黑水河河道水环境生态治理措施分析

2021-07-15 07:31尚真宇
水利技术监督 2021年6期
关键词:水区增氧增氧机

尚真宇

(辽宁省河库管理服务中心(辽宁省水文局),辽宁 沈阳 110003)

当前随着环境保护观念的深入人心,水生态环境修复也成为河道治理工程的重要组成部分。而且由于城镇规模的不断发展,很多郊外河道逐渐演变为城区内河,面临的污染源显著增多,导致水体发臭,给周边居民的生活带来较大影响。

1 工程概况

黑水河全长约63km,其中在绥中县内段长约40km,汊流发育,形成辫状水系,流经多个城镇乡村,年均输水量1.096亿m3。本项目治理河段经盘岭、葛家、上坎子、广裕店、木掀沟、平台子村止,总长度11.6km,主要任务包括河道水生态治理和流域附近城镇“海绵功能”建设。

2 黑水河河道水环境治理

2.1 河道水质现状分析

通过实地调查,共选取了5处代表区域水样进行水质评价(为保证检测结果准确,每个区域水样设计为5个),主要评价指标以及检测结果详见表1[1]。

由表1数据可知:①整个项目河段水质总体呈Ⅴ类标准,水质很差,水体富营养化严重;②由葛家村到上坎子村,水质明显变差,而且水体偏酸性,分析原因是两岸居民区距离河道很近,生活污水排放量较大[2];③从上坎子村到最终的平台子村,水质慢慢变好,说明河道具有一定的生态自净能力;④通过实地调查发现部分河段水流较快,导致自净能力差[3]。

表1 水样水质检测结果数据 单位:mg/L

2.2 水环境生态治理措施

目前,针对水体富营养化治理措施较多,包括:化学措施、增氧曝气、微生物技术、生物措施等,各个措施的优缺点及费用对比详见表2[4]。

表2 水环境生态治理措施对比分析

一般仅通过一种措施很难达到水质净化的效果,因此本项目设计采用“增氧曝气+生物措施”相结合的方式,其中增氧曝气是核心技术[5]。

2.2.1增氧曝气装置比选分析

目前常见的增氧曝气装置包含三类:叶轮式增氧机、微孔增氧机、微纳米气泡增氧机,这三类装置的技术参数、优缺点对比见表3。

表3 增氧曝气装置比选分析

通过对比,本项目设计选取微纳米气泡增氧机作为曝气装置,具体生态治理组合为“微纳米气泡增氧机+投加絮凝剂+天然、仿生人工水草”[6]。

2.2.2治理效果分析

本项目于7月中旬开始实施,期间每隔15d对水质进行一次检测,一直持续到10月底。项目河段内5处取样点的水样中化学需氧量(CODCr)、氨氮量变化曲线分别如图1—2所示[7]。

由图1—2可知:①项目河段水体中化学需氧量(CODCr)和氨氮量总体均呈现较大幅度降低,说明水质向好的方向转变明显;②截止到10月底,河水中化学需氧量(CODCr)测量值基本在15~35mg/L范围,基本能够达到Ⅲ类水质;③截止到10月底,河水中氨氮量测量值基本在2~3mg/L,虽然还是Ⅴ类水级别,但是已经相对于处理前有明显改善[4]。

图1 各取样点水样中化学需氧量(CODCr)变化曲线

总体而言:通过采用“增氧曝气+生物措施”相结合的水生态环境治理方式,显著净化了水体,河水不再有气味,且水体中存在了大量鱼虾等动物。

图2 各取样点水样中氨氮量变化曲线

3 黑水河流域滨水区和非滨水区治理

除了对河道水质进行直接人工干预外,还需要对流域滨水区和非滨水区进行治理,防止污染河水水质、破坏河道生态环境。

3.1 黑水河流域滨水区治理

针对滨水区,主要就是对河岸护坡进行治理,原状护坡多为自然土坡,冲蚀现象严重,且很多地方无河堤,通洪能力不足,无法有效保护两岸耕地。通过参考其他工程经验,本项目河段设计采取浆砌石生态护坡形式,可有效阻挡雨水中的泥石进入河中,坡脚设计为格宾网石笼,如图3所示[8],由于施工技术简单、成熟,在此不再详述。

图3 新建河道护坡结构示意图

3.2 黑水河流域非滨水区治理

非滨水区建设是构建河道良性生态体系的重要一环,其主要目的是降低雨水对河道水质的影响程度,充分利用地层自虑能力,提高入河水质量。技术理念参照“海绵城市”建设,通过“渗、滞、蓄、净”等手段,将生态理念融入城镇建设中[9]。

3.2.1大面积打造透水铺装带

黑水河流域附近城镇规模在不断扩大,使原来的自然土面被改造成不透水人工地面,无法吸收一部分降水,水流强度大,汇聚后容易将污染物一并带入河水中[10]。透水铺装可入渗一部分雨水,降低汇聚速度和强度。具体措施可在城镇、村落道路建设时积极应用透水砖、透水水泥、透水沥青等[11],具体结构如图4所示。

图4 透水铺装示意图

3.2.2打造雨水滞、蓄工程

(1)建设雨水花园,既可当做居民休闲中心,又可滞蓄雨水。设计建在城镇与河道之间位置,本项目共设计5处,每处面积在2500~3000m2。在设计时应注意蓄水层选取的土壤的渗透性与植被耐水性应对应,具体结构如图5所示[12]。

图5 雨水花园结构示意图

(2)建设渗透塘,充分利用郊外洼地,汇聚雨水来补充地下水且可削减洪峰流量,此外,利用地层过滤作用来净化雨水[13]。本项目共设计3处渗透塘,分布在上坎子、广裕店、木掀沟,每处面积均在1500m2左右,深度在3.0~4.0m,具体结构如图6所示[14]。

图6 渗透塘结构示意图

(3)打造植被缓冲带,作为拦截雨水汇流的重要措施,本项目主要在城镇居民区流域内建设了共计5.2km,而且兼顾了沿河景观建设,具体结构如图7所示[15]。

图7 植被缓冲带结构示意图

4 结语

河道水环境生态治理工程是一个综合性工程,必须对整个体系进行合理配置。本项目立足于黑水河流域实际情况,制定了河水水质改善措施以及流域范围内其他人工干预工程,通过检测发现水质得到了极大改善,说明工程取得了很好的效果,可以给其他类似工程提供参考经验。同时,河道生态治理具有明显的地区性,工程效果会因为污染因子、污染原因不同而存在地区差异。

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