安宗勝，張 瀏

(安徽省環(huán)境科學(xué)研究院，安徽合肥 230071)

近年來(lái)，南淝河作為巢湖重污染入湖河流之一，一直是合肥市重點(diǎn)治污的對(duì)象[1-3]。四里河為南淝河左岸重要支流，接納了合肥市廬陽(yáng)區(qū)轄區(qū)內(nèi)大量污染負(fù)荷，水體污染嚴(yán)重，嚴(yán)重影響南淝河水質(zhì)達(dá)標(biāo)要求。筆者從四里河小流域角度，結(jié)合大量現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，分析水環(huán)境污染特征，并提出綜合防治對(duì)策，以期為四里河水環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)，為其他城市河道水環(huán)境治理提供參考。

1 研究區(qū)概況

南淝河是巢湖主要入湖河流之一，全長(zhǎng)71.0 km，流域面積1 464 km2。四里河是南淝河左岸的重要支流，發(fā)源于長(zhǎng)豐縣崗集鎮(zhèn)臥龍山社居委青峰嶺，經(jīng)大房郢水庫(kù)于合肥老城區(qū)西北部入南淝河中游，總流域面積190 km2。四里河(大房郢水庫(kù)至南淝河段)全長(zhǎng)約5.28 km，北接大房郢水庫(kù)，南接南淝河，自大房郢水庫(kù)流經(jīng)合肥電廠、合九鐵路橋以后進(jìn)入市中心區(qū)，于濉溪路橋向下游約0.34 km處匯入南淝河。四里河是大房郢水庫(kù)的主要泄洪通道，旱季時(shí)節(jié)水量較小，雨季或遇大房郢水庫(kù)泄洪，水流流速加快，河水位陡增。四里河接納了廬陽(yáng)區(qū)范圍內(nèi)生活污水、城市初期雨水和工業(yè)廢水，水體污染嚴(yán)重，是南淝河主要納污通道之一。四里河水系見(jiàn)圖1。

圖1 四里河水系位置Fig.1 Location of the drainage system of Silihe River

2 水污染狀況

2.1水質(zhì)現(xiàn)狀四里河目前設(shè)有濉溪路橋1個(gè)考核斷面。根據(jù)《合肥市水功能區(qū)劃》，四里河一級(jí)區(qū)劃為四里河廬陽(yáng)開(kāi)發(fā)利用區(qū)，二級(jí)區(qū)劃為景觀娛樂(lè)用水區(qū)。根據(jù)《合肥市水污染防治目標(biāo)責(zé)任書(shū)》[4]要求，四里河濉溪路橋斷面2020年改善至Ⅳ類。表1為該斷面2016年逐月水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

表12016年四里河濉溪路橋斷面水質(zhì)數(shù)據(jù)

Table1WaterqualityindexesforSuixiBridgeSectionofSiliheRiverin2016mg/L

月份MonthCOD氨氮Ammonia nitrogenTP150.0 5.07 0.777 248.0 5.66 0.855 330.0 5.39 0.643 438.0 4.38 0.672 536.0 6.53 0.813 640.0 6.43 0.858 728.0 0.15 0.060 896.0 3.40 0.516 934.0 2.32 0.506 1036.0 3.35 0.639 1135.0 4.19 0.432 1240.0 6.75 1.120 均值A(chǔ)verage value42.64.470.660目標(biāo)值(Ⅳ類)Target value(class IV)30.001.500.300年均標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)Annual standard index1.423.002.330達(dá)標(biāo)情況Compliance situation未達(dá)標(biāo)未達(dá)標(biāo)未達(dá)標(biāo)

