黑臭水體實施方案編制要點解析

樊超 孫學良

摘 要：2015年國務院印發《水污染防治行動計劃》以來，各地區各部門迅速行動，在治理城市黑臭水體方面取得積極進展。長治市是2018年全國黑臭水體治理示范城市之一，在深刻把握長治市水系現狀、發展需求與面臨形勢的基礎上，重點解析長治市黑臭水體建設的總體目標、技術路線、治理措施和機制體制建設等編制要點，以期為全國其他黑臭水體實施方案的編制提供思路與借鑒。

關鍵詞：黑臭水體；實施方案；控源截污；內源治理

DOI 中圖分類號 文獻標識碼A

Analysis of key points in the implementation of Black-odorous Water Bodies – Taking Shizi River in Changzhi City as an example

FAN Chao，SUN Xueliang

（Caupd Beijing Planning & Design Consultants Company， Beijing 10044）

Abstract： Since Water Pollution Control Action Plan was published by the State Council in 2015， various departments in various regions have acted swiftly and made positive progress in the treatment of urban Black-odorous Water Bodies. Changzhi city is one of the national Black-odorous Water Bodies treatment demonstration cities in 2018. On the basis of profoundly grasping the current situation， development needs and facing situation of Changzhi Citys water system， if focuses on the overall objectives， technical routes， governance measures and construction of Changzhi Citys black and odorous water bodies. Key points for the establishment of the mechanism system， etc.， in order to provide ideas and reference for the preparation of other Black-odorous Water Bodies implementation programs in the country.

Key words： Black-odorous Water Bodies； Work plan； control source interception； endogenous governance

長治市市委、市政府對黑臭水體整治高度重視，根據《城市黑臭水體整治工作指南》，按照“控源截污、內源治理、生態修復、活水保質、長‘制′久清””的基本技術路線，對建成區內的黑臭水體進行綜合治理。

“三河一渠”是長治市主城區的環城水系，其主要河道包括石子河、黑水河、南護城河和東防洪渠，它們貫穿于長治市主城區的北、西、南、東四個方位。

目前，“三河一渠綜合治理工程（二期）”已實施完成，黑臭水體整治效果明顯，河道景觀效果及生態環境大幅提升。但對于石子河，其城區段未進行系統、全面的治理，截污系統等市政設施不完善、部分河段防洪不達標，河道存在黑臭水體，生態環境惡化；石子河在長治市建成區范圍內，為公告的長治市建成區黑臭水體治理項目。

1 石子河現狀基本情況

石子河發源于壺關縣十里村，由東向西從市區北部穿越而過，經邱村至北寨出境，匯入濁漳南源，屬海河流域，建成區內河道長度12.14 km，排水分區面積 48.09 km2，河道寬度25 m左右，比降5‰。石子河未進行黑臭水體改造，且河道擠占嚴重，對泄洪也有嚴重影響，防洪標準不達50年一遇。

2 問題與需求分析

石子河穿城而過，位于老城北部。根據用地規劃，石子河上游段周邊未來主要為公園綠地、居住用地、教育用地、商業用地等，周邊未來人群聚集，流量較大；石子河下游段用地性質主要有行政辦公用地、居住用地、公園綠地、商業用地、排水設施用地等。根據綠地規劃，石子河在城市綠地系統中的定位為石子河帶狀公園；石子河下游段東西向河段為石子河濕地植物園，南北向河段是漳澤湖郊野公園的一部分。由于河道兩岸污水收集系統不完善，左右岸均存在生活污水直排入河現象。根據相關資料顯示，石子河上有河頭橋和暴馬2個固定監測斷面，河頭橋斷面位于石子河上游壺關縣境內，暴馬斷面位于長治市主城暴馬村。據調查，這2個固定監測斷面水質現狀為劣Ⅴ類，部分河段存在黑臭現象，石子河水質綜合評價為劣Ⅴ類，其污染源主要有以下幾方面。

