水污染的现状以及防治措施(多措并举提升水环境质量｜城市内河生态环境治理规划及措施研究)

Posted 2023-05-30

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水污染的现状以及防治措施(多措并举提升水环境质量｜城市内河生态环境治理规划及措施研究)

引用格式：夏祖伟,杨平,朱勍,等.城市内河生态环境治理规划及措施研究[J].人民黄河,2020,42(10):81-85,91.

作者简介：夏祖伟（1972—），男，河南淮阳人，高级工程师，主要从事水利工程规划勘测设计研究工作

摘要：城市河湖生态环境直接影响居民生活质量和身心健康，为弥补传统河湖治理理念和方式在河湖系统性规划治理上的不足，以项城市内河综合整治工程为例，针对研究区河道在防洪除涝、截污控污等方面存在的问题，在研究区水文条件、工程地质条件分析的基础上，根据研究区河道现状及其功能特点将其划分为尚活绿源、长虹雅滨、南城新岸、铁路记忆和枯河慧水5 段，并给出了具体的防洪除涝、截污控污、河道清淤疏浚、水系连通规划、水空间及景观规划方案，将城市河道防洪除涝、水环境治理、滨水空间景观设计以及生态修复等有机融合在一起，使项城市滨河地带规划、开发与建设既满足城市防洪保安需求，又满足河道生态景观要求。

关键词：城市河道；生态水系；防洪除涝；景观设计；生态修复；项城市

河湖水系是水资源的重要载体，是自然生态系统的重要组成部分。近年来，随着社会经济建设的迅速发展，水环境不可避免地受到不同程度的破坏，城市河湖水体污染和环境恶化更为明显，直接影响城市居民的生活质量和身心健康。在河湖治理方面，传统的治理理念和方式很难满足当下生态文明建设的需求，缺乏对河湖结构、功能、生态等整个系统的分析和统一规划。

推进河道生态环境综合整治，提升河道自然生态环境质量及承载能力，促进人水和谐相处，是新时期治水思路的重要体现。治理和修复河湖水生态系统，是保障当前城市社会经济健康发展的重点，也是创建生态文明城市的关键。健康的河湖治理应以实现人水和谐与社会经济可持续发展为目标，以优化水资源配置、构建生态滨水空间、营造宜人亲水景观、提升周边人居环境、实现资源循环利用和城市经济可持续发展为主要任务，应从河湖水系的组成结构类型、社会服务功能、自然生态系统等方面统筹治理，进一步完善内河河网、水系、水源和河湖功能，增加城市水域面积。

项城市内河综合整治是落实新时代治水方针和河南省 “四水同治” 治水新思路的重要举措，是解决新老水相互交织和水与城市和谐相处的重要途径，项目实施将改善周边生态环境，并为整个城市发展创造有利条件。

1 工程概况及河道存在的主要问题

●1.1 工程概况

项城市位于河南省东南部，居黄河冲积平原南部，淮河主要支流沙颍河中游，处于中原城市群向东南对接长三角的通道上，河南、安徽两省交界处，具有 “公铁水一体化” 的便利交通条件，是豫东南人流、物流、资金流、信息流的交汇点，具有承东启西的区位优势。

项城市内河综合整治工程以现有的自然河湖水系、调蓄工程和引排工程为依托，努力构建 “ 格局合理、功能完备、蓄泄兼筹、引排得当、多源互补、丰枯调剂、水流通畅、环境优美” 的河湖连通体系［1］，解决 “城市临水、城区缺水” 的水资源现状，再现 “因水而兴、因水而商” 的城市繁荣景象，全面构建以水资源可持续利用为支撑，经济社会可持续良性发展的新格局。工程总体分为城区北段的引水工程和城区南段的连通工程两部分，整治河道共计11 条，治理长度30.60 km，其中敷设引水管道3.08 km，河道综合整治长27.52 km。根据自然地势、现状水位、下垫面情况以及雨水管网的设置等，综合考虑设计河道纵横断面形式及高程等，增加河道滞蓄容量，缓解城市内涝。通过新建引水工程将紧邻主城区的沙颍河水引入城区，贯通水系，形成城市水系微循环圈，使城市因水而灵动，改善城市生态环境，增加亲水空间，满足城市景观和市民休闲娱乐的需求，提升城市整体品质和形象。营造良好的生态水系景观结构，进而合理组织城市空间功能，优化城市用地结构，提升城市用地价值和竞争力。