從表1可知，2016年四里河濉溪路橋斷面水質(zhì)現(xiàn)狀為劣V類。COD指標(biāo)僅3月和7月達(dá)標(biāo)，其余月份均超標(biāo)，其中8月標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)達(dá)到3.2。氨氮和總磷指標(biāo)僅7月達(dá)標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)為1.55～4.50、1.44～3.73。通過(guò)對(duì)合肥市氣象觀測(cè)站的基礎(chǔ)降雨資料統(tǒng)計(jì)和分析，6、7月四里河流域降雨量達(dá)到年度最大值(246 mm)和第二大值(105 mm)，經(jīng)歷6月地表雨水的沖刷，7月降雨引起的地表徑流水質(zhì)較好，再加上大量降雨的稀釋作用，從而導(dǎo)致考核斷面污染物濃度較低。總體來(lái)看，四里河水體污染嚴(yán)重，難以達(dá)到Ⅳ類水目標(biāo)要求。

2.2污染特征為系統(tǒng)分析四里河水質(zhì)動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，從上游至下游依次設(shè)置5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，斷面位置如圖2所示，分別為東渠斷面、西渠斷面、北二環(huán)路橋斷面、臨泉路橋斷面和濉溪路橋斷面，其中濉溪路橋斷面為考核斷面。

2017年11月5日(晴天)、11月9日(雨后)、12月23日(雨后)分別對(duì)四里河沿線5個(gè)斷面進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)。

東渠、西渠COD指標(biāo)達(dá)到Ⅲ類，至北二環(huán)路橋處，惡化為Ⅳ類。11月9日雨后臨泉路橋斷面以下出現(xiàn)超標(biāo)。到濉溪路橋時(shí)，水質(zhì)略有好轉(zhuǎn)。

東渠、西渠氨氮指標(biāo)達(dá)到Ⅱ類，至北二環(huán)路橋處，急劇惡化為劣Ⅴ類(晴天25.1 mg/L、雨天17.2 mg/L)。11月5日臨泉路橋處氨氮濃度高達(dá)31.8 mg/L。11月9日，濉溪路斷面水質(zhì)惡化，但是11月5日和12月23日水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)。

圖2 四里河監(jiān)測(cè)斷面位置Fig.2 Monitoring section position of Silihe River

圖3 四里河監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)變化趨勢(shì)Fig.3 Change trend of water quality in monitoring sections of Silihe River

東渠、西渠總磷指標(biāo)達(dá)到Ⅱ類，至北二環(huán)路橋處，急劇惡化為劣Ⅴ類，至下游濉溪路橋處總磷濃度逐步上升至最高值。11月5日晴天和11月9日雨天，濉溪路橋處總磷濃度分別高達(dá)0.97和0.67 mg/L。從圖3可以看出，四里河水體中總磷濃度呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，河道對(duì)總磷的凈化降解作用微弱。

綜上所述，四里河河道位于東西渠交匯后與北二環(huán)路橋之間存在主要污染來(lái)源，但是在北二環(huán)路和濉溪路橋之間仍然有污染進(jìn)入，導(dǎo)致河道水質(zhì)進(jìn)一步惡化。

3 主要問(wèn)題

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，分析四里河流域水質(zhì)現(xiàn)狀及污染源特征，四里河流域水環(huán)境存在的主要問(wèn)題為點(diǎn)源、面源污染嚴(yán)重，河道缺乏穩(wěn)定的生態(tài)基本流量[5]。

3.1點(diǎn)源污染嚴(yán)重經(jīng)調(diào)查，合肥電廠采用蔡田鋪污水處理廠排放尾水作為冷卻水。該部分廢水在蔡田鋪污水廠達(dá)標(biāo)排放的前提下仍為劣Ⅴ類水，經(jīng)高溫濃縮后，污染物濃度很高，且冷卻水排放量達(dá)到每天近萬(wàn)噸規(guī)模。電廠冷卻水直排入河對(duì)目標(biāo)水體水質(zhì)帶來(lái)較大的沖擊，尤其在枯水期，對(duì)水質(zhì)沖擊影響更為顯著。

