排污口排查在河湖黑臭水體整治中的應(yīng)用

張?jiān)葡?，董建建，屠師明，胡飛，劉永鋒，金威

(武漢市測(cè)繪研究院，湖北 武漢 430022)

1 引 言

城市黑臭水體是指城市建成區(qū)內(nèi)，呈現(xiàn)令人不悅的顏色和(或)散發(fā)令人不適氣味的水體的統(tǒng)稱(chēng)，不僅損害了城市人居環(huán)境，也嚴(yán)重影響城市形象，更不利于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。國(guó)務(wù)院頒布實(shí)施的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》[1]明確提出：2017年年底前，地級(jí)及以上城市建成區(qū)實(shí)現(xiàn)河面無(wú)大面積漂浮物，河岸無(wú)垃圾，無(wú)違法排污口，直轄市、省會(huì)城市、計(jì)劃單列市建成區(qū)基本消除黑臭水體；2020年年底前，地級(jí)以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以?xún)?nèi)；到2030年，全國(guó)城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除。近年來(lái)，各城市陸續(xù)開(kāi)展黑臭水體治理工作，截至2020年底，全國(guó)地級(jí)及以上城市 2 914個(gè)黑臭水體消除比例達(dá)到98.2%[2]。但由于時(shí)間緊、任務(wù)重、涉及專(zhuān)業(yè)面廣，未對(duì)水體污染源及黑臭成因進(jìn)行徹底分析，導(dǎo)致黑臭水體的系統(tǒng)治理方案缺乏針對(duì)性和系統(tǒng)性，中央生態(tài)環(huán)保督察“回頭看”反饋部分城市的黑臭水體整治工作不嚴(yán)不實(shí)，短期內(nèi)達(dá)標(biāo)后，水體黑臭污染反彈問(wèn)題嚴(yán)重。

城市黑臭水體的污染源主要有點(diǎn)源污染、面源污染、內(nèi)源污染和其他污染，可針對(duì)性地采取控源截污、面源控制、內(nèi)源治理、清淤疏浚、生態(tài)修復(fù)等治理措施，其中控源截污是黑臭水體整治工作的根本措施?！冻鞘泻诔羲w整治——排水口、管道及檢查井治理技術(shù)指南(試行)》[3]指出“黑臭在水里，根源在岸上，關(guān)鍵在排口，核心在管網(wǎng)”。解決水體黑臭的根源問(wèn)題，就是要采取針對(duì)性措施治理河湖排污口，杜絕污水直排，治理水體水倒灌；改造排水管網(wǎng)混錯(cuò)接點(diǎn)；修復(fù)排水管網(wǎng)及檢查井存在的結(jié)構(gòu)性和功能性缺陷。河湖排污口排查工作內(nèi)容包括現(xiàn)場(chǎng)排查、水質(zhì)監(jiān)測(cè)和溯源調(diào)查，能夠掌握排污口數(shù)量和分布、污染物來(lái)源和排放情況，查明關(guān)聯(lián)排水管網(wǎng)的混錯(cuò)接狀況和健康狀況，從而制定以詳細(xì)調(diào)查與精準(zhǔn)污染源解析為基礎(chǔ)的科學(xué)、系統(tǒng)的治理方案。

2 排污口排查工作內(nèi)容

排查對(duì)象包括所有通過(guò)管道、溝、渠、涵閘、隧洞等直接向流域排放廢水的排污口，及所有通過(guò)河流、灘涂、濕地等間接排放廢水的排污口。排污口排查工作共包含“查、測(cè)、溯”三項(xiàng)內(nèi)容，即現(xiàn)場(chǎng)排查、水質(zhì)監(jiān)測(cè)和溯源調(diào)查。

(1)現(xiàn)場(chǎng)排查。開(kāi)展全面排查，掌握入河湖排污口的數(shù)量及其分布，建立入河湖排污口名錄；

(2)水質(zhì)監(jiān)測(cè)。開(kāi)展入河湖排污口監(jiān)測(cè)，了解和掌握排污口污染物排放情況；

(3)溯源調(diào)查。開(kāi)展入河湖排污口溯源分析，基本查清污染物來(lái)源，查明關(guān)聯(lián)排水管網(wǎng)的混錯(cuò)接狀況和健康狀況。