●1.2 河道存在的问题

（1）防洪除涝。研究区大部分河道淤积较为严重，排水沟、输水暗渠淤塞，局部因违建及废弃物堆放侵占河道，挤占河道空间，河道断面窄，不利于排涝，河流水系连通性差，加之上游水量偏少且无固定水源，大部分河段水体流动性差。大部分河道未进行系统整治，易堵塞，从而导致排水不畅，雨季时因排水系统不完善而造成城区内易积水。如作为城区主要外排河道的枯河，部分穿村河段两岸违建及废弃物堆放挤占河道现象较为严重，影响河道正常行洪。

（2）截污控污。研究区市政管网年久失修，老城区排水管网陈旧、堵塞、不完善，污水收集率和管网普及率均较低，处理设施配套不到位，处理效率低，除规划新城区段已铺设了几条截污管道外，大部分排水管道为雨污合流，导致大部分污水难以得到有效处理。随着城市建设的发展，现有市政管网覆盖面不足，如枯河、鸡爪沟、长虹运河下游段等沿途分布有村庄，而附近无集中污水和垃圾处理设施，雨污混流直排入河，对河水造成了严重污染。

（3）水环境质量。研究区河道多年未系统治理，河湖自然修复能力逐步丧失，因部分水体中存在大量腐殖物而导致水体出现黑臭现象。受沿河雨污混流直排入河影响，水质污染严重，部分水域出现水体富营养化现象。现状河道部分河段无水或水质较差，河道两岸植被较少，河湖滨水生态环境单调，水体自然生态功能逐步退化。亟须强化水岸关系，构建水绿交织体系，打造功能多元、可达共享、文化丰富的活力开放区域，实现蓝绿脉络融合交织的生态系统，使河道水环境向良性循环方向发展。

2 水文及工程地质条件

●2.1 水文分析

项城市河流属淮河流域，全市水资源总量为212.56 亿m3，其中地表水资源量为1.49 亿m3，地下水资源量为2.07 亿m3，过境水资源量为209.00 亿 m3。常年可利用水量为2.04 亿m3。

查《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》，根据降雨径流p+Pa 与R（p 为24 h 设计雨量，Pa 为设计前期影响雨量，R 为24 h 净雨深）关系推求24 h 设计净雨R24，然后进行研究区产流计算。

暴雨强度计算公式为

式中:q 为设计暴雨强度；P 为重现期，取 1～5 a；t 为集水时间。

设计雨水流量计算公式为

式中:Q 为雨水流量；ψ 为综合径流系数，取 0.65；S 为汇水面积。

各河道不同频率洪峰流量计算结果见表1。

经现状调查和计算分析，项城市中心城区易涝点主要有团结路、文化路、文明路、商城路、城东路5 处。团结路易涝点位于老城区核心区域，是中心城区最易发生内涝的区域之一，该易涝点北至西大街北，南至平安大道（环城路），西至工业路，东至团结路北；文化路易涝点位于文化路南段，平安大道（环城路）以北，交通路以南，该段道路地势较低，低于两端路口形成局部洼地；文明路易涝点位于文明路南段，平安大道（环城路）以北，交通路以南，低于两端路口形成局部洼地；商城路易涝点位于商城路与莲花大道交叉处，该路口高程约为40.90 m，低于四周路口0.50 ～2.0 m，形成局部洼地，加上外排管道不够通畅，降雨时容易形成内涝；城东路易涝点为平安大道与城东路交叉处周边区域，该区域地势低洼，如遇大的降雨，容易形成内涝。

