以一統(tǒng)河流域治理為例探究河道生態(tài)修復(fù)機(jī)制

胡寶旭

（中鐵第五勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

一統(tǒng)河是遼河水系一級支流，經(jīng)谷家排水站匯入遼河，排水面積69.39 km2，流經(jīng)盤山縣陳家鎮(zhèn)（郎家村、園林村）、雙臺子區(qū)統(tǒng)一鎮(zhèn)（統(tǒng)一村、后腰村、前腰村）、勝利街道（濱河社區(qū)、慶華社區(qū)）、紅旗街道（禿尾村）、遼河街道（新建社區(qū)、盛河社區(qū)、遼河社區(qū)）、雙盛街道（曙光社區(qū)、宋家村、上稍子村），一統(tǒng)河雙臺子區(qū)境內(nèi)東起西繞引水總干，南至谷家排水站，河道均寬90 m，河槽均寬41 m。河道長13.1 km。

1 工程現(xiàn)狀

1.1 一統(tǒng)河水質(zhì)現(xiàn)狀

一統(tǒng)河雙臺子區(qū)省控考核監(jiān)控斷面為中華路橋斷面，上游斷面為盤山縣的百草橋斷面，據(jù)2019—2020年上下游斷面水質(zhì)變化情況，一統(tǒng)河在2019 年1 月至5 月和2019 年10 月至2020 年2 月水質(zhì)較差，主要是COD 超標(biāo)，氨氮和總磷僅有個別一兩個月超標(biāo)。

1.2 河流污染源現(xiàn)狀

雙臺子區(qū)一統(tǒng)河上游河段處于統(tǒng)一村，河流流經(jīng)村莊農(nóng)田區(qū)，河岸均為自然堤岸，河岸兩側(cè)以農(nóng)田和養(yǎng)殖塘為主。村居民聚集區(qū)主要集中在百草河橋至305國道橋段左岸，生活廢水直排入河，對河流造成污染。下游河段進(jìn)入城區(qū)，一統(tǒng)河橋至谷家閘段左右岸各修建直立式擋土墻3.71 km。兩岸有幾個大的泵站：蓮花寺泵站、魏家泵站、城北街泵站、谷家泵站和花園小區(qū)泵站。雨季時會有部分生活污水通過雨水溢流至一統(tǒng)河內(nèi)，對一統(tǒng)河水質(zhì)造成影響。

2 河道問題分析

2.1 水環(huán)境問題

一統(tǒng)河水質(zhì)有機(jī)物含量高，水體渾濁，懸浮物及色度較高，水體微生物含量小，水體自凈能力差。河道上游農(nóng)業(yè)、生活污水直排，水質(zhì)承載壓力大，導(dǎo)致枯水期雙臺子區(qū)段水質(zhì)監(jiān)測不達(dá)標(biāo)；河道內(nèi)有散布垃圾，水生植物長期無清理，腐爛嚴(yán)重。

一統(tǒng)河周邊的農(nóng)田、村莊、企業(yè)污水隨雨污河流管道入河，污染河道水質(zhì)現(xiàn)狀，對周邊居民生活環(huán)境造成影響。

2.2 水安全問題

一統(tǒng)河河道內(nèi)淤堵嚴(yán)重，沿線生產(chǎn)生活垃圾傾倒，建筑物和農(nóng)田侵占河道；已有堤防被農(nóng)田侵占或被取土造成缺失；部分河岸被沖刷導(dǎo)致塌岸，以致河道行洪能力嚴(yán)重不足，威脅兩岸居民安全。

2.3 水生態(tài)問題

河道淤泥嚴(yán)重，淤泥深度大約1 m，城區(qū)兩岸有較大的市政泵站，因河道常年未清淤，嚴(yán)重影響河道的生態(tài)環(huán)境和自凈能力；部分河段由于內(nèi)源污染導(dǎo)致的水質(zhì)變差，河道水質(zhì)狀況不容樂觀，生態(tài)修復(fù)和生態(tài)水系建設(shè)任重道遠(yuǎn)。

2.4 水資源問題

水資源不足，水體流動性差。河道水環(huán)境質(zhì)量較差，無穩(wěn)定補水來源，河道長期處于斷流或干涸狀況。

3 工程總體方案

3.1 工程總體目標(biāo)

