)圍堤和防滲層的污水池塘，主要依靠自然生物使污水得到凈化的一種污水生物處理技術(shù)。污水在塘內(nèi)緩慢的流動(dòng)、較長時(shí)間的貯留，通過在污水中存活的微生物的代謝活動(dòng)和包括水生植物在內(nèi)的多種生物的綜合作用，使有機(jī)污染降解，污水得到凈化。工藝流程如下：
生態(tài)修復(fù)方案
(3)人工濕地系統(tǒng)包括塘系統(tǒng)單元、潛流濕地單元、表流濕地單元，伊通河河水通過泵提升到塘中進(jìn)行緩沖沉淀去掉顆粒物，然后進(jìn)入潛流濕地單元部分，通過潛流濕地中的基質(zhì)填料作用以及蘆葦?shù)戎参锏奈盏茸饔脙艋w，潛流濕地處理后的污水進(jìn)入表流人工濕地中，通過濕地植物根系吸收去除污染物，同時(shí)還可打造濕地的水面景觀。
生態(tài)修復(fù)方案
從工程應(yīng)用的角度，旁側(cè)循環(huán)接觸工藝、塘系統(tǒng)處理工藝與人工濕地可分別單獨(dú)運(yùn)用，也可結(jié)合工藝特點(diǎn)，相互組結(jié)合應(yīng)用。工藝設(shè)計(jì)時(shí)，宜根據(jù)工程特點(diǎn)靈活配置。
5、結(jié)論及建議
綜合治理方案中每個(gè)措施的控制作用具有互補(bǔ)性、時(shí)序性及針對性。調(diào)蓄池主要針對合流制溢流污染控制;旁側(cè)循環(huán)接觸氧化及人工濕地系統(tǒng)，全時(shí)段凈化河道水質(zhì);底泥改良針對底泥污染總量控制和釋放控制;排口針對超標(biāo)雨水入河前的污染物和漂浮物控制;海綿城市建設(shè)針對分流制區(qū)域的初期雨水控制及雨水資源化利用。
城市水系統(tǒng)綜合解決方案的制定，涉及到市政工程、海綿城市、生態(tài)工程、景觀工程、平臺構(gòu)建等專業(yè)領(lǐng)域，因此需要多專業(yè)的優(yōu)勢資源整合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)解決問題。需要建立創(chuàng)新的平臺模式，整合各專業(yè)團(tuán)隊(duì)資源，構(gòu)建多領(lǐng)域的水系統(tǒng)工程，真正做到綜合解決城市建設(shè)過程中帶來的水系統(tǒng)問題。
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