表1 各河道不同频率洪峰流量计算结果

●2.2 工程地质条件

项城市属于黄河冲积平原，局部受河流、冲沟、干渠切割影响形成沟谷微地貌。城区内河道地层为第四系全新统上段及下段冲积地层。研究区地下水类型主要为第四系松散层孔隙水，地下水主要赋存于重粉质壤土层及下部砂壤土层中，下部砂壤土层地下水具有弱承压性。地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋和钢结构具有弱腐蚀性。研究区地震动峰值加速度为0.10 g，相当于地震基本烈度Ⅶ度，存在饱和砂土（或少黏性土）地震液化问题。地层属于黏砂双层结构，河道边坡土体为粉质壤土和砂壤土，地下水位埋深浅，河岸边坡中下部处于地下水位以下，存在边坡稳定问题。建议重粉质壤土层水上施工临时边坡坡比为1 ∶1.50～1 ∶1.75，砂壤土水上施工临时边坡坡比为1 ∶1.75～1 ∶2.25。地下水具有动态变化特征，埋深较浅。

3 工程规划方案

●3.1 规划治理原则

（1）生态安全原则。要满足城市防洪排涝的基本要求，尊重河流水系的自然属性，保护自然景观，按照城市水网的不同类型、级别和功能，构建水城交融、多水绕城的生态水系新格局。

（2）以人为本原则。滨水区是市民与河流 “对话”的公共开放空间，水系的规划应尽可能开敞共享，满足市民亲水需求，保持滨河区域与周边园区的通畅，将城市河流水系打造成人民的幸福河。

（3）统筹兼顾原则。统筹考虑城市总体布局与河流水系功能的关系，将水安全、水资源、水环境、水景观、水文化有机融合，水系规划设计应与城市绿地系统、城市景观系统、城市景观节点打造相结合，形成相互协调统一的城市景观风貌。

（4）可持续性原则。结合城市水资源现状及承载能力，协调人与自然的关系，注重生态环境与社会经济可持续发展，保持水体质量及景观的可持续性。

●3.2 内河综合整治工程总体规划方案

根据内河水系整体布局，均衡排涝，疏通城市水系微循环系统，创造展示项城文化特征和产业优势的滨水主题空间。创新应用最新的水生态和水环境治理技术，塑造项城振奋人心的标识性空间。自沙颍河引水至城区，根据河道现状及其功能等将其划分为尚活绿源、长虹雅滨、南城新岸、铁路记忆和枯河慧水5 段，见图1。

图1 项城市内河综合整治工程总体布局

尚活绿源段自沙颍河至小西湖、公园湖，位于项城市西北新城区，该段河道处在郊野和新城段，两岸以农田为主，局部有村庄和新建小区。规划重点为滴水溯源、多彩花溪和吉祥湖夜跑公园。滴水溯源以森林涵养、水源保护、郊野探趣为主，多彩花溪以入城门户形象的展示、商业滨河公共空间的打造、商业休闲娱乐和居民休憩氛围的营造为重点，吉祥湖夜跑公园以快乐跑步、时尚体育、全民健身为主题。

长虹雅滨段位于迎宾大道—沙颍河入河口、长虹运河的下游，处在项城市老城区，周边工业较发达，重点打造豫东南民歌民舞园和项城工业传奇两个节点。

南城新岸段位于主城南部的新城区，北至光武大道、东至公园路、南至如意湖南路、西至名仕路，重点打造以水寨起源科普园为主的水寨故事园，创新共享经济下的城市商务公园为主的如意淘宝公园，满足周边居民需求。

铁路记忆段以已废弃的铁路为基底，将这个代表一座城市工业文化和城市发展早期记忆的历史遗迹加以保护和利用，从而唤起人民的记忆，打造以都市人群郊野娱乐、放松身心，铁路记忆为主题的公园。