2.1 現(xiàn)場(chǎng)排查

基于資料收集、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研踏勘和對(duì)資料進(jìn)一步整理分析的工作基礎(chǔ)，河湖排污口的現(xiàn)場(chǎng)排查工作可采用人工徒步、無(wú)人機(jī)航測(cè)和無(wú)人船沿河湖岸邊巡查的方式，應(yīng)全面排查河湖管理范圍內(nèi)的所有排污口，實(shí)現(xiàn)全覆蓋，特別注意草叢、堤岸、淺灘等不易被發(fā)現(xiàn)的位置，避免遺漏。工作內(nèi)容包括對(duì)排污口進(jìn)行唯一編碼，精確采集排污口平面位置和高程信息，詳細(xì)記錄排污口的受納水體、類(lèi)型、入河湖方式和污水排放方式；現(xiàn)場(chǎng)拍攝影像和圖片資料；通過(guò)感官(視覺(jué)、嗅覺(jué))對(duì)排放水體進(jìn)行初步判斷，填寫(xiě)《入河湖排污口調(diào)查表》(見(jiàn)表2)。

2.2 水質(zhì)監(jiān)測(cè)

在現(xiàn)場(chǎng)全面排查的基礎(chǔ)上，同步開(kāi)展入河湖排污口水質(zhì)監(jiān)測(cè)。只要是有排水的排污口都應(yīng)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，可采取現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)、人工現(xiàn)場(chǎng)取樣實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)的方式?，F(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)是對(duì)所有具備采樣條件的排污口開(kāi)展水質(zhì)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括化學(xué)需氧量(簡(jiǎn)稱(chēng)COD)、氨氮、總磷、PH值和流量。

實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)是對(duì)快速監(jiān)測(cè)異常(包括感官異常及快速監(jiān)測(cè)指標(biāo)超過(guò)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)[4]V類(lèi)水質(zhì))的排污口進(jìn)行監(jiān)測(cè)或?qū)Υ嬖谝蓡?wèn)的排污口采樣后進(jìn)行復(fù)測(cè)。實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)指標(biāo)主要包括：pH值、COD、懸浮物、氨氮、硫化物、總磷、總氮等，對(duì)于特殊行業(yè)廢污水(如工業(yè)、醫(yī)療廢水)應(yīng)根據(jù)廢污水性質(zhì)，增加特征污染物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，對(duì)于河口水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)參考《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)[4]相關(guān)要求。

2.3 溯源調(diào)查

排污口溯源調(diào)查工作即以河湖排污口為起點(diǎn)，采用自下而上、由末端向源頭追溯的方法，查明與河湖排污口關(guān)聯(lián)的排水管網(wǎng)連接關(guān)系、混錯(cuò)接點(diǎn)分布、檢查井和排水管網(wǎng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)性缺陷和功能性缺陷，最終掌握排污口污染物的具體來(lái)源，評(píng)估排水管網(wǎng)混接狀況和健康狀況。

(1)排水管網(wǎng)探測(cè)

由于與排污口關(guān)聯(lián)的排水管網(wǎng)明顯檢修井較多，主要采用人工開(kāi)井調(diào)查方式查清排水管網(wǎng)的屬性數(shù)據(jù)，包括管道類(lèi)別、管道及檢查井埋深、管徑、材質(zhì)、水流方向、管道走向等，部分管道走向不明時(shí)需要采用儀器輔助探查的方式，如管線(xiàn)探測(cè)儀適用于有壓力的金屬排水管網(wǎng)探測(cè)；地質(zhì)雷達(dá)和示蹤探頭適用于明顯檢修井被掩埋的情況。現(xiàn)場(chǎng)繪制排水管網(wǎng)電子草圖，錄入屬性數(shù)據(jù)后可直接生成管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)文件。對(duì)于無(wú)法確定是否連通的檢查井，可以采用敲擊井蓋聽(tīng)是否有回聲，水位同步測(cè)量或投放染色劑的方式進(jìn)行探測(cè)，仍有疑問(wèn)則需要借助管道潛望鏡等儀器進(jìn)行核實(shí)。通過(guò)觀察并分析主管上、下管段有無(wú)排水量損失以及支管有無(wú)排水情況，可初步判斷混接來(lái)源。

