通惠河水环境问题分析及应对措施研究_李楠.pdf

2023年4月收稿日期：20220422作者简介：李楠（1983），女，工程师，主要从事水环境管理工作。摘要：随着南水北调水进京，生态环境用水逐年增加，城市河湖地表水补给得到有效保障，再加上河道截污、清管行动等工作相继开展，河道外源污染大幅减少，城市河湖水环境得到持续改善。虽然水环境问题情况有所改善，但问题依旧并会持续存在。通过对通惠河水质指标、水环境问题进行系统分析，研究针对不同类别水环境问题的应对措施。关键词：通惠河；水环境问题；应对措施中图分类号：X 522文献标识码：A文章编号：1004-7328（2023）04-0024-05DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2023.04.006通惠河水环境问题分析及应对措施研究李楠（北京市城市河湖管理处通惠河管理所，北京100124）Water Environment Problems and Countermeasures of Tonghui RiverLI Nan（Tonghui River Management Station of Beijing Urban River and Lake Management Office，Beijing 100124 China）Abstract：With the South-to-North Water transfer to Beijing，the water for ecological environment has increased year byyear，and the surface water supply of urban rivers and lakes has been effectively guaranteed.In addition，the work of riverpollution interception and pigging has been carried out successively，the external pollution of rivers has been greatlyreduced，and the water environment of urban rivers and lakes has been continuously improved.Although the situation ofwater environment has improved，the problem remains and will continue to exist.Through the systematic analysis of waterquality indexes and water environment problems of Tonghui River，the countermeasures for different types of waterenvironment problems are studied.Key words：Tonghui River；water environment problems；countermeasures1河道背景在2015年前，城市河湖水源补给较少，水体流动性较差，再加上河道受雨污水入河等外源污染冲击，水体富营养化状态较为严重，水生态系统物种分布失衡。每到夏季，光照水温适宜的情况下还会出现蓝藻水华暴发、底泥上翻等问题，造成水质恶化、水体异味、鱼类死亡等现象。近年，随着南水北调水进京，生态环境用水逐年增加，城市河湖地表水补给得到有效保障，再加上河道截污、清管行动等工作相继开展，河道外源污染大幅减少，城市河湖水环境得到持续改善，20202021年城市河湖均未出现水华现象。虽然水环境状况有所改善，但问题依旧并会持续存在1，2。2河道概况2.1通惠河简介通惠河上接南护城河尾端，西起东便门铁路桥，承接前三门暗沟、东护城河暗沟，经高碑店闸、普济闸，于通州城北通济桥（卧虎桥）下泄入北运河，全长20.35 km，总流域面积 258 km2。其中，北京市城市河湖管理处管辖长度15.08 km，西起东便门铁路桥，东至普济闸下游289 m处。通惠河是北京市一条重要的河道，其主要功能是供水、防汛。2.2河道水体分析2021年，选取通惠河4个监测点位定期进行水质分析，以此来判断通惠河整体水环境状况。从上游向下游，4 个监测点位依次为乐家花园、高碑店湖、新八里桥、普济闸。2021年度通惠河溶解氧、氨氮、总磷、总氮变化海河水利242023.No.4曲线，如图14所示。