流域/河道水環境綜合治理(lǐ)解決方案

一、背景

      我國(guó)開展生态環境治理(lǐ)十多(duō)年來，以污染減排為(wèi)抓手，以改善環境質(zhì)量、保護群衆健康為(wèi)根本出發點，重點實施“污染物(wù)減排、水環境保護、大氣環境保護、固廢污染防治、噪聲污染防治、土壤、重金屬與輻射污染防治、農村環境保護、生态環境保護、生态文(wén)化和環保能(néng)力建設”九大類項目，不斷加強環保能(néng)力建設。

      在水環境治理(lǐ)方面，從初期的控制污染物(wù)排放總量、重金屬污染，再到2015年出台“水十條”，加強城鄉配套管網建設；2017年水治理(lǐ)各細分(fēn)領域規定逐步出台，加快農村環境綜合治理(lǐ)；2019開始，全面消除黑臭水體(tǐ)；2022年，推進美麗河湖(hú)保護建設，要求水資源、水生态、水環境協同治理(lǐ)，統籌推進；2024年，要求加快完善生态環境治理(lǐ)體(tǐ)系，對水環境治理(lǐ)提出了更高的要求。

二、水環境問題

      2022年開始，我國(guó)推進美麗河湖(hú)保護建設，水資源、水生态、水環境協同治理(lǐ)、統籌推進成為(wèi)生态文(wén)明建設的主要目标。但是我國(guó)水生态環境還存在以下核心問題：

1.水體(tǐ)自淨能(néng)力不足。北方污染負荷明顯高于南方，國(guó)、省、市控斷面水質(zhì)超标；南方水系坑塘、河流交錯，部分(fēn)水系割裂，流動性差，需要因地制宜，一河一策、綜合施策、标本兼治。

2.水源地污染隐患。大量化工(gōng)企業臨水而建，風險企業距離飲用(yòng)水水源地較近或與飲用(yòng)水源地有(yǒu)水力聯系，對居民(mín)生活健康造成隐患。

3.污水廠尾水排放受限。目前我國(guó)污水廠整體(tǐ)能(néng)耗較高，但出水标準難以達到河、湖(hú)排放要求，提升河湖(hú)水體(tǐ)自淨能(néng)力迫在眉睫。

4.雨水溢流及農業污染。瞬時暴雨超出污水處理(lǐ)廠處理(lǐ)量、被迫溢流口排放的低污染物(wù)濃度污水造成周邊水體(tǐ)環境破壞。

5.排污口規範化建設。目前某些流域排污口管理(lǐ)的長(cháng)效監督機制尚不完善，排污口的信息化建設覆蓋度低，急需對重點流域幹、支流、湖(hú)泊排污口的規範化建設。

三、方案描述

2.1尾水濕地技(jì )術

2.1.1人工(gōng)濕地簡介

      人工(gōng)濕地：指模拟自然濕地的結構和功能(néng)，人為(wèi)地将低污染水投配到由填料（含土壤）與水生植物(wù)、動物(wù)和微生物(wù)組成的獨特生态系統中(zhōng)，通過物(wù)理(lǐ)、化學(xué)和生物(wù)等協同作(zuò)用(yòng)使水質(zhì)得到改善的工(gōng)程。或利用(yòng)河流地、窪地和綠化用(yòng)地等，通過優化集布水等強化措施改造的近自然系統，實現水質(zhì)淨化功能(néng)提升和生态提質(zhì)。（引用(yòng)《人工(gōng)濕地水質(zhì)淨化技(jì )術指南》）

2.1.2人工(gōng)濕地特點

      天然濕地是處于水陸交接相的複雜生态系統，而人工(gōng)濕地則是為(wèi)處理(lǐ)污水而人為(wèi)設計建造的、工(gōng)程化的濕地系統，是近些年出現的一種新(xīn)型水處理(lǐ)技(jì )術，其主要特點是：

1）去除污染物(wù)的範圍較為(wèi)廣泛，包括有(yǒu)機物(wù)、氮、磷、懸浮物(wù)、微量元素、病原體(tǐ)等，其淨化機理(lǐ)十分(fēn)複雜，綜合了物(wù)理(lǐ)、化學(xué)和生物(wù)的三種作(zuò)用(yòng)；

2）通過發達的植物(wù)根系及填料表面生長(cháng)的生物(wù)膜的淨化作(zuò)用(yòng)、填料床體(tǐ)的截留及植物(wù)對營養物(wù)質(zhì)的吸收作(zuò)用(yòng)，從而實現對水體(tǐ)的淨化；

3）人工(gōng)濕地對有(yǒu)機物(wù)有(yǒu)較強的處理(lǐ)能(néng)力，不溶性有(yǒu)機物(wù)通過濕地的沉澱、過濾可(kě)以很(hěn)快從廢水中(zhōng)截流下來，被微生物(wù)加以利用(yòng)；