2.1生活污水直排，河道水體黑臭

石子河東西向貫穿長治中心城區，沿線河道污染物主要來自東外環段、桃源村南段、十中橋段、桃花街段、蔣村南段和蔣村北段6處污水直排口。

污染源晴天主要為城中村居民生活污水以及新建小區污水直排進入河道；雨天為雨污合流，混合的雨污水經溢流口進入河道，對河道水質造成污染。

2.2城市初期雨水面源污染

城市初雨面源污染源主要指降雨初期城區屋面、道路雨水徑流污染，主要為空氣中的汽車尾氣，以及沖刷屋面、硬質路面等帶來的污染物，存在散排的雨水和無規則排放的污水匯入。

2.3農業面源污染

石子河上下游農田分布較多，農田中的土粒、氮素、磷素、農藥重金屬、農村禽畜類糞便與生活垃圾等有機或無機物質，在降水和徑流沖刷作用下，通過農田地表徑流、農田排水和地下滲漏，使大量污染物進入石子河。

2.4合流制溢流污染

石子河片區以合流制排水體制為主，旱季污水通過截污箱涵輸送至長治市污水處理廠。雨季受管網排水能力限制，部分雨水、污水溢流至河道，影響河道水質。

2.5污水處理廠出水污染

目前，長治市污水處理廠日處理污水量16萬m3/d，出水水質不滿足《地表水環境質量標準》V類標準，對石子河水質造成一定的污染。

3 治理目標

按照海綿城市的建設理念，通過控源截污、內源治理、生態修復、活水保質等措施，到2020年長治建成區內全部消除黑臭水體，石子河等水質全面提升，達到《地表水環境質量標準》V類標準。石子河削減徑流污染，完善城鎮污水收集處理系統，有效建立生活垃圾清運處置體系。

4 黑臭水體治理設計

4.1總體思路

4.1.1綜合整治原則

（1）控源為本。河道水質修復以污染源控制為基礎，通過制定合理的截污工程技術方案，將相關河道及相應支流的沿岸居民生活污水、農業污水、生活垃圾及初期雨水等各種點源、面源污水截流納入污水處理系統； 在滿足環境容量的基礎上，實現水體收納污染負荷的總量和濃度控制。

（2）優水為先。將污水廠尾水經深度處理及生態處理，滿足河道水質保持及生態建設需求的水質后，可作為城市水體的補水水源，改善各河道的水動力流態，實現水體的良性循環，解決由于水質問題而引起的水流緩滯、污染物沉積、水體自凈能力退化甚至喪失以及一系列由此引發的水環境問題。

（3）生態保育。在實現控源和調配目標的基礎上，借助工程技術措施，實施石子河河底泥清淤、河道疏浚，通過綜合技術措施與管理手段，實現底泥長期穩定的控制與管理?？臻g上，針對目前城區段水體的現狀，提出切實可行的技術手段與實施措施；時間上，依據生態學原理，通過以生物生態操控為主的生態恢復與構建技術途徑，全面修復石子河的多元水生態系統，達到水體水質生態化的保育目標。

（4）景觀協調。分析水體各空間內的景觀需求，對沿河兩岸進行景觀打造，實現黑臭河道治理技術與景觀效應的協調一致，形成人水和諧的生態水系。

4.1.2技術路線

基于上述石子河水質修復和生態建設方案的制定原則，本方案的技術路線如下圖所示。

4.1.3總體方案

本工程整治總體思路是“控源截污、內源治理、生態修復、活水保質、能力建設”，包括幾大方面重點內容：

（1）控源截污。長治市中心城區市政基礎建設中形成了合流制排水系統的格局，雨污水排水體系的不完善是導致大量城市污水直接排入石子河的主要原因，是河道污染、全年黑臭的最主要的原因。結合目前已實施及正在實施的截污治污工程的經驗和教訓，考慮到施工難度、工程投資、實施周期、社會影響等因素，對城區段河道進行截污治污。