由图14可以看出，通惠河上游水质整体略好于下游水质；冬季（13 月）水质最差，夏季（69月）较差；氨氮、总磷总体评价标准为类或类，总氮总体评价标准为劣类。3河道水环境问题通惠河水环境问题多集中在入春、夏季。入春时节，水体受冬季过流缓慢、结冰等因素影响，富营养物聚集，导致水体富营养化问题严重；入夏时节，受雨污混排、高温等外界及环境综合因素影响，水体富营养化问题严重。水体间歇性富营养化问题的存在，导致诸多水环境问题的产生。根据近年对通惠河段水体进行系统分析，汇总得出存在以下6个方面水环境问题。3.1白色泡沫每年全市首场大范围降雨过后，雨水将雨污河流管线中存积的生活污水冲入河道，由于生活污水中氮磷含量超高，导致水体中氮磷含量过高，进而造成水体富营养化问题严重；加之在闸坝前后产生水位差的冲击作用下，河道容量出现成片白色泡沫聚集的现象。近几年的 45月，在通惠河大北窑橡胶坝、高碑店闸下游消力池附近极易出现上述现象。通惠河大北窑橡胶坝白色泡沫聚集现象，如图5所示。3.2黑臭、青苔、底泥上翻黑臭是由有机物、氮、磷等外源污染物的排放造成的。大量有机污染物、有机还原氮、磷等外源污染物进入水体后，在氧化分解过程中耗氧速率大于复氧速率，导致水体溶解氧浓度降低，水体转化成缺氧或厌氧状态。随后，厌氧微生物大量繁殖，促进有机物分解、腐败、发酵，同时产生甲烷、硫化氢发气等恶臭气体逸出水面进入大气，造成水体发黑发臭。青苔是在春季气温上升到10左右开始发生，一旦遇到适合的生态条件（水温20左右）就会大量繁殖，春末夏初之间较盛；底泥上翻是沉积底泥在水体冲刷和人为影响下再悬浮，随后吸附在底泥颗粒上的污染物在一系列物理、化学、生物作用下释放回水体，造成水体二次污染。同时，大量的底泥也是各种微生物繁殖的温床，其中，放线菌和蓝藻通过代谢作用使得底泥甲烷化、反硝化，导致底泥上浮及水体黑臭。近几年的25月，在通惠河三环、四环路桥区极易出现上述现象。通惠河四惠桥下青苔、底泥上翻现象，如图6所示。图12021年度通惠河溶解氧变化曲线图22021年度通惠河氨氮变化曲线图32021年度通惠河总磷变化曲线图42021年度通惠河总氮变化曲线图5通惠河大北窑橡胶坝白色泡沫聚集现象18.0016.0014.0012.0010.008.006.004.002.000.001.000.900.800.700.600.500.400.300.200.100.000.300.250.200.150.100.050.0016.0014.0012.0010.008.006.004.002.000.00乐家花园高碑店湖新八里桥普济闸乐家花园高碑店湖新八里桥普济闸乐家花园高碑店湖新八里桥普济闸乐家花园高碑店湖新八里桥普济闸2021-01-062021-02-022021-03-032021-04-072021-07-172021-05-082021-06-022021-08-062021-09-032021-10-192021-01-062021-02-022021-03-032021-04-072021-07-172021-05-082021-06-022021-08-062021-09-032021-10-192021-01-062021-02-022021-03-032021-04-072021-07-172021-05-082021-06-022021-08-062021-09-032021-10-192021-01-062021-02-022021-03-032021-04-072021-07-172021-05-082021-06-022021-08-062021-09-032021-10-19日期日期日期日期浓度/（mgL-1）浓度/（mgL-1）浓度/（mgL-1）浓度/（mgL-1）李楠：通惠河水环境问题分析及应对措施研究252023年4月3.3水绵水绵属于藻类植物，生长在淡水中，形状像丝，表面黏滑，常聚成堆，浮在水面上，丝状体的细胞内有叶绿体。少量的水绵可以净化水体，一旦大量水绵滋生，会造成水体缺氧，影响水体中的动植物正常生命活动。同时，水绵腐败后会造成水体中氮磷营养盐含量超标，导致水体进一步富营养化。近几年的25月，通惠河茶家坟桥区及二道沟河道极易出现上述现象。3.4摇蚊水体富营养化导致水中有机物含量大大提高。随着水中氮、磷等元素含量的增加，藻类、微生物等大量繁殖，加之适宜的气候环境等因素，为摇蚊的生长发育提供了丰富的食物来源和生活条件。摇蚊不是卫生害虫，不传播疾病，但过多也会影响人们的正常生活。摇蚊适宜在1525的环境生长，每年的秋天是摇蚊繁殖高峰期。