3.2城鎮(zhèn)生活污染突出老城區(qū)雨污合流管網(wǎng)問(wèn)題突出，晴天時(shí)，仍有大量污水經(jīng)雨水排口排出。電廠路部分區(qū)域管網(wǎng)建設(shè)滯后，甚至無(wú)管網(wǎng)，支流區(qū)域管網(wǎng)建設(shè)不完善。地震局附近小區(qū)生活污水接入雨水管道，耀遠(yuǎn)路污水管道雖然已鋪設(shè)但沒(méi)有出口，上游雖然設(shè)有小型污水處理設(shè)施，但一部分污水仍然混入雨水管道中，與電廠冷卻水一起排至四里河。該管道上游為北二環(huán)雨水管道，但在排口附近與電廠冷卻水d1000雨水管混接，故一部分混有生活污水的電廠冷卻水經(jīng)此排口流出。

四里河上游老淮北路沿線片區(qū)為老舊小區(qū)，有多個(gè)露天簡(jiǎn)易汽車修理廠等，且無(wú)污水管道，雨天時(shí)大量污染物隨雨水進(jìn)入河道。中鐵國(guó)際城小區(qū)前便民洗車點(diǎn)產(chǎn)生的洗車廢水以及餐飲店面產(chǎn)生的污水經(jīng)雨水口混入雨水管道。四里河路沿線洗車店洗車廢水和餐飲店面餐飲廢水經(jīng)雨水口混入雨水管道。

電廠周邊片區(qū)、桃花社區(qū)、老淮北路沿線片區(qū)、農(nóng)科院片區(qū)等存在大量菜地及零散民房，生活污水和澆菜廢水隨雨水管網(wǎng)或地表漫流進(jìn)入四里河。四里河?xùn)|岸淮北路與沿河路交口存在歷史遺留生活垃圾堆，降雨過(guò)程中，垃圾淋洗污水沿地面漫流進(jìn)入河道，對(duì)四里河水質(zhì)帶來(lái)沖擊。

3.3面源污染日趨嚴(yán)峻城市降雨徑流污染初期作用十分明顯[6]。降雨徑流將地表的、沉積在下水管網(wǎng)的污染物在短時(shí)間內(nèi)匯入四里河道，河道水質(zhì)下降明顯，主要污染物為SS、石油類、有機(jī)物和N、P等。四里河流域內(nèi)城市建設(shè)過(guò)程中未充分采取城市面源污染控制措施，控制開(kāi)發(fā)過(guò)程中人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響。隨著該區(qū)域人口數(shù)量的增長(zhǎng)、城市開(kāi)發(fā)強(qiáng)度的進(jìn)一步加大，城市面源污染形勢(shì)也越來(lái)越嚴(yán)峻。

3.4河道生態(tài)基流匱乏四里河為泄洪性河流，流量隨季節(jié)波動(dòng)性大。豐水期，上游大房郢水庫(kù)開(kāi)閘泄洪，四里河流量較大；枯水期，大房郢水庫(kù)關(guān)閘蓄水，切斷了四里河水源，流域內(nèi)城市徑流和電廠冷卻水混雜著城中村生活污水是其主要水源，河道本身已演化成沿河兩岸生活污水的納污河道，河道生態(tài)退化嚴(yán)重，水質(zhì)自凈能力喪失。

4 治理對(duì)策

4.1加強(qiáng)雨污管網(wǎng)排查與建設(shè)重點(diǎn)開(kāi)展示范區(qū)、合作區(qū)截污納管與管網(wǎng)建設(shè)，確保污水收集管網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的居民生活及其他重點(diǎn)場(chǎng)所接管，做到“應(yīng)接盡接”。加快電廠片區(qū)、桃花街道等雨污混流區(qū)域的截污工程建設(shè)，進(jìn)行雨、污分流改造。對(duì)于改造難度較大的節(jié)點(diǎn)，應(yīng)將旱季污水截流后做后續(xù)處理。對(duì)于沿街大排檔、餐飲、清洗類服務(wù)業(yè)等分散點(diǎn)源，可在摸清污水排放去向的基礎(chǔ)上，對(duì)污水混入的雨水排口進(jìn)行截流改造，新建污水截流管網(wǎng)，與市政污水管網(wǎng)對(duì)接連通。中遠(yuǎn)期按照分片收集原則穩(wěn)步推進(jìn)全區(qū)范圍污水管網(wǎng)與提升泵站建設(shè)，不斷擴(kuò)大污水收集管網(wǎng)覆蓋面。