（2）內源治理。河道大量的污染底泥的存在是個潛在的巨大污染源，在很長時期內將對水質改善及生態恢復產生不利影響。河道表層浮泥層常在高氣溫及低水位時因較高水流流速作用下，極易起浮形成黑色水帶，兩岸高灘上污泥及垃圾在低水位時露出水面，有礙觀瞻，破壞景觀，同時亦對市民治理河道的決心與信心帶來負面影響。清淤工程在把握河道現狀的基礎上，把握清淤原則，研究國內外最新的水利清淤技術，調查石子河需要重點清淤段，對河道進行清淤。

（3）生態修復。河道生態建設以“水清、流暢、岸固、景美”為目標，以“生態處理、循環持續發展”為原則，在美化環境的同時，利用生態循環，達到修復水體、改善環境的效果。這種生態循環的生物處理形式，利用水體營養物——水生植物——水生動物形成的生物鏈，去除水體中氮、磷等有機污染物的。生態處理的特點明顯區別于其它水體處理方式：

1）可持續性，無二次污染；

2）水體凈化與景觀美化相結合；

3）增加了水環境的生物多樣性，促進了生態平衡，增加了水體自凈能力。

（4）活水保質。黑臭河道旱季無水流動，缺乏足夠的水體容積、清潔的補充水源和及時的換水周期安排，河道底泥沉積嚴重，整個河道已喪失了景觀清潔河道應具有的生物多樣性特征，水質嚴重惡化，為劣 V 類水體。黑臭河道整治的根本目的是在截污治污、河道整治及生態治理的基礎上，尋找能夠經常性維持河道的景觀功能的工程實現方案、補水運行及管理機制。目前可以提供給三條河流的潛在補水水源有上游申村水庫水源、污水廠處理后尾水以及地表徑流雨水等。在分析各種補充水源的可行性上，根據城市總體補水安排原則、不同的季節的計劃安排，進行一次性換水與經常補水之間不同水源的優化組合，目的是突出補水水源可實施性及經濟性。

（5）能力建設。建立河道管理體系、研究運行維護措施和事故應急狀態下的應對措施。

4.2石子河黑臭水體治理措施

4.2.1控源截污

4.2.1.1雨水徑流污染控制

結合長治市區域位置特點、土壤條件、地形地勢等，借鑒國外已有降雨徑流管理導則的相關要求，結合國內已有低影響開發應用的經驗，初步選擇下凹式綠地、透水鋪裝、生物滯留設施、植草溝以及雨水調蓄池等低影響開發措施構建長治海綿城市低影響開發技術體系。

長治市老城區面積較大，海綿改造難度較高，以云步小區為例，進行海綿改造。云步小區建筑密度較高，人口密集，適合建設分散的、立體化的海綿設施，海綿城市技術手段以滲、滯為主。

降落在屋面（普通屋面和綠色屋面）的雨水進入高位花壇和雨水桶，并溢流進入低勢綠地，雨水桶中雨水就近作為綠化用水。降落在小區道路等其他硬化地面的雨水，應利用滲透鋪裝、下沉式綠地、滲透管溝、雨水花園等設施對徑流進行凈化、消納，超標準雨水可就近排入雨水管道。在雨水口可設置截污掛籃、旋流沉沙等設施截留污染物。經處理后的雨水一部分可下滲或排入雨水管，進行間接利用，另一部分可進入雨水池和景觀水體進行調蓄、儲存，經過濾消毒后集中配水，用于綠化灌溉、景觀水體補水和道路澆灑等。

4.2.1.2污水直排治理

（1）石子河上游片區治理方案

上游共有排污口 4 個，主要分布于城鄉結合部地區，以農村生活污水為主，根據《長治市城市總體規劃》該區域主要以居住用地為主。

規劃該區域近期沿河建設截污管道，杜絕旱季污水進入河道，根據《長治市排水專項規劃》中明確城區平均比流量為0.40-0.48 L/s*ha，本方案中取0.45 L/s*ha，經計算，該片區污水量為8700 m3/天，綜合考慮上游承接水量、環境、經濟效益等因素，規劃沿石子河兩岸建設DN1200管道6 km。