但如开春后持续高温，达到摇蚊的生长条件时，也会提早半年出现高峰。近几年的45月，通惠河下游河道极易出现摇蚊聚集现象，如图7所示。3.5水草通惠河水草种类包括菹草、金鱼藻、黑藻、狐尾草、篦齿眼子菜。每年3月水草开始生长，夏季生长旺盛，由于温度较高，部分水草会出现衰败死亡，枝叶变为黄绿色或黄褐色，甚至出现腐烂情况；冬季水草进入休眠繁殖期，该阶段水草主要以孕育根系为主，所以枝叶基本不生长。近3 a城市河湖水草打捞量逐年激增，主汛期打捞量甚至出现倍增情况，如打捞不及时，会产生多方面不利影响，例如消耗水中溶解氧，造成水生动物死亡；易形成二次污染，引起水质恶化，影响水生态健康；影响河道景观和正常水面作业；在行洪河道中，影响河道正常排洪。3.6排污河道污染主要是生活污染，属点源污染，主要来自家庭、商业、学校、旅游服务业及其他城市公用设施，包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、沐浴排水及其他排水。据2020年最新统计，通惠河排污口36处（持续排污口11处已经治理，仍需进一步观察核实、进行治理排污口25处）。4应对方案的研究2021年，针对通惠河不同水环境问题共进行10次水体应急处置工作，主要实施方式为利用船只等设备对问题水域进行大水面曝气，用物理干扰的方式打散漂浮水面聚集物；配合局部水域投加生物制剂，加速絮凝沉淀，提高水体透明度，消除异味等。2021年，共投加净水类制剂840 kg、酶类制剂520 kg，有效改善了通惠河水环境质量3-5。为进一步提升河湖生态治理，改善通惠河水环境状况，结合实际水体情况和近年不断实践经验，总结出可采取以下6个方面措施对水体进行前期预判和及时干预，以有效提升通惠河水环境质量，避免诸多水环境问题的出现。4.1针对白色泡沫问题利用改良物理拦截方式、降低水位差及投撒生物制剂方式，对白色泡沫问题进行处理。新型物理拦污与投撒生物制剂相结合的综合治理方式，如图8所示。2021年6月，采用上述治理方式在大北窑橡胶坝成功处理了突发白色泡沫水环境问题。经2 h紧急治理，白色泡沫逐渐消散，成效显著。治理前后对比，如图9所示。图6通惠河四惠桥下青苔、底泥上翻现象图7通惠河大量摇蚊聚集现象图8新型物理拦污与投撒生物制剂相结合现场海河水利262023.No.44.2针对黑臭、青苔、底泥上翻、水绵问题采用水资源联合调度和人工机械化方式相结合，提高水体质量。适时申请增加水源补给量进行水体置换；或由大北窑橡胶坝瘪坝、高碑店闸进行定时放水，以加强水体流动性、提高上游水体质量，同时普济闸由敞门过水变为小流量向下游平稳输水，以提升下游水位，便于人工机械化保洁作业，防止漂浮物冲至下游6.7。2021年2月，利用全自动新型水面打捞船进行集中打捞与投撒生物制剂相结合方式，2 d内顺利处理了通惠河黑苔及水绵问题。4.3针对摇蚊问题利用水流变速增强水体流动性，与传统灭蚊相结合，以减少摇蚊滋生。利用大北窑橡胶坝、高碑店闸、普济闸联合调度的方式，每日利用“脉冲实验”达到改变流速置换水体（设计流量为 50 m3/s，并适当增加阶段时长），以减少虫卵、摇蚊的蔓延；同时，采用喷洒灭蚊药剂、河道沿线设置粘虫板方式进行人工干预。2022年4月，在通惠河采用定时定量持续放水的方式，冲刷河道内摇蚊幼虫及虫卵，更换水体环境；同时，在河道沿线设置粘虫板、喷洒药剂进行消杀作业，具体情况如图10所示。4.4针对水草疯长问题根据水草生长特性，确定最佳收割时间和高度。2021年，经城市河湖管理处对城市河湖水草生长情况进行系统分析研究，拟定出 北京市城市河湖管理处水草管理办法 并付诸实施。如，通惠河上段（大望桥至高碑店湖）管控方式为：49月，保持7 d内完成2次整体清割工作，清割深度为30 cm左右，控制水草在水面以下，确保不缠绕垃圾，并保证水草覆盖度在50%以上，以形成对水绵及其他藻类的抑制作用。2022年4月，在通惠河下游及时采用自动传输设备对水草进行打捞、外运，具体情况如图11所示。4.5针对排污问题针对间歇性排污问题，及时发现，并采取以下多方面措施进行有效处置：属地河长尽快对该水口进行封堵，解决污水入河问题；排水集团协助属地河长完成周边管线排查溯源，彻底解决排污问题；河道管理所加强日常维护，及时处理被污染水体，消除异味，减少对市民生活的不便影响8，9。针对二道沟京包铁路桥北岸发生的间歇性排放污水问题，河道管理所与属地街道多次进行沟通协调，制定可行性方案，安排施工单位实施截污治污工程，最终取得成效。4.6其他方面（1）增加城市河湖整体水源补给量，采用水资源联合调度的方式进行水体置换，改善水流状态，以改善水环境质量。