根據(jù)對雙臺子區(qū)河流水環(huán)境質(zhì)量及污染源情況的全面分析，制定針對性的水污染治理及生態(tài)保護(hù)措施，全面確保一統(tǒng)河河流水質(zhì)COD、氨氮、總磷指標(biāo)達(dá)到GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，大幅削減入河污染物總量，有效提升一統(tǒng)河河道環(huán)境承載力和一統(tǒng)河河流生態(tài)環(huán)境。

3.2 工程總體思路

堅持“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”，牢固樹立底線思維、問題導(dǎo)向，以深化改革為動力，加大力度推進(jìn)水利基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)以及水生態(tài)文明的建設(shè)，加大力度推進(jìn)科技創(chuàng)新和信息化建設(shè)，加大力度推進(jìn)依法治理水資源，加大力度推進(jìn)行業(yè)能力建設(shè)，加快對現(xiàn)代水利的建設(shè)步伐，進(jìn)一步提高水安全保障能力，為建設(shè)富庶、文明、幸福的現(xiàn)代化港口城市奠定堅實基礎(chǔ)。

為了改善雙臺子區(qū)遼河流域生態(tài)環(huán)境、提高河道防洪能力，本次工程結(jié)合盤錦市城市發(fā)展理念，對河道進(jìn)行綜合整治，通過將景觀工程和河道治理工程相結(jié)合，將自然科學(xué)與人文科學(xué)相融合，打造現(xiàn)代化河道景觀體系。改善一統(tǒng)河流域的生態(tài)環(huán)境，美化周邊景觀，給沿線群眾提供一個休閑的場所。

3.3 工程總體技術(shù)方案

一統(tǒng)河河道治理基本技術(shù)路線：通過河道內(nèi)源治理工程，修復(fù)河道原有泄洪斷面，保證排水暢通；通過外源污染防治工程，攔截外源污染物進(jìn)入河道，減小對河道水質(zhì)的污染；通過原位生態(tài)修復(fù)工程及措施，增強(qiáng)水體自凈能力，進(jìn)一步改善河道水質(zhì)。采用以上技術(shù)方法，綜合提高河道的防洪能力，保障區(qū)域防洪安全，增強(qiáng)河道凈水能力，改善河道水質(zhì)，兼顧改善河流生態(tài)環(huán)境。

4 工程建設(shè)方案

4.1 控源截污工程

4.1.1 沿河排口情況

一統(tǒng)河沿河共有排放口31 個，其中企事業(yè)單位排污口2 個、企事業(yè)單位雨排口2 個、市政雨洪單一排口10 個、市政雨洪混合排口4 個、污水集中處理設(shè)施排污口2 個、農(nóng)田退水口7 個及其他排口4 個。

4.1.2 沿河排口截流

遼河雙臺子區(qū)支流河系水環(huán)境綜合治理項目（一期）擬對一統(tǒng)河與雙繞河交匯口至六里河橋段、一統(tǒng)河中華路橋上游100 m至谷家閘段沿線排口進(jìn)行截流，沿河敷設(shè)截污管道收集排污口污水及初期雨水，分段就近接入市政污水管網(wǎng)。

一統(tǒng)河沿河排口中位于中華路橋斷面上游存在2個污水處理設(shè)施排口，現(xiàn)場不具備截流條件。為了保證一統(tǒng)河水環(huán)境整治效果，要求排口權(quán)屬單位華錦集團(tuán)對所屬污水處理設(shè)施進(jìn)行提標(biāo)改造，出水水質(zhì)要達(dá)到地表IV 類水排放標(biāo)準(zhǔn)。

4.1.3 農(nóng)村雨污分流

經(jīng)現(xiàn)場踏勘了解，一統(tǒng)河存在2 處典型的點源污染，即前腰村、后腰村居民產(chǎn)生的生活污水，其未經(jīng)處理通過溝渠直排進(jìn)入一統(tǒng)河，造成一統(tǒng)河河流水質(zhì)污染。針對前腰村、后腰村污水直排入河的問題，需對其進(jìn)行統(tǒng)一收集處理后達(dá)到入河標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放。

前腰村、后腰村沒有建設(shè)完善的污水排放管網(wǎng)，居民居住相對集中，地勢平坦，具備管網(wǎng)施工條件，但距離市政污水管網(wǎng)較遠(yuǎn)（2 km 范圍以外），從經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性考慮，前腰村和后腰村均不適合接入市政管網(wǎng)，可選擇采用集中式治理方式。本工程擬在前腰村、后腰村新建污水管道，污水收集后通過一體化污水處理設(shè)施處理后達(dá)到一級B 排放標(biāo)準(zhǔn)后排放入河。