（2）石子河下游片區治理

石子河下游西環路西側共有污水排污口 2 個，主要分布西環路以西，以農村生活污水為主，根據《長治市城市總體規劃》該區域主要防護綠地為主。

規劃該區域近期沿河建設截污管道，杜絕旱季污水進入河道，根據《長治市排水專項規劃》中明確城區平均比流量為0.40-0.48 L/s*ha，本方案中取0.45 L/s*ha，經計算，該片區污水量為：4500 m3/天，綜合考慮環境、經濟效益，規劃沿石子河兩岸建設DN1200管道4km，莊內配套管網12千米。

石子河下游，迎賓大道-濁漳南源共有污水排污口2個，以農村生活污水為主，根據《長治市城市總體規劃》該區域用地性質為生態濕地。

該區域距污水處理廠距離較遠且地面高程較低，近期無敷設截污干管計劃，為杜絕旱季污水進入河道，規劃在污水較集中城郊村落布置臨時污水處理站，根據《長治市排水專項規劃》城區平均比流量為0.40-0.48 L/s*ha，本方案中取0.45 L/s*ha，經計算，該片區污水量為：11000 m3/天，布置污水處理站4座，處理規模為12000 m3/天。規劃建設村內配套管網30 km。

4.2.1.3合流制溢流污染治理

（1）設置CSO調蓄池

石子河貫穿長治市中心城區，上游承雨面積較大，污水處理廠處理規模有限，導致雨季雨污水在污水處理廠廠前超越或積存于截污箱涵中，規劃在污水處理廠上游修建合流制調蓄池。

采取集中式合流制調蓄池

選取集中式調蓄池，優勢在于便于維護、管理，對建設用地要求較低，可采用地下式調蓄池，修建在廣場、公園綠地下方，但單次建設投資較大，雨水調蓄不靈活。

采取分散式合流制調蓄池

選取分散式調蓄池，優勢在于單次建設成本較低，可分批次建設，雨水調蓄較為靈活，但對用地條件較為苛刻，且后期維護成本較高。綜合經濟、環境效益收益，本方案選用集中式調蓄設施，主要建設在太行公園、人民公園、石子河、黑水河江邊綠帶內。

（2）設置溢流口生態凈化設施

由于長治市區降雨期比較集中，且瞬時降雨強度大，雨水沖刷路面將大量污染物和泥沙攜帶至清水河。如不采取適宜的治理措施，將會引起降雨期河水污染負荷增加、水質惡化等問題。因此，方案設計該溢流口位置采取礫間過濾凈化+生態塘凈化的綜合處理措施。雨水經溢流口排出后，首先經緩沖帶緩沖，降低雨水流速，同時過濾掉大顆粒雜質；經緩沖后的雨水進入生態塘，通過生態塘內的沉淀和生態吸附作用去除部分顆粒雜質和有機污染物；生態塘出水經過礫間凈化區的吸附過濾和植物降解，實現水質凈化處理后滲流至河道，作為河道的清潔補水。

通過對該溢流口溢流時間和溢流量的核算，設計在溢流口位置建設凈化單元，實現雨水凈化作用。

4.2.2內源治理

4.2.2.1清淤工程

石子河兩岸為建成區，根據山西地區清淤工程現狀，采用陸地機械的干法清淤方式，挖機將淤泥挖出后，由卡車運送1 km 將淤泥運至指定的淤泥處理場地，采用脫水固結一體化的處理工藝，使得淤泥脫水固結。處理后的淤泥含水率至 35%～40%，體積縮小為水下方的35%～45%，采用卡車外運15 km至指定的棄土場。