（2）采取多种渠道加大水环境宣传力度，增强社会对保护水环境知识的普及。号召市民共同参与水环境整治工作中来，营造人人图9白色泡沫治理前后对比现场（a）治理前（b）治理后图10置换水体与物理消杀相结合现场图11及时采用自动传输设备对水草进行打捞清运（下转第47页）李楠：通惠河水环境问题分析及应对措施研究272023.No.45特殊河段防护淤泥河跨河桥梁共有12座，永安河跨河桥梁共有12座，二道河跨河桥梁共有16座。本河道治理工程需对以上跨河桥梁段河底进行桥基防护处理。河底桥基防护采用厚50 cm双绞格宾网石笼，下设厚20 cm 砂砾石垫层，防护长度为桥上下游各 30 m。橡胶坝中心线至下游100 m内堤防护坡采用内空混凝土砌块植草或联锁混凝土砖护坡措施，滚水坝上下游各50 m段堤防护坡采用内空混凝土砌块植草或联锁混凝土砖护坡措施。双绞格宾网规格为：网材GPZ838-55，网孔80 mm115 mm，网丝2.7 涂塑后3.8，边丝3.4涂塑后4.5，网片拉伸强度38 kN/m2，钢丝拉伸强度400MPa（符合GBT2973-1991标准规定）7。钢丝与PE聚酯膜必须紧密结合，用力扭转不得位移松动。PE聚酯膜符合GBT1040-1992标准规定8，具体指标详见表2。6结语大旱河流域大石桥市河道治理工程设计理念是在保证防洪安全的前提下兼顾河流生态景观建设。此工程的实施，不仅可以完善水利基础设施，提升大石桥市抗洪能力，保障人民群众生命财产安全，而且还进一步改善优化大石桥市的生态环境，为大石桥市旅游事业的发展提供水利保障。参考文献1 刘红文.代县滹沱河河道治理工程土方填筑施工技术探讨J.黑龙江水利科技，2021（12）：158-160.2 邓新超.麻磡河流域综合治理工程对下游河道防洪影响分析J.水利技术监督，2021（12）：212-215.3 谢生亮.白沙河河道治理的必要性和工程布置J.河南水利与南水北调，2021（11）：63-64，67.4 张海波.生态护岸在大四家子河治理工程的应用研究J.黑龙江水利科技，2021（10）：137-140.5 刘兴强.秦安县葫芦河郑川段河道治理方案设计J.陕西水利，2021（8）：83-85.6 李世龙，张建兴.晋城市柿庄河河道治理工程设计J.山西水利，2021（5）：33-34，47.7 刘文娟.上海崇明地区河道生态治理工程建设探讨J.水利技术监督，2021（4）：85-88.8 李俊青.清漳西源左权段河道综合整治工程建设J.山西水利科技，2021（1）：68-70.表1复合土工膜性能指标参数单位面积重量/（gm-2）膜材厚度（2 kPa下）/mm抗拉强度（5 cm）/kN抗拉伸长率/梯形撕裂/kNCBR顶破强度/kN垂直渗透系数/（cms-1）抗渗强度纵向横向纵向横向纵向横向指标值5000.250.350.250.2560600.150.151.1010111.05 MPa水压下48 h不渗水表2PE聚酯膜设计指标参数老化后拉伸强度/MPa老化后伸长率/%老化后拉伸强度变化率/%老化后伸长变化率/%指标值151601025为我、我为人人的爱护水环境的良好氛围。5结语根据目前城市河湖水环境状况，通惠河水环境问题将长期并持续存在。近年通过不断探索与分析，针对不同水环境问题总结出多手段、多渠道的应对措施。相关部门按不同时间节点，在产生问题之前或问题出现之初进行预判或及时地干预、处理，以避免或降低水环境问题的出现10。参考文献1 郑国军.城市水环境治理问题及对策探讨J.清洗世界，2022（1）：91-93.2 马艳华.再论城市水环境的治理探析J.清洗世界，2021（6）：85-86.3 孙威，孙源.浅析城市水环境修复技术J.低碳世界，2020（1）：9-11.4 朱文辉.城市水环境治理及污染防治措施J.工程技术研究，2020（16）：252-253.5 杨臻.城市水环境的修复与综合治理措施研究J.环境与发展，2019（3）：37.6 仇成旺.再论城市水环境的治理运用J.中国标准化，2019（16）：118-119.7 陈美杉.城市水环境的修复与综合治理分析J.中国资源综合利用，2019（10）：111-113.8 何洁.上海市奉贤区城市水环境治理的相关问题与建议J.环境与发展，2019（8）：243-244.9 王静，胡雪，邵霞.3AMBR工艺在污水资源化和城市水环境治理中的应用J.化工设计通讯，2016（10）：63.10 段丙政，汪萌，王龙涛.城市水环境治理相关理论研究及实践特点分析J.工程技术研究，2017（4）：250.（上接第27页）海河水利47