(2)排水管網(wǎng)測(cè)量

包括圖根控制測(cè)量和管線(xiàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集。武漢市連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)(WHCORS)是地區(qū)性連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，由5個(gè)連續(xù)運(yùn)行GPS基準(zhǔn)站、1個(gè)固定監(jiān)測(cè)站和系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心組成[5]?；赪HCORS的GPS RTK技術(shù)在定位上具有不需要任何基準(zhǔn)站設(shè)置、定位精度高、觀測(cè)時(shí)間短、操作簡(jiǎn)便以及全天候作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)。在衛(wèi)星信號(hào)較好的地點(diǎn)，可直接利用采集管線(xiàn)點(diǎn)的平面坐標(biāo)與高程數(shù)據(jù)；信號(hào)較差的位置，首先進(jìn)行圖根控制測(cè)量，再利用全站儀極坐標(biāo)法采集平面坐標(biāo)，三角高程法獲取高程數(shù)據(jù)。將換算完成的位置和高程數(shù)據(jù)導(dǎo)入管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，利用地下管線(xiàn)數(shù)據(jù)綜合處理軟件[6]成圖生成排污口排水管網(wǎng)圖。

(3)排水管網(wǎng)混接調(diào)查及健康狀況評(píng)估

排水管網(wǎng)混接調(diào)查主要采用實(shí)地開(kāi)井調(diào)查和儀器探查相結(jié)合的方法，查明混接位置和混接情況。由于部分混接點(diǎn)位于地下的隱蔽位置，如污水管網(wǎng)破裂、變形導(dǎo)致污水滲漏至雨水管網(wǎng)；工廠、企業(yè)私接暗管將污水排入雨水管網(wǎng)；自來(lái)水管破裂，大量的水流進(jìn)入雨水管網(wǎng)等，故僅通過(guò)開(kāi)井調(diào)查無(wú)法判斷管網(wǎng)的混接情況。

為了查明這些隱蔽混接點(diǎn)問(wèn)題，往往需要借助專(zhuān)業(yè)儀器和專(zhuān)業(yè)檢測(cè)技術(shù)，主要有管道潛望鏡檢測(cè)技術(shù)、管道閉路電視檢測(cè)技術(shù)、聲吶檢測(cè)技術(shù)等。管道內(nèi)水位滿(mǎn)足條件的情況下，宜優(yōu)先采用管道潛望鏡進(jìn)行混接點(diǎn)檢測(cè)；在管道潛望鏡無(wú)法有效查明或要求混接點(diǎn)定位準(zhǔn)確的情況下，應(yīng)采用管道閉路電視檢測(cè)；管道到水位高時(shí)，可采用聲吶檢測(cè)來(lái)判斷管內(nèi)混接情況，并確定支管連接關(guān)系。各種探測(cè)技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件(如表1所示)，因地制宜采用檢測(cè)技術(shù)，可極大地提高混接調(diào)查工作效率。

表1 常用排水管道檢測(cè)技術(shù)對(duì)比表

為了充分利用檢測(cè)資料，應(yīng)同時(shí)利用這些檢測(cè)資料評(píng)估管道健康狀況。檢測(cè)資料包括現(xiàn)場(chǎng)記錄表、影像資料等，通過(guò)專(zhuān)業(yè)人員和專(zhuān)業(yè)軟件判讀管道缺陷類(lèi)型和等級(jí)，查明管道內(nèi)部缺陷準(zhǔn)確位置，編寫(xiě)報(bào)告評(píng)估排水管道運(yùn)行質(zhì)量及功能狀況，為開(kāi)展后續(xù)管道修復(fù)、清淤、養(yǎng)護(hù)等工作提供依據(jù)。

(4)溯源調(diào)查成果圖繪制，以排污口排水管網(wǎng)圖為工作底圖，將混錯(cuò)接點(diǎn)和管道缺陷信息按照規(guī)定的圖示圖例在圖上進(jìn)行標(biāo)注，疊加形成溯源調(diào)查成果圖。