4.2.2.2岸線垃圾、河道漂浮物治理

為全面提升長治市的環衛行業管理、技術裝備水平和應急保障能力。長治市推行環衛一體化相關措施。

城鄉環衛一體化是按照科學發展觀的要求，將城市與農村的環衛工作放在同等重要的位置，通過統一規劃，統一安排，科學有序地開展城鄉環境衛生一體化工作，徹底解決農村環衛事業發展滯后、垃圾圍村、環境臟亂差的問題。

4.2.3生態修復

4.2.3.1岸線修復

結合河道水位進行岸線設計，枯水位/常水位以下鋪設礫石；枯水位/常水位和5年一遇水位區位間采用生態駁岸加固；在河道內種植水生植物、建設人工浮島，凈化水質。

4.2.3.2人工濕地生態凈化

人工濕地技術理念來源于自然濕地系統，利用基質-微生物-植物這個復合的生態系統，綜合物理、化學和生物的三重協調作用，通過過濾、吸附、共沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對廢水中有害物質的去除，同時通過營養物質和水分的循環，實現廢水的資源化和無害化。

4.2.3.3人工增氧

維持水體的富氧環境，滿足污染物氧化降解、好氧生化降解、鐵、硫循環、水生動植物呼吸等各方面對氧的需求是創造水體自然環境和恢復自然水性狀的關鍵。

4.2.4活水保質

4.2.4.1引水水源

污水處理廠二期工程運行處理的中水，可作為三河一渠景觀用水水源。

4.2.4.2補水工程

（1）石子河上游。

現狀補水管網已鋪設至石子河十中橋上游，新建管道與原有補水管道銜接，沿石子河右岸新建約 1300m PE 管道（DN400）向石子河上游補水，在河頭橋下游設置 1 處補水口。

（2）石子河下游

下游利用現狀已建成的補水管網，沿途增設4處補水口，分別位于a.“三河一渠”八號橡膠壩下游左岸；b.邱村橋下游左岸；c.污水處理廠處右岸；d.鐵路下游左岸，補水口采用電動閘閥可實現遠程控制，實現對石子河下游段補水，增強石子河水體的流動性，從而增強水體自凈能力。

5 預期治理水質效果

根據 2016 年 4 月，長治市人民政府所發布《長治市水污染防治工作方案》 （長政發【2016】 12 號），控制石子河上下游的水污染，全面截流河道沿岸點源旱季污水，實現旱季污水100%截流，減輕雨季地表徑流污染。到2020年，長治市建成區黑臭水體基本消除；整治后石子河上下游遠期水體主要指標達到《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）V類標準。

6 創新機制：廠—網—河（湖）一體化運作示范

“廠—網—河（湖） ”一體化運營可有利于實現管網收集傳輸、水廠處理、河流消納的污水處理全過程統籌協調，可保證污水處理廠進廠污水符合設計要求，保障其運行安全。

為加快遞長治市“廠—網—河（湖）”一體化運營建設，長治市住房保障和城鄉建設管理局發布《長治市住房保障和城鄉建設和管理局關于主城區生活污水處理開展一體化管理工作的通知》（以下簡稱《通知》）。要求長治市排水管理處牽頭負責“廠—網—河（湖）”一體化工作，督促市政管理處、河道管理處、長治市首創水務公司履行職責，形成“廠—網—（河）湖”一體化綜合管理協調體系。

7 結語

黑臭水體治理是一個長期的任務，也是一項復雜的系統性工程。長治市通過黑臭水體實施方案的編制，從前端整體規劃設計開始，結合控源截污、點源治理、面源控制、河道清淤、水體生態治理、岸坡景觀治理等多維因素，系統性開展黑臭水體治理，切實做好黑臭水體整治工作，并為全國其他黑臭水體實施方案的編制提供思路與借鑒。

參考文獻

[1]王曉璐， 胡龍. 上海市老舊小區海綿城市改造設計要點及案例分析[J]. 中國市政工程，2018， 5（200）： 82-86.

通訊作者：

樊超（1983—），男，碩士。研究方向：黑臭水體、海綿城市。