4）可(kě)溶性有(yǒu)機物(wù)則可(kě)通過微生物(wù)的吸附及微生物(wù)的代謝(xiè)過程被去除。廢水中(zhōng)大部分(fēn)有(yǒu)機物(wù)的最終歸宿是被異養微生物(wù)轉化為(wèi)微生物(wù)細胞及CO2和H2O；

5）廢水中(zhōng)氮主要通過植物(wù)吸收和微生物(wù)的硝化反硝化作(zuò)用(yòng)被去除，其中(zhōng)植物(wù)吸收隻去除了污水中(zhōng)小(xiǎo)部分(fēn)的氮，而污水中(zhōng)氮的去除主要是通過微生物(wù)的硝化、反硝化作(zuò)用(yòng)來完成的。人工(gōng)濕地比傳統活性污泥處理(lǐ)系統（一般無法完成反硝化作(zuò)用(yòng)）具(jù)有(yǒu)更強的氮的處理(lǐ)能(néng)力，比A/A/O系統則節省許多(duō)基建和運行費用(yòng)；

2.1.3按功能(néng)分(fēn)類

表流人工(gōng)濕地示意圖（來源于河湖(hú)生态緩沖帶保護修複技(jì )術指南）

水平潛流人工(gōng)濕地示意圖（來源于河湖(hú)生态緩沖帶保護修複技(jì )術指南）

水平潛流人工(gōng)濕地示意圖（來源于河湖(hú)生态緩沖帶保護修複技(jì )術指南）

2.1.4适用(yòng)水體(tǐ)

（1）達标排放的污水處理(lǐ)廠出水

（2）微污染河水：指受到污染，主要水質(zhì)指标低于GB3838中(zhōng)Ⅳ類水質(zhì)标準，但不差于水污染排放标準的河水。

（3）農田退水

（4）其他(tā)低污染水：指達标排放的污水處理(lǐ)廠出水、微污染河水、農田退水等類似性質(zhì)的水。

2.2流域/河道生态修複措施

2.2.1河湖(hú)生态緩沖帶簡介

      生态緩沖帶：指陸地生态系統與河湖(hú)水域生态系統之間的連接帶和過渡區(qū)，包括從河湖(hú)多(duō)年平均最低水位線(xiàn)向陸域延伸一定距離的空間範圍，其主要功能(néng)是隔離人為(wèi)幹擾對河湖(hú)負面影響、保護河湖(hú)生物(wù)多(duō)樣性、減少面源污染。

      技(jì )術路線(xiàn)：包括工(gōng)作(zuò)準備、河湖(hú)岸帶分(fēn)類、緩沖帶範圍确定、保護修複技(jì )術措施、維護與監測評價等。

      緩沖帶結構：河湖(hú)生态緩沖帶由水位變幅區(qū)和陸域緩沖區(qū)兩部分(fēn)構成。水位變幅區(qū)是多(duō)年平均最低水位線(xiàn)和多(duō)年平均最高水位線(xiàn)之間的區(qū)域；陸域緩沖區(qū)是由多(duō)年平均最高水位線(xiàn)向陸域延伸一定範圍的岸帶空間，具(jù)體(tǐ)寬度根據河湖(hú)岸帶類型确定。

（來源于河湖(hú)生态緩沖帶保護修複技(jì )術指南）

      緩沖帶修複要點及措施：生态修複型緩沖帶，根據河流與河岸帶現狀問題，首先應去除幹擾。對于農田、養殖塘等侵占岸線(xiàn)情況，應按确定的緩沖帶範圍有(yǒu)序退出，其他(tā)土地利用(yòng)類型應根據實際情況盡量降低人為(wèi)幹擾對河流生态緩沖帶生态功能(néng)的影響。進而按照河流生态緩沖帶空間結構，從河流多(duō)年平均最低水位線(xiàn)至陸域範圍實施生态修複，分(fēn)區(qū)域可(kě)采用(yòng)的修複措施主要包括：

（1）水位變幅區(qū)生态修複，範圍為(wèi)河流多(duō)年平均最高、最低水位線(xiàn)之間區(qū)域，主要修複措施包括基底修複、水生植物(wù)群落修複與生境營造；

（2）陸域緩沖區(qū)生态修複，範圍為(wèi)河流多(duō)年平均最高水位線(xiàn)以上陸域區(qū)域，主要修複措施包括基底修複、陸域植物(wù)群落構建與物(wù)種配置。

      另外，對有(yǒu)護岸需求的河岸帶，應選擇生态型護岸。

      緩沖帶功能(néng)強化措施，主要包括濕地、生态攔截溝、綠籬隔離帶、下凹式綠地、生态塘及生物(wù)滞留帶等措施或組合技(jì )術措施，達到攔截初期雨水及阻控面源污染物(wù)的功能(néng)，提高緩沖帶水質(zhì)淨化效果。

