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所屬欄目:城市管理論文 發布日期:2010-08-13 09:53 熱度:
摘要:通過對福州市城區內河東區水系水環境污染和生態破壞現狀及存在問題分析,基于對景觀水體生態需求和東區經濟發展及周邊環境特點基礎上,結合福州市城區內河以往整治經驗,提出截污控源、清淤疏浚、生態補水、增強水動力、保持生態流量,生態修復并重的技術路線,為內河景觀水體的綜合整治指明方向。
關鍵詞:景觀水體內河綜合整治實用技術研究
福建省省會城市福州擁有2200多年悠久歷史的文化名城;閩江福州段穿城而過,在福州城區段分叉為南港和北港,兩港中部形成南臺島(倉山區),北港北面為福州歷史中心城區(鼓樓、臺江、晉安區),南港南面為閩侯縣。福州市中心城區和南臺島內河發育良好,河網密布,歷經多次綜合整治、疏浚,河網得以進一步規范。福州市城區內河作為城市重要景觀水體和重要防洪排澇通道;福州城區內河共計83條,約210公里,其中:閩江以北區域內河54條,約97公里,形成以白馬河為主的西區水系,以晉安河為主的東區水系,以光明港為主的東區河口水系;南臺島內河規劃整治形成29條內河,約113公里。
1.0福州城區內河基本特征和分類
1.1內河水文特征概況
閩江福州段為感潮河段,潮型為半日潮,每天兩周期,每周期12小時50分。分析城區內河水文特征主要有三種特點,其一是,與閩江相連較為緊密的河段,受閩江潮汐的影響,內河潮漲潮落明顯,主要呈河口漲退潮規律運動為主;其二是,遠離閩江河口段,福州市已建成閩江引水工程,主要呈引水沖擊單向流動為主;其三是,未受到閩江引水工程作用的內河段,即“斷頭河”水流基本不流動,以城市污水為主,雨水地表徑流補充為輔。
1.2福州內河整治及水質現狀
近年來,福州市政府十分重視內河綜合整治工作,市政府投入大量的人力、物力和財力,建成內河閩江引水工程、河道清淤疏竣、拆除沿岸違章搭蓋、開辟沿河公園、擴大沿岸綠化、水面保潔管理,加強泊岸維護等一系列整治和管理措施,通過分區分片治理,內河景觀水質有較明顯改善。
中心城區整治及水質現狀:1998年8月福州市城區內河引水工程正式運行,2002年11月內河引水擴容工程竣工通水。目前,福州市內河引水工程轄有文山里泵站、新西河泵站、瓊東河泵站和五四排澇站等四個泵站和銅盤水閘、左海水閘、樹兜河水閘等十三個調控水閘。通過大腹山引水泵站及新西河引水泵站每天將有350萬立方水量進入城區內河,直接輻射到以白馬河為主的西區水系、以晉安河為主的東區水系,河道包括:晉安河、湖前河、龍峰河、屏東河、芳沁園河、華林河、茶園河、洋下河、安泰河、新西河、白馬河、大慶河、陸莊河、東西河、茶亭河等20多條河段,水體水質有了明顯改善,消除黑臭現象。其中,五四河等14條內河水質比較好,水質均達到V類標準;其余內河水質均不同程度超過V類標準,超標項目主要有氨氮、溶解氧及五日生化需氧量,老城區引水工程未能輻射到的河段,如:文藻河等20多條內河污染仍然嚴重,水質仍為劣V類,部分河段黑臭嚴重。
