表2 河道整治規(guī)劃河道名稱全長(km)集水面積(km2)整治規(guī)劃烏龍河3·68 2·61沿河道兩側敷設截污管3425m,河道清淤,新建污水泵站和節(jié)制閘新運糧河14·58 83·4河道整治長度4·36km,沿河兩岸各預留10m公共綠化帶老運糧河11·3 18·7河道整治長度2·22km,沿河兩岸各預留10m公共綠化帶船房河11·4 7·42沿河兩側敷設截污管7654·1m,新建污水泵站和景觀綠化西壩河9·05 4·87河道整治長度5·4km,沿河兩岸各預留10m公共綠化帶
2·2·2 河流城內段治理方法截污工程雖然有良好的治污效果,但工程的實施受限制因素較多,特別是針對流經城區(qū)段河流進行治理存在較多困難。城區(qū)內人口集中,建筑物密集,沿河兩岸建有眾多居民區(qū)、商業(yè)區(qū)及工業(yè)區(qū)等,城市規(guī)劃建設完成后難以實施規(guī)?;慕匚酃こ?。然而,城內河流因城市發(fā)展建設的需要,不僅需滿足防洪的要求,還應具有旅游、娛樂、景觀、生態(tài)等多方面的功能[6],對河流水質的潔凈程度具有較高的要求。根據(jù)水質監(jiān)測分析,北岸入湖河流都為劣V類水質,河水呈現(xiàn)黑臭狀態(tài),無法滿足城市生態(tài)環(huán)境和城市景觀的需求。為了解決水質凈化需求與工程布設困難的矛盾,城區(qū)內河道凈化適宜選用原位治理技術,充分利用河道自身空間凈化水質。依據(jù)河道自身空間的容量及周邊環(huán)境特點,對不同河段布設適合的治理工藝。新、老運糧河水量大、河道寬,主要滿足城區(qū)防洪排澇功能。老運糧河河寬約10m,新運糧河河寬約20m,這樣寬敞的河道適宜使用移動式充氧平臺。移動式充氧平臺可以機動靈活地根據(jù)河道曝氣需求,調整曝氣船的運行,通過人工向水體中充入空氣(或純氧氣[7]),加速水體復氧過程,以提高水體的溶解氧水平,恢復和增強水體中好氧微生物的活力,使水體中的污染物質得以凈化,從而改善河流的水質[8]。新、老運糧河的河道空間容量大,也適合采用生物膜技術。生物膜技術是人們長期以來根據(jù)自然界水體自凈現(xiàn)象發(fā)展起來的?,F(xiàn)已研制的人工水草仿生生物填料[9]就是與天然水草具有相似特性的人工填料,布設在河床內,為水生動植物群落和細菌真菌等提供適宜生長的環(huán)境,通過各種生物的生長過程消耗水體中的污染物質,而且人工水草不會對河流自然流動和行洪安全產生干擾作用。進入河流的污染源主要是生活污水和初期雨水,人工水草對于受污染河水中有機物的去除效果明顯,平均可達40%以上。
針對河道空間有限的河流適宜使用微生物修復技術。微生物修復技術分為兩類:一類是投菌技術[10~11],最常用的投菌技術有集中式生物系統(tǒng)(CBS)、高效復合微生物菌群(EM)和固定化細菌技術;另一類是土著菌強化技術[12],通過向水體中投加生物促生劑來刺激土著微生物的迅速繁殖,增強水體的自凈能力。微生物修復技術通過增強水體中微生物的凈化能力達到水質凈化的目的。該技術對于流量較小的河流如烏龍河、王家堆渠等可起到較好的凈化作用。