2.2.2生态攔截溝

      生态攔截溝一般指種有(yǒu)植被的地表溝渠，用(yòng)于攔截降雨後初期徑流污染。生态溝渠建設應綜合考慮區(qū)域特性、經濟發展水平、氣象水文(wén)條件、土壤地形、地下水埋深及種養結構等方面的實際情況。

      生态攔截溝的建設鼓勵利用(yòng)原有(yǒu)排水溝渠進行改造和提升，适用(yòng)于城市濱河道路兩側、公(gōng)園綠地等區(qū)域，作(zuò)為(wèi)生物(wù)滞留設施、濕塘等低影響開發設施的預處理(lǐ)設施，銜接河流、綠地和城市雨水管渠系統等。也可(kě)作(zuò)為(wèi)雨水後續處理(lǐ)的預處理(lǐ)措施，與其他(tā)徑流污染控制措施（滲透設施、生物(wù)滞留帶等）聯合使用(yòng)，與不透水區(qū)域或其他(tā)處置措施自然連接。

      生态攔截溝适用(yòng)于小(xiǎo)流量徑流，設計降雨量一般為(wèi) 8 mm~10 mm。停留時間一般不小(xiǎo)于 9 min，植物(wù)高度一般為(wèi) 100 mm~150 mm。根據土壤類型，其最大流速不能(néng)超過 0.8 m/s，流速過大将沖倒植被并降低過濾性能(néng)。當淺溝有(yǒu)滲透設計時，要求最高地下水位至少 1 m。生态攔截溝斷面常見形式有(yǒu)三角形、梯形和抛物(wù)線(xiàn)形。

（來源于河湖(hú)生态緩沖帶保護修複技(jì )術指南）

（來源于河湖(hú)生态緩沖帶保護修複技(jì )術指南）

2.2.3綠籬隔離帶

      城鎮型河流生态緩沖帶外圍人類活動頻繁，影響緩沖帶生态功能(néng)，宜采用(yòng)隔離性較好的綠籬植被。植被主要由小(xiǎo)灌木(mù)構成，高度在 1.2 m~1.6 m，可(kě)降低人為(wèi)活動幹擾，并可(kě)在适當位置開缺，方便居民(mín)和遊人休閑活動。

      村落型河流生态緩沖帶外圍受人類和牲畜活動影響，宜采用(yòng)結構比較穩定、隔離性能(néng)較好的綠籬植被，植被主要由灌木(mù)或小(xiǎo)喬木(mù)密植構成。

（來源于河湖(hú)生态緩沖帶保護修複技(jì )術指南）

2.2.4下凹式綠地

      下凹式綠地是一種高程低于周圍路面或地面标高、可(kě)積蓄下滲自身和周邊雨水徑流的綠地，利用(yòng)開放空間承接和貯存雨水，達到減少徑流外排的作(zuò)用(yòng)。與植被淺溝的“線(xiàn)狀” 相比，下凹式綠地能(néng)夠承接更多(duō)的雨水，并且能(néng)夠增加綠地的土壤肥力。下凹式綠地内部植物(wù)多(duō)以本土草(cǎo)本為(wèi)主，通過植物(wù)和土壤的物(wù)理(lǐ)、化學(xué)和生物(wù)作(zuò)用(yòng)淨化雨水徑流，起到削減徑流污染物(wù)及調節徑流和滞洪的作(zuò)用(yòng)。

（來源于河湖(hú)生态緩沖帶保護修複技(jì )術指南）

2.2.5生态塘

      生态塘是一種利用(yòng)自然淨化能(néng)力處理(lǐ)低污染水的生物(wù)處理(lǐ)設施，其對污水的淨化過程與自然水體(tǐ)的自淨過程相似。生态塘可(kě)利用(yòng)天然的坑、塘、退出或廢棄魚塘、窪地等進行适當的人工(gōng)修整，并設置圍堤和防滲層，在塘中(zhōng)種植水生植物(wù)，投放魚類、蟹類、貝類、螺類等土著水生動物(wù)，強化水生生物(wù)多(duō)樣性，形成良性循環的水生态自淨系統。通過淨化塘中(zhōng)多(duō)條食物(wù)鏈對物(wù)質(zhì)和能(néng)量的遷移、傳遞和轉化，将污水中(zhōng)的有(yǒu)機污染物(wù)進行降解和轉化。