城市東區內河整治及水質現狀:城市東區已經形成以晉安河為主的東區水系和晉安河下游光明港為主的東區河口水系。其中:晉安河上游新店地區幾條內河、東面區域內河包括,茶園河、洋下河、鳳坂河(東郊河、化工河)等;光明港上連晉安河,與其相連的北面內河有連潘河、鳳坂河(鳳坂一支河、鳳坂二支河、后浦河)、浦東河(新安河、新厝河、淌洋河)、磨洋河、光明港一支河(光明港二支河)等。東區內河除晉安河之外,其他河道水質仍然達不到Ⅴ類水環境功能要求。分析其原因主要包括:沿岸污水未接管,大量生活污水和東南電化、耀隆化工、福興投資區等工業污水排入;其次,內河引水缺乏科學的調控系統,特別是光明港感潮的影響,漲潮時部分支河水位壅高,導致內河生態補水效益未能充分發揮;再者,洋里污水處理廠30萬噸/日尾水直接排入光明港,尾水中有機物、氨氮等排放總量超過水體承載能力,也是造成內河水體水質超過Ⅴ類水標準的重要原因。
南臺島內河整治及水質現狀狀況:南臺島內河規劃整治形成29條內河,其中,金山新區9條,總長度56.2公里,金山新區2003年開始結合新區開發實施內河綜合整治,污水接入金山污水處理廠,現大部分河道已完成綜合整治,建成金山內河引水泵站(引水流速達l5立方/秒),但由于新區開發和污水廠外管網建設尚未全面完成,部分內河污染依然嚴重;南臺島其余內河20條,總長度57公里,將結合東部新城建設規劃,按新區規劃河道走線開展綜合整治,經清淤、疏浚后,沿江河口段依靠閩江漲、落潮水動力,促進內河自身凈化;水動力條件不足的河道建設引水泵站,實現生態補水。經過綜合整治后,南臺島內河將與城市景觀相協調,與城市防洪排澇功能相協調。
2.0內河綜合整治的目標和實現的功能
福州城區內河共計83條,總長度約210公里河網交錯,近十年的整治工作表明,沒有系統的規劃難以實現綜合整治的即定目標,因而,當務之急是組織科研力量,開展福州市內河綜合整治總體規劃的編制,政府適時頒布《福州市城區內河綜合整治總體規劃》,作為城區內河綜合整治指導性文件。根據福州市內河的環境現狀,組織城市規劃、水利、環保、生態、內河管理等方面的專家開展專題研究,力爭能夠基于“城市化進程中內河水系演變及其影響研究”、“河網水動力及防洪排澇研究”、“內河生態系統保護和修復研究”、“內河水量水質綜合調控系統開發研究”、“內河綜合開發整治規劃研究”等專題研究的基礎上,提出綜合整治規劃,以實現城區內河生態景觀優美、防洪排澇過硬、開發利用到位、交通組織便利、管線布局合理、整治措施有力,實現生態景觀功能和防洪排澇功能。城區內河的綜合整治應采取全面規劃,分期分片實施的方案,內河規劃整治目標應達到地表水Ⅴ類水的標準要求。整治過程,充分考慮不同河段的水文水質和納污現狀,可參照執行福州市環保局提出的《福州市內河重點河段綜合整治階段性目標及驗收辦法》,以期內河綜合整治工作得以順利開展。
3.0內河綜合整治的技術研究
城區內河景觀水體的綜合整治,關鍵在于應當因地制宜制定內河綜合整治方案,針對內河景觀水體的水文特征和水環境污染的特點,提出切合實際的整治對策。如:處于閩江緊密相連河口段內河,重點應當考慮對陸域污染的控制和利用潮汐的水動力來促進水體水質的凈化;閩江內河引水工程覆蓋的區域,在陸域污染控制的同時,重點應充分發揮引水工程生態補水的最大環境效益;結合“斷頭河”水流基本不流動的特點,重點考慮在陸域污染實施全面截污之后,引入一定量的清潔水作為內河的生態補水保持內河的生態水位。
3.1內河綜合整治污染源控制技術研究
分析城區內河污染現狀,主要污染來自三個方面:其一是,城市污水的點源污染,包括城市居民、企事業單位、飲食服務行業排放的城市污水,內河周邊工業企業排放的工業污水,向內河傾倒垃圾等行為產生的污染;其二是,初期雨水的面源污染,特別是暴雨將城市地表垃圾等個類污染物直接沖刷進入內河;其三是,長期受污染影響產生的固形物在內河淤積成底泥,伴隨著氣溫的上升,底泥中污染物的釋放形成內源性污染。