枯河慧水段位于城区南部，水量较少，断流和水体污染现象严重，是连接南部新区和城东产业集聚区的生态和景观廊道，以提升水质和修复生态环境为主，打造线性滨水空间。

（1）防洪除涝规划方案。根据《项城市城市总体规划（2013—2030）》，设计河道治理标准采用50 a 一遇防洪，20 a 一遇除涝。项城市内河防洪除涝体系规划见图2。纵断面设计:内河现状河道坡降为1/ 3 000～1 / 5 000，河道纵断面设计首要考虑满足河道行洪排涝要求，规划设计时结合河道两岸地面高程和河道沿线布置的排水涵管底高程，确保涝水能顺畅排入，同时在确定景观常水位时考虑拦河建筑物过流情况，在满足过流要求的前提下确定景观亲水平台高程。横断面除了满足河道防洪除涝的基本要求外，还要兼顾河道蓝绿线及生态景观规划设计要求，打造亲水、自然、生态驳岸形式，因此拟采用梯形断面、复式断面和矩形断面3 种形式布置横断面。各河道横断面设计见表2。

图2 项城市内河防洪除涝体系规划

表2 各河道横断面设计

（2）截污控污方案。根据对项城市城区雨污水排放情况的排查，项城市建成区管网体系建设不完善，雨污分离管网建设滞后，排水管道混接，部分泵站老化失修，自动化程度低，部分生活生产污水未经处理直接排放至邻近水体，给城市自然水体及周边水域造成污染。

内河综合整治工程对不完善的污水管网进行污水管道补充建设，通过修建调蓄池收集初期雨水，待降雨过后，逐步将储存的初期雨水排入污水处理系统进行处理，并在雨水泵站中设置专门的污水泵，将旱季污水单独排入市政污水处理系统中。开发基于水污染源数据库、水文水质监测系统、水动力水质模型及泵闸调度系统的水环境管理与决策支持系统，建立水污染防治体系运行管理平台，为项城市水环境质量监测及监管提供科技支撑。工程截污系统布置见图3。

图3 综合整治工程截污系统布置

（3）河道清淤疏浚方案。项城市大多数河道尚未进行系统的河道清淤整治工作，岸坡土体、生活和建筑垃圾、农作物秸秆等在水力冲蚀作用下沉积在河道，加之河道比降平缓，造成河床抬升，影响河道对水体的输送能力。富含有机成分的污染物随水流进入河道，与河道中沉积的泥沙发生物理及化学反应而逐步沉积到底泥中，成为底栖生物赖以生存的主要生活场所和食物来源，而底栖生物的存在使得底泥中的污染物稳定性较差，在外部环境发生改变时，如汛期沉积在底泥中的污染物在水力冲刷等作用下会重新释放出来，对河流水体造成二次或多次污染，对水体生态环境构成长期威胁［2］。

内河综合整治工程采取如下对策:清理河道乱占、乱采、乱堆、乱建等问题，积极开展清 “四乱” 等专项整治行动，逐步退还河湖水域生态空间［3］；进行河道清淤，以满足河道行洪安全。通过环保（生态）清淤和工程清淤两种方案的对比论证，采用环保工艺控制要求严格，对河道扰动较小，注重生物多样性和物种保护，清淤后基底可以为后续生物修复创造条件的环保（生态）清淤法，同时针对河道现状水量情况采用陆地清淤和水下清淤相结合的方式进行河道清淤疏浚。

（4）水系连通规划方案。为改善项城市中心城区水系连通状况，打造河畅、水清的现代化城市，对城市内河现状进行了全面梳理，规划以沙颍河水为水源的水系结构。利用现有河道，疏浚淤塞河段，连接新河渠，形成 “两横四纵”（两横为光武大道河和枯河，四纵为长虹运河、人民沟、海河—枯河南北支、前进沟）的生态水系。所打造的生态水系可引沙颍河水至所有河道，形成由北向南、由西向东的整体水流形态；沿天一路连接项子湖与长虹运河、清水河、运粮河，滨水南侧居住用地调整为沿街道两侧的商业用地；打通平安路以北海河与长虹运河，并留出相应的公共活动空间，带动老城区改造升级；连通前进沟与海河，引水入东方社区，增加亲水景观，塑造滨水宜居的生活环境。