4.1.4 小型污水處理站

根據(jù)前腰村、后腰村居民產(chǎn)生的污水量及村莊各自然屯的分布情況、每個屯住戶居住特點，新建一體化A2O 污水處理站13 座，處理總規(guī)模為180 m3/d，出水標(biāo)準(zhǔn)為GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B 標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 內(nèi)源清淤工程

依據(jù)推求的現(xiàn)狀水面線與現(xiàn)狀堤頂?shù)南鄬﹃P(guān)系，在確保采取局部加高堤防的前提下，通過試算確定河道典型斷面，再與相應(yīng)現(xiàn)狀河道斷面疊合，從而確定該斷面的清淤面積及范圍。

一統(tǒng)河清淤范圍為一統(tǒng)河與雙繞河交匯口至六里河橋段、一統(tǒng)河中華路橋上游100 m 至谷家閘段，總長度2 km。首先依據(jù)河道內(nèi)建筑物現(xiàn)狀的阻水或壅水程度，綜合考慮建筑物自身的功能、質(zhì)量及安全狀況，結(jié)合清淤及局部加高堤防等工程措施綜合運用，通過3種工程措施組合運用比選，確定經(jīng)濟(jì)、合理、實用的清障工程范圍。根據(jù)現(xiàn)場實地踏勘，一統(tǒng)河底泥平均深度約為0.5 m，水面寬度約為40 m，按此計算，清淤量為40 000 m3。河道清淤的污泥一般含水率較高，且鑒于本工程淤泥量較多，考慮長距離運輸會產(chǎn)生二次污染，且大大增加投資，因此本次清淤污泥暫定進(jìn)行脫水處理后，送至盤錦市垃圾填埋場進(jìn)行衛(wèi)生填埋。

4.3 堤岸防護(hù)工程

4.3.1 堤防標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)水利部門規(guī)劃，一統(tǒng)河段防洪標(biāo)準(zhǔn)為10 年一遇。

4.3.2 堤防加固工程方案比選

依據(jù)確定的河道防洪及排澇標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)水利部門判斷現(xiàn)狀河道過水?dāng)嗝娌荒軡M足防洪及排澇要求?？刹扇∫韵鹿こ檀胧孩偌痈吖痰碳鞍镀抡危虎谇逵?、清障、恢復(fù)或擴(kuò)大河道斷面，降低水面線，岸坡整治；③清淤、清障，局部加高固堤及岸坡整治。綜合考慮該河道現(xiàn)狀斷面、加高復(fù)堤征地難度及工程投資，確定以清淤、清障為主要整治措施。

4.3.3 河岸整治工程

河道岸線的整治一般包括河岸梳理、河岸修整、河岸新建、植物護(hù)坡等。一般可分為以結(jié)構(gòu)加固為主類型、以生態(tài)修復(fù)為主類型、以營造景觀為主類型、綜合類型等。

護(hù)岸設(shè)計的原則為安全性、生態(tài)化和自然化。應(yīng)根據(jù)地形及河流的生態(tài)需求和自然特點要求，一定程度上保持河道的自然流態(tài)，減少對河道的破壞。河岸整治工程的方式應(yīng)按照因地制宜、就地取材的原則，根據(jù)地形地貌的不同分布情況，通常就地取材并通過分析工程造價、對環(huán)境的影響等因素綜合比較確定。結(jié)合一統(tǒng)河水流流速較慢、水量較小的特點，本著滿足安全防護(hù)功能要求為主，生態(tài)功能為輔確定一統(tǒng)河以自然堤岸防護(hù)為主。

4.4 原位修復(fù)工程

水體流動性及溶解氧水平是確保水質(zhì)凈化措施切實可行的基礎(chǔ)，通過原位處理技術(shù)，實現(xiàn)水體流動、提高溶解氧水平，以快速達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)并維持長期穩(wěn)定。主要措施包含生態(tài)浮島、人工曝氣等。

生物基處理帶一般應(yīng)用于水源預(yù)處理，能夠形成生物膜，從而有效攔截外域污染物進(jìn)入水體，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。且設(shè)施設(shè)置于水下，不影響河道景觀。

一統(tǒng)河中華路橋上游100 m 至谷家閘段采用生態(tài)浮島和人工曝氣2 種處理技術(shù)實現(xiàn)水體流動，提高溶解氧水平，以快速達(dá)到水質(zhì)目標(biāo)并維持長期穩(wěn)定。