城市污水處理廠是城市污水處理的主力軍,福州市老城區已建成西區祥坂污水處理廠,至2008年,福州市建成了處理7.5萬噸/日西區祥坂和30萬噸/日東區洋里污水處理廠,占城市污水排放量的50%以上;“十一五”期間規劃建設處理能力10萬噸/日的北區浮村污水處理廠和擴建洋里污水處理廠新增處理能力30萬噸/日,將大大減輕城區內河污染負荷。同時,應考慮未能排入城市污水處理廠的污水就地處理,達到回用水標準后匯入內河;再者,在條件成熟的區域應配套建設城市雨水處理設施。
結合福州市近幾年內河綜合整治方面的經驗和教訓,特提出控制對策建議:①實施《福州市城市內河管理辦法》,污水處理廠廠外管網已經覆蓋的區域,一切企事業單位、服務業、居民小區排放的城市污水應在規定時間內完成接管。②加快城市規劃污水處理廠和廠外管網的建設進度,十一五期間,城市生活污水處理率力爭大于80%;特別是城市東區內河受福興投資區污染影響嚴重,力爭2009年建成污水管網;其次部分老城區下水管網錯綜復雜,應采取沿河岸設置截污管措施,解決污水截污問題,杜絕污水直排內河。③加強城市污水處理廠監督管理,不斷提高城市污水廠運行率,按照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》加強對城市污水處理廠達標排放考核。④建設污水處理廠尾水綜合利用工程,尾水達到《城市污水再生利用景觀環境用水水質標準》后,作為光明港流域相關內河生態補給水。⑤城市污水管網尚未覆蓋到的片區,應采用分散就地治理的方式,將污水進行生態治理達標后匯入內河。⑥結合內河岸邊綠化帶建設,未進入污水廠的城市污水,可采用“土壤加壓滲濾凈化法”、“生態濾床凈化法”等加以處理,相關流域和水體污染控制中具體應用表明效果良好,綠化帶的建設和配套建設污水凈化設施,既能夠有效攔截初期雨水、城市垃圾對內河水體的污染和破壞,減少城市污水直排內河,又能夠提升內河的城市景觀生態功能;特別是福州城區目前尚存在10多條“斷頭河”,經處理后污水還能作為景觀生態補水。⑦鑒于目前城市雨水和居民區大部分陽臺排放的洗衣廚房等污水均直接排入內河,因而,在新區開發建設設計應將陽臺排放污水收集匯入城市污水;其次,配套建設城市初期雨水收集處理系統,有效控制內河的面源污染。⑧“體外腎透析”凈化技術提升水質,對于彎曲度和長度較小的內河,可采用“體外腎透析”凈化技術凈化水質。“腎透析”原是血液凈化的一種技術方式,其凈化原理被用在內河水質凈化方面;即在內河旁建設污水凈化系統(如:生物濾塔凈化裝置、生物膜凈化系統、生態植物凈化系統),將受污染嚴重的內河水提升,通過管道輸入凈化系統,出水再重新匯入內河,作為生態補水。
3.2保持生態水位,發揮生態補水環境效益研究
福州市已建成閩江內河引水工程,大腹山引水泵站(40立方/秒)輻射晉安河為主的東區內河、新西河引水泵站(10立方/秒)輻射白馬河為主的西區內河、金山河引水泵站(15立方/秒)輻射南臺島金山新區內河、內河引水工程投入運行后,取得明顯成效,內河實現了生態補水,同時保持一定的生態水位,水質有了明顯改善,內河的城市景觀效益明顯。為充分發揮內河生態補水的環境效益,應建立城區內河人工生態綜合調控系統,實現綜合調控,城市污水處理廠尾水經深度處理后作為生態補水,同時,根據不同河段的特點,特別是漲退潮來增強內河水體水動力,提高內河自凈化能力。