（5）水空间及景观规划方案。水空间是构建城市土地价值和城水互动公共空间体系的重要纽带。水岸空间场所营造包括五大支撑体系:①功能空间。打造一个集购物、展示、会议、休闲、娱乐、旅游、办公、住宅等于一体的两岸滨水空间。②交通空间。打造便捷的水陆交通体系，创造居民 “走向水岸” 的便利性，提升居民 “亲水活动” 的积极性，实现市区和水岸区的有机连接。③设施空间。以生态为本，构建安全防洪除涝体系、完善的给排设施管网体系、完备的河道管护体制。④开敞空间。保证岸线的共享性，近岸线地带设置旅游、商业、休憩、集会、体育运动等开敞空间，为民俗文化活动和庆典活动提供场所，划定河道蓝绿空间。⑤历史文化空间。充分展示城市文化内涵，打造古都风韵、防水科技文化、民俗文化活动、名人文化一条街等水岸文化产业。

水景观是城市景观的重要组成部分，通过构建美丽宜居的水岸景观和营造文水共荣的水文化体系集中展现城市魅力。此次内河水系综合治理规划设计在保证防洪需求和生态安全的基础上，按不同滨水段的职能、空间特征等，统筹规划水景观布局，确定了滨水区交通、绿化、夜景及公共设施等整体空间系统和景观建筑群形象。水景观体系规划设计充分考虑岸上岸下的关系、护岸与亲水的关系、重要设施与开放空间的关系，挖掘区域文化资源，对主要界面、重点区域和城市景观控制带进行设计与指引，对重要景观节点及标志性建筑提出控制要求，对实施政策与建设时序等提出相关建议。长虹运河贯穿新老城区和郊区，串联3 个城市湖泊，两侧连接多个公共开放空间，是城区的一条生态防护和景观绿廊；人民沟位于中心城区中部，自北向南串连小西湖、公园湖和项子湖，是一条连通行政新区与南城新区的景观廊道，现状水量较少，河道较窄，规划两侧用地以商业服务业设施用地为主，是未来中心城区的中央轴线和商务设施带；枯河位于城区南部，水量较少，断流和污染现象严重，是连接南部新区和城东产业集聚区的生态和景观廊道，水生态环境亟待保育和修复。整体景观设计以构建水岸景观为重要途径，实现城市水系与生态的共同发展。工程景观规划布置见图4。

图4 景观规划布置

4 结语

水是一座城市的历史，是生命之源，也是城市文化底蕴和文明素质的象征［4］。项城市内河综合治理规划方案，将城市河道防洪除涝、水环境治理、滨水空间景观设计，以及生态修复等有机融合在一起，使项城市滨河地带规划、开发与建设，既满足城市防洪保安需求，又满足河道生态景观要求。目前该项目已进入实施阶段，局部河段效果已经显现，内河水质得到显著改善，水环境质量得到明显提升。

参考文献

［1］张伟东，杨聪辉.基于水生态文明理念的南海区水系规划［J］.广东水利水电，2014（4）:25-28.

［2］董文艺，罗雅，刘彤宙，等.河道污染底泥处理技术探讨:在龙岗河干流综合治理工程中应用［J］.水利水电技术，2012，43（8）:5-8.

［3］李原园，杨晓茹，黄火键，等.乡村振兴视角下农村水系综合整治思路与对策研究［J］.中国水利，2019（9）:29-32.

［4］张俊，艾晨玮，朱志丹.泰兴市城市生态景观河道建设的实践与探索［J］.中国水运（下半月），2019（10）:136-137.