城市河道治理案例的方法、原理、效果

城市河道治理案例的方法、原理、效果

及综合技术经济指标研判

上海和协生态环境科技有限公司邵亚峰李昊

摘要：对迄今城市河道的治理案例进行了分类归纳，分析了各类方法的原理和在各种条件下的效果。并从条件适应性、综合效果及综合技术经济指标等

方面进行应用性研判。

1概述

我国多数城市河道承担多种功能。汛期排涝时滞留时间短，枯水期水力滞留时间长，有时靠杂排水甚至污水作为补充水源才能维持水面。伴随经济的发展，城市河道污染日益严重，多数处于严重富营养化状态，经常藻华聚集乃至黑臭，是城市可持续发展亟待解决的问题之一。

多年来，我国多数城市实施了大量河道治理工程，并相继制定了全面开展河道深度治理的计划。

已实施的河道治理工程采用了多种技术方法：（1）采用截污、河滨带整治、驳岸修筑、清淤、换水等市政工程方法的治理案例最多；（2）采用浅滩湿地、浮岛湿地、沉水植被修复，漂浮植物抑藻等生态工程方法的案例较多；（3）采用生态工程和环境工程组合方法的案例数量开始大量增多；(4)采用生化物化药剂、臭氧、纳米微气泡、沉水生物带（人工水草）、竹炭生物滤床、生化过箱滤、太阳

能生物反应仓、等离子体反应器等新技术方法工程的案例仅次于市政工程，小型项目数量很多。

然而，对污染较重的河道，能达到较好的治理效果，又能达到较好技术经济指标的案例很少。本文采用治理效果和综合技术经济指标作为主要研判标准，对不同类型河道采用的不同治理方法进行比较研判。

2案例、原理及效果

2.1截污、河滨带整治、驳岸修筑、清淤、换水等作为基础的市政工

程方法

国家85课题研究成果表明：在水体自净能力未得到恢复时，水体水力停留时间（HRT）高于3天，富营养化程度便开始加重。如未进行彻底截污，浮游藻类增殖速度更快。

南通濠河依据上述成果，在较彻底截污后，设计最大引水量HRT 2.7天，取得了较好的结果。多数城市河道项目由于难以彻底截污，换水量不足等原因，导致运行不稳定或达不到预期的水质改善效果。

大量引水换水成本很高，难以保持HRT三天。多数地表水P、N 等富营养化因子远超过界限（限制因子P-0.02mg/l），所以换水数周后，水体透明度便开始骤降，及至重现藻华。加之老城市难以彻底截污、地表径流污染、人流污染难以阻断、内源底泥释放等因素，多数案例水质恶化时间很短，只在应对重大活动，重要节日时，大量投入才能保持较好水质。

需要说明的是，（1）硬质驳岸占位了生物多样性的生存空间，有碍于后期生态修复，发达国家近年多有拆除硬质驳岸恢复生态驳岸的工程，我国北京、上海、昆山等地也多有构筑软质、半硬质生态驳岸、构筑二级浅水生态驳岸的案例。（2）大尺度的异地清淤会破坏生物多样性的生存空间，暴露已被封闭的历史污染，有碍于后期生态修复。并且，清淤数月后通量向下的底泥沉积又会开始释放新的内源污染。美国环保法对不影响航道的清淤有严格的审查程序，包括提供清淤区地球化学资料等。而与清淤结合就地构筑有利于生态修复的断面，并加以生态的和物理的封闭方法，则可以降低一个数量级以上的内源污染释放。对驳岸和河底断面的设计需要市政（河道）工程与生态工程的结合，才能有益于后续生态修复，形成生态水体自净能力，达到系统工程的整体效果。

2.2 浅滩湿地、浮岛湿地、沉水植被修复，漂浮植物抑藻等生态工

程方法

近年，实施生态修复后能够长期保持良好效果的案例较多，但更多的案例未能长期保持好的效果，在遇到环境灾变和自然在变时，甚至全军覆没。

近年生态修复工程有二种类型：（1）当水体承受的污染负荷较低时，生态系统可以保持健康状态，发挥缓慢的深度的净化能力，HRT 越高，越容易保持澄清水质，把劣Ⅴ类甚至生活污水水源净化为Ⅲ类水，透明度达到2m以上，清澈见底，呈现水下森林般生态景观。

此类案例的水体边界条件大多相对封闭，或人为可控。在此类水体成功的案例很多，如上海滴水湖D港（河段进出水可控）、许多房地产较为封闭的河湖等。迄今治理此类水体成功的面积多在数万平方米之内。面积大，水系边界条件复杂，水源可控性差的水体，属于以下情况；（2）现代城市河湖的多数水体边界条件庞杂多变，水生态系统能够抵御较小的冲击污染负荷，遇到偶发的环境灾变和自然灾变以后，有机污染，营养盐污染、胶体浊度光限制等冲击污染对生态系统的胁迫往往是致命的，最终导致生态系统被摧毁。许多案例开始生态修复做得好，生物多样性，总生物量足够，水体已经有了很强的自净能力；但生态系统的自净能力是缓慢的、深度的、低负荷的类型，遇到较小的冲击污染后可以慢慢恢复，偶遇现代城市的环境灾变和自然灾变，冲击污染远远大于自净能力时，生态系统往往在短时间被摧毁，案例不胜枚举。

生态热是最近几年的事，从事生态工程的单位迅速膨胀。许多项目动辄百万千万投入，匆匆上马，设计、施工及管理单位还没有长期专业化的经验，导致项目失败。这也是失败案例很多的原因之一。

以上种种问题，在生态工程技术发展的过程中正在逐步得到解决。

犹如古老的农业，看似门槛很低，有史以来年缓慢发展步履维艰。当高度发达的现代农业技术逐渐被广大农村认识之后，近年的农业有了突飞猛进的进步。生态工程正处在在迅速进步的过程中，如下述。

2.3采用生态工程和环境工程组合方法的案例能抵御环境灾变和自

然在变，数量快速增多

泰晤士河是大型水体最早采用生态工程、环境工程、水利工程等组合的系统工程典型案例。当年生态工程尚不发达，在截污等基础工程之上，采用大量配臵了芦苇湿地，重污染河段截流水送达岸上的水处理厂，再生水回流泰晤士河，持续高水平的管理等措施。为系统工程组建了独立的泰晤士河管理局。前一节讲的生态驳岸，河床断面，合理清淤等体制条块分割的问题，由管理局统筹，容易得到科学合理的解决。

近年，圆明园采用污水处理厂再生水作为景观水源，与泰晤士河的一个处理单元类似。由于现代生态修复技术更发达，水生植物配臵更合理，效果更好，现场水质清彻透明，可见生物多样性的水下森林中可见鱼虾游动，呈现生机勃勃生态景观。但污水厂与生态工程的协调工作一般难以进行，此类方法的推广的案例不多。

从第一个沉淀水解池开始，生化型污水厂集人类一百四十年的智慧长期演进，现代生化型水处理厂已能达到很好的处理效果和综合技术经济指标。把生化型水处理厂原理自然水体化之后与水生态修复有机结合，应用到自然水体，能取得更好的综合效果。在历史基础上的递进原理简单而深刻，是重富营养化水体治理技术创新的捷径和有效途径。

福州白马支河污水河道浮岛湿地加穿孔曝气的生化-生态工程，成功治理长547 m，宽8-12 m的污水河，成为水清鱼游，2000 m2