①建立福州市城區內河綜合調控決策系統,基于內河陸域污染源調查,查清污染源源強和排污口位置和準確掌握內河各河段徑流量、生態補水量,以及受閩江漲退潮影響各河段水流運動規律,在內河水體水質自凈規律研究,準確定位城區內河水生生態良性循環所應保持的生態水位和生態流量,分片區建立起適用于內河的GIS河網水流運動模型和動態水質模型,內河河口感潮河段水動力、水質動態模型;并在內河水動力模型水質模型基礎上,建立城區內河人工生態綜合調控系統。②實現內河的綜合調控,利用上述研究結果,制定內河適當河段建設水閘、雙向泵站方案和內河生態流量的調控方案;通過水閘泵站優化分配生態補水流量,同時實現閩江漲退潮與內河水位和流量之間的良性互動,在確保內河各河段生態水位,生態流量的同時,提升引水工程最佳環境效益,達到節約引水費用的目的;其次,在綜合調控決策系統的指導下,進一步優化內河綜合整治方案,指導內河陸域污染源的綜合整治和內河清淤疏浚工作;再者,優化內河防洪排澇方案,特別是提高內河汛期防洪和雨季排澇能力。
3.3城市內河水生生態系統修復技術研究
城市內河水生生態系統修復技術主要包括:河濱帶建設和生態系統修復,引入優勢微生物菌種或生物酶等提高內河自凈能力,適當放養大型水生動物,構建良性循環生態系統,水體清淤疏浚和底泥生態系統的良性恢復,提高水體復氧能力和自凈能力等幾個方面:
①河濱帶建設和生態系統修復。城區內河,應引入生態治理的理念,以恢復內河水生生態系統良性循環,借助能量交換和物質循環構建生態系統的理念,加以綜合治理。內河陸域建立河濱帶,內河兩側建設綠化公園,既可滿足居民休閑提高人居環境檔次需要,又能有效隔離城市垃圾和地面徑流直接排入河段污染環境;其次選擇適當河邊綠化帶,改造成水生植物公園,利用內河污水加強水生植物凈化水質研究成果,篩選對水質有良好凈化作用的植物,引進生物浮床技術,選擇寬闊河段在河面側懸掛植物浮床,提高水體凈化能力。在內河兩側種植垂柳和水竹等植物,固坡同時美化河岸。在內河河口地區,利用天然河道加以適當改造,建立人工濕地系統,內河河道綜合整治,應注意摒棄河底、河岸砌石頭護坡舊觀念,宜引入生態護坡整治技術加以實施。城區內河水體中黑藻初步探究結果表明:黑藻正常生長過程對水體并無大害,特別是與水葫蘆相比,生長于水下黑藻為沉水植物,不會造成水體大面積厭氧。黑藻除了為其它生物提供棲息、繁殖和庇護場所外,還可以有效地吸收水體底泥中營養物質,以及吸收降解人工合成物質和有害物質,其次,其枝、葉、根也是微生物附著體,對水生系統的生態修復有一定的正面效應,在黑藻生命周期結束之前結合冬季機械清除底泥等措施,全面清理河床,把黑藻死亡帶來的負面影響降到最低程度。個別常年缺水,以防洪排澇為主導功能的河道,建議利用河床高招成人工濕地系統,引種一些低矮草種(如:鴨跖草等),解決河道黑臭和景觀問題。
②引入優勢微生物菌種或生物酶等提高內河自凈能力。內河水生生態系統修復的重要措施是水體中微生物能發揮出良好凈化效能;加強適宜福州內河水體優勢微生物種群研究,因地制宜篩選適合福州市內河水環境特點的優勢菌種,加以選育、培養、馴化,也可考慮引入外來高效菌種加以試驗,來解決目前福州污染最嚴重的斷頭河改造問題,包括底泥中常年累積污染物的去除河內河自凈能力的提高,同時馴化培育后的富含菌種的河水引入其它未整治的河道水體,不斷推廣,從而提高內河水體自凈化能力,促進內河生態恢復良性恢復。