考慮到中華路橋的景觀效果，在中華路橋斷面上下游各100 m范圍內(nèi)布置生態(tài)浮島及潛水型曝氣噴泉。其余水面設(shè)置普通增氧曝氣設(shè)備以確保達(dá)到水質(zhì)凈化目標(biāo)的前提下減小工程投資。

4.5 生態(tài)緩沖帶工程

4.5.1 生態(tài)緩沖帶建設(shè)

生態(tài)緩沖帶為地勢較為平緩的植被區(qū)，通過土壤的下滲作用以及植物適當(dāng)減緩地表徑流流速，并在此過程中去除污染物。通常情況下很窄的生態(tài)緩沖帶就能去除數(shù)量相當(dāng)可觀的污染物。

4.5.2 生態(tài)環(huán)境營造

結(jié)合盤錦市谷家濕地優(yōu)勢物種群篩選動、植物群落，通過陸生植物、挺水植物、沉水植物的豐富，形成完整食物鏈，構(gòu)建健康的生態(tài)系統(tǒng)。

4.6 智慧管理工程

4.6.1 水質(zhì)自動檢測站

水質(zhì)自動監(jiān)測站作為河道智慧管理的重中之重。根據(jù)工藝流程，水質(zhì)自動檢測站的設(shè)置應(yīng)滿足SL 219—2013《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》中的采樣點布設(shè)要求。

水質(zhì)自動檢測指標(biāo)一般包括水溫、河流pH 值、河流溶解氧、六合電導(dǎo)率、河流濁度、河流化學(xué)需氧量、河流總氮、河流氨氮、河流總磷等。相關(guān)監(jiān)測單元的分析方法應(yīng)符合國家或行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的有效方法。監(jiān)測儀器具有基本參數(shù)儲存、自動清洗與標(biāo)定、狀態(tài)值查詢、故障報警及故障診斷、斷電保護(hù)和自動恢復(fù)、自動連續(xù)或間歇監(jiān)測、密封防護(hù)和抗電磁干擾等功能。

4.6.2 沿岸視頻全覆蓋

為提高現(xiàn)場檢查的針對性和時效性，節(jié)約執(zhí)法人力資源和成本，便于掌握濕地全域動態(tài)，設(shè)置沿岸視頻全覆蓋系統(tǒng)。

將室外型高清球型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)作為視頻監(jiān)控終端，配置高性能多媒體處理器、存儲卡，支持多種視頻、音頻編碼協(xié)議，攝像機(jī)集視頻采集、圖像處理、視頻傳輸、視頻存儲、視頻管理功能于一體。

4.6.3 移動數(shù)據(jù)采集終端

移動數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備接入水質(zhì)自動檢測站及戶外攝像機(jī)實時數(shù)據(jù)，通過4G（5G）移動網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)或有線網(wǎng)絡(luò)傳輸至谷家濕地水質(zhì)監(jiān)測中心軟件平臺。數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備采集精度需符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，并具有斷電自動保護(hù)歷史數(shù)據(jù)和參數(shù)設(shè)置的功能。采集控制單元應(yīng)具備數(shù)據(jù)存儲能力，并具有一定數(shù)量的備用控制點和可擴(kuò)展性。輸出傳輸單元應(yīng)支持通過有線、無線等多種方式與局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)連接，具備對子站通信鏈路的自動診斷功能；需采用具有校驗功能的通信協(xié)議和必要的加密手段，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p>

監(jiān)測中心軟件平臺基于水環(huán)境功能區(qū)劃、水質(zhì)、污染源、水文、污染通量等數(shù)據(jù)，匯總水環(huán)境現(xiàn)狀、水環(huán)境管控目標(biāo)、水環(huán)境容量、入河排污口、水污染排放清單、水污染溯源及貢獻(xiàn)率，建立動態(tài)可視化綜合管理統(tǒng)一門戶，滿足不同用戶的不同查詢需求和分析需求。

5 結(jié)論

為恢復(fù)一統(tǒng)河原生態(tài)河道風(fēng)貌，保障一統(tǒng)河水安全，提升水環(huán)境質(zhì)量，采用外源污染治理、內(nèi)源污染治理、原位生態(tài)修復(fù)等工程措施十分必要。研究認(rèn)為，實施這一系列工程措施對于提升防洪排澇功能、改善河道水環(huán)境質(zhì)量、改善景觀品質(zhì)非常有用，也是可行的。另外，對一統(tǒng)河河道日常管理十分重要，需要建立相應(yīng)的運行維護(hù)管理制度、定期監(jiān)測制度、水量管理制度及生態(tài)管理制度，保證工程投入的運行效果[1]。