2·2·3 河流城郊段治理方法城郊的地理特征與城市不同,人口密度相對較小,住宅、廠礦建筑物相對較少,有一定量的耕地、林地、草地和魚塘等農業(yè)用地。因此,城郊河流的治理比城市河流的治理具有更多可利用的空間優(yōu)勢。城郊的土地和魚塘都可以成為河水凈化技術的實施空間。王家堆渠主要是昆明發(fā)電廠冷卻水排水渠,由于電廠冷卻水尚有—定余溫,下游村落的村民在河渠兩側修建魚場,進行溫流水養(yǎng)殖非洲鯽魚,現(xiàn)有魚塘水面8·07hm2,魚產量約460t。王家堆渠的水質凈化方法,可以利用現(xiàn)有魚塘改造成綜合生物塘進行治理。綜合生物塘[13]是交叉種植的鳳眼蓮、水浮蓮、浮萍等水生植物與魚類等水產共同養(yǎng)殖的塘系統(tǒng)。在植物生長期,不斷地從塘系統(tǒng)中撈出大量的水生植物,用于餌料、飼料和肥料等多種用途。通過植物的打撈帶出水體中大量的氮磷等營養(yǎng)物質,起到凈化水質的作用,而且植物加工成魚類等水產的飼料具有較好的經濟效益。因此,利用魚塘改造的綜合塘凈化城郊河流,是一種效果佳,經濟效益好,因地制宜的技術方法。城郊河流還可利用農業(yè)用地,選擇土壤深度處理技術[14]和土壤滲濾處理技術[15]進行水質凈化。北岸七條入湖河流的污染特征主要是水中氮磷的含量較高,污染隨河流進入湖泊后易造成湖泊的富營養(yǎng)化,在土壤處理技術中氮磷作為植物生長所需的營養(yǎng)物質被吸收利用,一方面凈化了水質,另一方面減少了農業(yè)肥料的使用。該方法不僅是末端治理,凈化受污染的河水,還從源頭減少了農用氮磷的施用量。因此,在條件適合的地區(qū),土壤處理技術是一種可以廣泛應用的技術方法。塘系統(tǒng)和土壤處理技術在適宜的條件下還可以組合運用,達到更好的水質處理效果。
2·2·4 河口區(qū)凈化方法河流經過城中和城郊的沿途治理,污染負荷削減明顯,水質情況得到較大的改善,為了進一步減少入湖污染物的量,可在河口區(qū)設置人工濕地或生物浮床處理系統(tǒng),為污染物入湖設置最后一道屏障。
人工濕地處理系統(tǒng)是20世紀70年代發(fā)展起來的仿自然生物處理技術,已經應用于水污染處理許多領域。在河口區(qū)有效地利用空地,構建人工濕地系統(tǒng)對河湖污水進行處理,因運行、維護費用低廉,目前已經得到廣泛的應用[16]。對于滇池北岸七條入湖河流而言,只要入湖口有可利用的土地,條件適宜,都可建設河口人工濕地系統(tǒng)對河水進行污染再削減。若河口區(qū)缺少需要的土地面積,可選擇生物浮床處理系統(tǒng)凈化河水。生物浮床是采用輕型綠色環(huán)保,防腐抗老化的材料制作成浮床,供選用的水生植物生長使用。浮床要有較好的強度,能抵抗較大的風浪沖擊,確保植物的正常生長。該技術原理是利用水生植物根系的吸收,以及與微生物的共同代謝作用,有效地將水體中有機顆粒和膠體吸附、降解,氨氮等營養(yǎng)鹽吸收、轉化,從而達到水質凈化的目的[17]。生物浮床處理技術是河口區(qū)土地稀缺河流水質凈化的最佳方法,對水體中氮磷的去除效果明顯。
3 結論
本研究以滇池北岸七條入湖河流為研究對象,根據(jù)河流沿程地理區(qū)域特征提出了實施截污工程、河流城內段、河流城郊段和河口區(qū)凈化技術。這些處理技術可以組合運用于同一條河流進行全程沿途減污;也可應用于河流區(qū)域條件適宜的一段進行強荷,確保湖泊水環(huán)境的改善和生態(tài)系統(tǒng)的恢復。
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