③適當放養大型水生動物,構建良性循環生態系統。內河水域的凈化作用通過生態系統的能量流動和物質循環來實現的,大型水生動物魚類是水域凈化的主導因素。進入水域的懸浮、膠體、溶解、沉淀有機物可被魚類和各種水生動物攝食或被細菌微生物分解為無機物,氮、磷等無機鹽類則為藻類和水生植物吸收。同時,魚類攝食各種植物,通過食物鏈將氮、磷等營養鹽類富集到魚體,通過捕撈將魚捕出,可有效地降低水域中氮、磷的含量。魚類一般含氮2.5%-3.5%、磷0.3-0.9%,在不投飼料的情況下,依靠天然動植物為飼料,在生產1kg魚,可從水域中富集約30g氮和6g的磷。城區內河中部分水體如:晉安河水質較好,可滿足水生動物對水質要求,基于對內河水體水質和現有水生動物調查的基礎上,制定水體人工放養計劃,適當搭配放養不同魚種,以利于生態系統恢復和平衡。
④水體清淤疏浚和底泥生態系統的良性恢復。水體底泥的質量是評價水體水質的一項重要指標。福州城區內河由于陸源污染的超量排入造成內河淤積,河床抬高嚴重影響水動力;其次,污染沉積又造成水體厭氧,自凈能力下降,甚至水體黑臭。城區內河疏浚主要包含兩個部份:綜合整治疏浚和正常運營過程清理疏浚。疏浚過程應注重面層富含有機污染物的泥層疏浚清理,一般采用干河疏浚,疏浚污泥應經有效沉淀處理后排放,運營期疏浚可在內河入江口,河面寬闊地段配套環保疏浚船來完成,疏浚是解決底泥污染的方法之一,但治本的方法是:減少污水垃圾排入量,通過岸線工程減少泥沙的排入量,通過種植水藻和放養大型水生動物生態手段來實現底泥的消減。
⑤提高水體復氧能力和自凈能力。天然水體的復氧自凈作用是一個復雜的過程,包括沉淀、稀釋、混合等物理過程,氧化還原、分解化合、吸附凝聚等化學和物理化學過程及生物化學過程。內河水域的凈化作用通過生態系統的能量流動和物質循環來實現。因此,綜合考慮各種物理、化學和生物技術,將其結合起來,做到因地制宜,重點恢復和提高內河水體的復氧能力和自凈能力,促成良性循環,最終真正達到生態修復的目的。
4.0研究結論
城區內河是一個城市的靈氣之所在,它不僅要有“防洪、排澇”等水利工程的一般功效,而且要日益融入城市園林景觀、生態環保等多項內容。內河水生生態系統的良性恢復,重在引進生態修復技術來提高內河自凈能力。但是,生態修復技術并非萬能的技術,陸源的污染必須依靠建設污水廠等在陸域加以處理解決,利用部分河道來處理污染,把部分河道當作污水處理廠使用,既滿足不了內河景觀和防洪排澇功能,同時亦是公眾難以接受的,勢必帶來反復投訴和堅決反對。內河治理,不黑不臭是內河整治初級目標,要實現這個階段性目標,首要問題是解決內河的水動力問題,所謂“流水不腐”,不腐即不臭,水體受污染而厭氧即黑,也是黑臭的根源;陸源污染治理根本在于在陸域采取一切手段和辦法治理污染,去除污染物,減少進入內河的污染物量;厭氧的水體,既發黑又發臭,如何創造一個好氧環境,保持一個好氧環境亦是內河綜合整治技術關鍵所在。
綜上所述,城區內河主導的兩大功能是:城市景觀功能和防洪排澇功能,城區內河綜合整治的首要目的就是實現上述兩大功能,希望城區內河綜合整治能夠在考慮防洪排澇需求的同時,通過內河水環境綜合整治,建立人工調控系統,采取生物工程措施恢復內河水生生態系統良性循環,只有這樣,才能實現內河城市景觀功能、美化環境,又能減輕閩江水體污染負荷。
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文章標題:城市景觀水體綜合整治技術研究
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