4.2初期雨水截流凈化通過(guò)排口改造和設(shè)置截流井，對(duì)初期雨水進(jìn)行截流；沿河鋪設(shè)截流管，對(duì)各排口截流的初期雨水進(jìn)行分段收集處理；在河道下游選擇適宜區(qū)域建設(shè)一體式調(diào)蓄凈化設(shè)施，對(duì)收集的初期雨水進(jìn)行調(diào)蓄凈化處理后排入河道。

調(diào)蓄雨水處理后排入河道，設(shè)計(jì)出水COD、氨氮、總磷可達(dá)到地表IV類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，既削減了污染負(fù)荷，又可作為河道清潔水源。同時(shí)，由于四里河分區(qū)存在雨污混接點(diǎn)，在加強(qiáng)管道排查、糾正錯(cuò)接漏接之外，初期雨水調(diào)蓄凈化設(shè)施也可收集處理旱季混排污水，保障河道水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

4.3河道生態(tài)空間保障水陸交錯(cuò)緩沖帶是指水面兩邊向岸坡爬升的由陸生和水生植被交錯(cuò)組成的，防止或轉(zhuǎn)移由坡地地表徑流、廢水排放、地下徑流所帶來(lái)的營(yíng)養(yǎng)鹽、沉積物、有機(jī)質(zhì)、農(nóng)藥及其他污染物進(jìn)入河道的緩沖區(qū)域。預(yù)留或保護(hù)河道水陸交錯(cuò)緩沖帶是河道生態(tài)空間保障的重要組成部分[7]。①在四里河流域的城市建設(shè)和改造進(jìn)程中，應(yīng)對(duì)河道兩岸實(shí)行生態(tài)坡岸建設(shè)或改造，并劃定水陸交接線兩側(cè)50 m范圍水陸交錯(cuò)緩沖帶空間；②對(duì)目標(biāo)水體水陸交錯(cuò)帶范圍進(jìn)行保護(hù)，設(shè)置禁填區(qū)和設(shè)立保護(hù)標(biāo)志牌，查處填占和侵害水陸交接帶的行為；③建立水陸交接帶監(jiān)管機(jī)制，對(duì)水陸交錯(cuò)帶進(jìn)行監(jiān)測(cè)、維護(hù)等綜合管理。

4.4河道生態(tài)修復(fù)控制河道點(diǎn)源、面源污染，切斷外源性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入，是城市河道水體生態(tài)修復(fù)的重要前提。利用四里河河道開(kāi)闊水面建設(shè)人工濕地，實(shí)施植物修復(fù)工程，可以進(jìn)一步深度凈化旱流污水。根據(jù)河道水體特征，人為構(gòu)建沉水-挺水水生植物群落，能有效提高水體透明度，補(bǔ)充溶解氧，降解水體中氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的效果[8]。通過(guò)種植水生植物，既可以美化水域景觀，又可以收獲植物的方式將營(yíng)養(yǎng)鹽移出水體，從而達(dá)到凈化水質(zhì)、修復(fù)河道生態(tài)系統(tǒng)的目的。但實(shí)施生態(tài)修復(fù)過(guò)程中，應(yīng)避免水生植物凋落腐爛分解引起的二次污染，做好適時(shí)適度收割調(diào)控管理。

4.5河道生態(tài)基流保障生態(tài)基流是維持河流生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的基本流量[9]。四里河基本沒(méi)有生態(tài)基流，已不能簡(jiǎn)單稱之為河流，徑流被高度人工控制，枯水季節(jié)往往一潭死水；洪水季節(jié)污水傾瀉，水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)得不到保障。為維護(hù)四里河生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，應(yīng)科學(xué)確定其生態(tài)流量，加強(qiáng)上游大房郢水庫(kù)及其河湖水系的水量調(diào)度管理，維持四里河生態(tài)基流，特別是重點(diǎn)保障枯水期生態(tài)基流。