（來源于河湖(hú)生态緩沖帶保護修複技(jì )術指南）

2.2.6生物(wù)滞留帶

      生物(wù)滞留帶是一種具(jù)有(yǒu)地表徑流滞蓄、淨化作(zuò)用(yòng)的仿自然生态處置技(jì )術，主要由預處理(lǐ)設施、進口設施、蓄水層、植物(wù)、樹皮覆蓋層、種植土和填料層、礫石排水和溢流設施組成。通過填料、土壤、微生物(wù)和植物(wù)等物(wù)理(lǐ)、化學(xué)和生物(wù)作(zuò)用(yòng)處置雨水，利用(yòng)植物(wù)截留和土壤滲濾淨化雨水，有(yǒu)效減少徑流中(zhōng)的懸浮固體(tǐ)顆粒和有(yǒu)機污染物(wù)，達到降低雨水徑流的流速、削減洪峰流量、減少雨水外排等作(zuò)用(yòng)。

（來源于河湖(hú)生态緩沖帶保護修複技(jì )術指南）

2.2.7生态浮島與曝氣增氧設施

      生态浮島技(jì )術：生态浮島技(jì )術，是指通過載體(tǐ)将水生植物(wù)栽培在自然水域的水面，不需要泥土的營養，利用(yòng)植物(wù)根系及微生物(wù)作(zuò)用(yòng)去除水體(tǐ)中(zhōng)的N、P、有(yǒu)機物(wù)等污染物(wù)質(zhì)，達到水質(zhì)淨化、營造景觀甚至收獲産(chǎn)量的效果。

生态浮島常見固定方式（來源：梁和國(guó), 等. 人工(gōng)生态浮島技(jì )術在富營養化河湖(hú)中(zhōng)的應用(yòng)）

選取原則：

      1、适應性強

所選植物(wù)應能(néng)承受污染水體(tǐ)中(zhōng)高濃度的營養鹽，同時能(néng)很(hěn)好的應對當地的溫度、濕度等季節變化，同等條件下，首選本地物(wù)種。

      2、淨化能(néng)力強

優先考慮植物(wù)對N、P的去除效果，并且具(jù)有(yǒu)良好的體(tǐ)内富集能(néng)力；同時，在富營養程度較低的水體(tǐ)中(zhōng)，也應考慮水體(tǐ)中(zhōng)N、P含量能(néng)否滿足植物(wù)正常生長(cháng)的需要。

      3、根系發達

龐大的根系可(kě)以增加水體(tǐ)DO含量，成為(wèi)各種微生物(wù)栖息的場所，承載着活躍的生物(wù)群體(tǐ)，淨化水質(zhì)的同時，還能(néng)将粘附水中(zhōng)懸浮顆粒等，提高水體(tǐ)的透明度。

      4、可(kě)操作(zuò)性

所選植物(wù)應具(jù)備一定的物(wù)種優勢，栽培簡單，易于成活，抗逆性強，并且具(jù)備一定的經濟價值，同時協調周圍的景觀環境，營造水上景觀。

      5、多(duō)物(wù)種搭配

多(duō)種植物(wù)配合有(yǒu)利于植物(wù)物(wù)種之間的優勢互補，實際配置過程中(zhōng)要依據不同季相、不同品種，使不同生長(cháng)期能(néng)夠相互銜接，始終保持浮島較高的淨化效果，并且形成層次多(duō)樣的常綠水景。

      6、無害性

所選植物(wù)應注意物(wù)種安(ān)全，避免外來物(wù)種入侵。

      曝氣機：利用(yòng)電(diàn)機驅動水體(tǐ)上揚，與空氣發生充分(fēn)接觸後再次進入水體(tǐ)，使水體(tǐ)實現縱向循環，達到增氧和淨化水質(zhì)效果，常在河道、湖(hú)泊中(zhōng)應用(yòng)。

      曝氣機作(zuò)用(yòng)和特點：

（1）增強環境自淨能(néng)力：底部水體(tǐ)在溫度提升和溶解氧增加情況下，對底部沉積的動物(wù)排洩物(wù)、有(yǒu)機淤泥和腐爛藻類等有(yǒu)害物(wù)質(zhì)進行分(fēn)解，改善底質(zhì)，激活底泥生态功能(néng)，提高水體(tǐ)自淨能(néng)力。

（2）強力循環制造活水：活水是湖(hú)泊第二次生命，解層曝氣形成強大的主水流和感應流，能(néng)有(yǒu)效打破溫躍層形成的自然滞水帶，使整個水體(tǐ)形成循環活水流。

（3）污染物(wù)資源化利用(yòng)：表層水體(tǐ)中(zhōng)高濃度的藻類，轉移到水體(tǐ)底層後部分(fēn)成為(wèi)魚類、貝類的餌料。

（4）提高觀感改善生态：短期内降低生化需氧量（BOD)，減少水中(zhōng)固體(tǐ)懸浮物(wù)（TSS)，提高水體(tǐ)能(néng)見度，去除異味和降解水體(tǐ)底部淤泥。同時可(kě)防止魚類季節性死亡并抑制有(yǒu)害水生雜草(cǎo)生長(cháng)。