3 應(yīng)用實(shí)例

為切實(shí)落實(shí)中央巡視組反饋湖泊水質(zhì)問(wèn)題的整改要求，深入貫徹新發(fā)展理念，堅(jiān)決打好水污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，推進(jìn)河湖水環(huán)境治理，持續(xù)提升湖泊水質(zhì)，依據(jù)《武漢市河流排口排查整治工作方案》(武三清指辦〔2019〕14號(hào))文件的要求，統(tǒng)籌推進(jìn)武漢市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)(漢南區(qū))入河湖排污口排查整治工作，全面規(guī)范入河湖排污口管理，從源頭上有效管控入河湖污染物排放。以武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)(漢南區(qū))桂子湖排污口排查工作為例，桂子湖湖岸線(xiàn)長(zhǎng)度約 2.1 km，首先采用無(wú)人機(jī)航測(cè)、無(wú)人船探查技術(shù)分析辨別疑似入河排污口，然后組織人員對(duì)發(fā)現(xiàn)的疑似排污口進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)徒步排查，核實(shí)確定排污口信息，并按要求填寫(xiě)《入河湖排污口調(diào)查表》(見(jiàn)表2)。

表2 入河湖排污口調(diào)查表

本次共排查排污口24處，初步判斷污水排口4處，清水排口5處，無(wú)水流排口15處，經(jīng)檢校已知高等級(jí)控制點(diǎn)無(wú)誤后，利用基于WHCORS的GPS RTK技術(shù)直接采集排污口平面位置和高程，采用手機(jī)對(duì)排污口進(jìn)行拍照記錄，便攜式多參數(shù)水質(zhì)分析儀可在排查現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定排污口的水體指標(biāo)PH值、COD、氨氮和總磷，采用便攜式流速測(cè)算儀依據(jù)流速面積法計(jì)算晴天瞬時(shí)流量。桂子湖排污口分布情況如圖1所示。

圖1 桂子湖排污口分布“一張圖”

表2為桂子湖16#排污口的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查記錄表，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查后初步判斷該排污口通過(guò)管道連續(xù)排放生活污水，水色異常并伴隨有刺激性氣味。水體的快速采樣結(jié)果顯示該排污口的水質(zhì)指標(biāo)均不達(dá)標(biāo)，晴天時(shí)瞬時(shí)流量不高，僅為 0.2 L/s。

通過(guò)對(duì)16#排污口開(kāi)展溯源調(diào)查，共查明與該排污口關(guān)聯(lián)的排水管網(wǎng) 575 m，檢查井39座，混接點(diǎn)8處，混接水體均為通過(guò)內(nèi)部排水系統(tǒng)污水管道接入雨水管道的生活污水，依據(jù)混接管管徑確定單個(gè)混接點(diǎn)混接程度均為輕度混接(1級(jí))，混接點(diǎn)統(tǒng)計(jì)情況如表3所示。

表3 桂子湖16#排污口混接點(diǎn)統(tǒng)計(jì)表

由于與16#排污口關(guān)聯(lián)的排水管網(wǎng)內(nèi)部通視效果較好，管道內(nèi)水位小于管道直徑的20%，且管段平均長(zhǎng)度不超過(guò) 30 m，主要采用管道潛望鏡快速判定管道內(nèi)部健康狀況，共發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性缺陷2處和功能性缺陷1處，按照規(guī)定的圖示圖例[7]標(biāo)注在溯源調(diào)查成果圖上，如圖2所示。

圖2 桂子湖16#排污口溯源調(diào)查成果圖

4 結(jié) 語(yǔ)

河湖黑臭水體整治工作的關(guān)鍵在于對(duì)各類(lèi)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網(wǎng)。河湖排污口排查工作以現(xiàn)場(chǎng)排查、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、溯源調(diào)查為基礎(chǔ)，能夠掌握排污口數(shù)量和分布、污染物來(lái)源和排放情況，查明關(guān)聯(lián)排水管網(wǎng)的混錯(cuò)接狀況和健康狀況，從而制定入河湖排污口分類(lèi)整治方案，推進(jìn)入河湖排污口整治工作，有效規(guī)范和管控入河湖排污口。