BSPT技术在生态清洁小流域治理中的应用研究

作者:未知

  摘  要:生态清洁小流域治理是综合水资源保护、面源污染防治、农村污染治理等多种治理手段及技术,最终实现小流域内自然与社会和谐发展的一种新型综合治理模式。BSPT技术为中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司在流域治理的探索中总结出来的一套系统治理技术体系,该研究以巢湖派河支流斑鸠堰河小流域为例,将BSPT这一治理技术理念用于该小流域治理中,最终实现斑鸠堰河生态清洁小流域建设的目标,应用实践对生态清洁小流域治理有一定的借鉴与指导作用。
  关键词:生态清洁小流域;治理模式;斑鸠堰河;BSPT
  中图分类号 S157   文献标识码 A   文章编号 1007-7731(2019)09-0062-3
  Abstract:Ecological clean small watershed treatment is a new comprehensive treatment model that integrates multiple treatment methods and technologies,such as water resources protection,non-point source pollution prevention and control,rural pollution treatment,and finally realizes the harmonious development of nature and society in small watershed.BSPT technology is a set of systematic governance technology concept summarized by China Power Construction Group Northwest Engineering Corporation Limited in the exploration of watershed governance.This paper takes the small watershed of Banjiuyan river,a tributary of Chaohu Paihe river,as an example,BSPT is applied to the small watershed management to realize the goal of ecological and clean small watershed construction.Therefore,this study is another practical exploration of BSPT technology in ecological clean small watershed management,which can provide certain reference and guidance for ecological clean small watershed management.
  Key words:Ecoclean small watershed;Governance model;Banjiuyan watershed;BSPT
  随着人口和经济迅猛发展,工业化的快速推进导致水体平衡被破坏,水质日益恶化[1]。近年来,党中央高度重视水污染防治及生态环境建设,从“水十条”、河长制等一系列政策的出台到党的十九大、生态环保大会等一再重申其重要性,表明了开展水污染防治及生态文明建设的决心[2]。
  生态清洁小流域是在传统小流域综合治理的基础上,综合水资源保护、面源污染防治、农村污染治理等的新型综合治理模式[3]。生态清洁小流域治理旨在控制流域内水土流失、处理处置垃圾固废、抑制城市及农业面源污染等,使得水土资源得到有效保护与合理利用,最终实现小流域内自然与社会的和谐发展[4~6]。
  BSPT技术是中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司在流域水环境治理的实践中探索出的流域统筹(Basin Planning)、源头削减(Source Reduction)、过程阻断(Process Blocking)及末端修复(Terminal Restoration)的全过程污染削减技术体系,该技术以河道水质达标为目标,着眼于污染源产生、迁移、汇集的全过程,从各个环节对污染物进行逐级削减,最终实现河道水质达标。将BSPT技术用于生态清洁小流域治理,可有效控制流域内各类污染源对水体的污染,保护流域内水土资源,实现清洁小流域的目标。
  本研究以巢湖地区派河支流斑鸠堰河小流域为对象,应用BSPT技术体系,对斑鸠堰河进行生态小流域建设,实现斑鸠堰河河长制考核断面水质的稳定达标。本研究是BSPT技术在生态清洁小流域治理中的一次实践探索,對生态清洁小流域建设具有一定的借鉴意义。
  1 概述
  1.1 工程概况 巢湖是我国五大淡水湖之一,流域人类活动影响大,导致近年来巢湖流域出现水体污染、生态退化等一系列问题,成为全国重点防治的“三河三湖”之一。为综合治理巢湖、改善巢湖水质、保护河湖环境、修复流域生态、支撑可持续发展,合肥市全面启动了环巢湖地区水环境治理与生态修复工程建设[7]。斑鸠堰河为巢湖重要污染支流派河流域的支流之一,是环巢湖治理项目的一个子流域。
  斑鸠堰河小流域位于合肥市西北,派河左岸支流之一,行政区划属合肥市高新区、肥西县桃花工业园区,总面积28.34km2,河长6.48km,其中高新区占流域面积的90%,北靠大蜀山,东、西分别于与王建沟小流域、岳小河小流域相接,南入派河,具体见图1、2。
  斑鸠堰河流域主要为建成区,建筑小区、道路以及工业园区占到流域面积的70%以上,人为活动频繁导致斑鸠堰河水体受到一定程度的污染。斑鸠堰河流域历史河长制水质监测资料表明,该流域主要常规监测指标COD、氨氮、TP、TN均有不同程度的超标,COD最大超标1.1倍,氨氮最大超标4.9倍,TN最大超标6.5倍,TP最大超标0.2倍,氨氮和TN为影响斑鸠堰河水质达标的主要因子。2014—2016年,斑鸠堰河流域上2个河长制监测断面连续监测56次,其中水质不达标次数达35次,超标频次达62%。   1.2 流域现状问题识别
  1.2.1 流域点源污染依然存在 斑鸠堰河流域在环巢湖二期虽已采取了一些治污、防污工程措施,但由于管网不完善、监管不力等原因,流域内点源污染依然存在。本次调查共发现沿河18个排口有污水流出,主要原因为:管网错接、漏接,导致污水进入雨水管网;企业偷排漏排,将部分废污水排入河道;洗车行、餐饮商等不规范排水,将生产废水排入雨水管网;小区阳台水与雨水混接导致阳台洗衣用水进入雨水管。
  1.2.2 流域面源污染严重 流域内以建成区城市为主,面源污染主要来源于城市面源污染。城区的工业、企业、建筑小区、建筑工地、路面垃圾、菜市场和城区雨水口的垃圾和污水、汽车产生的污染物、大气干湿沉降等积累的污染物随降雨被携带入河,成为斑鸠堰河污染的另一主因。
  1.3 生态清洁小流域治理目标 本次小流域治理的目标为水污染得到有效控制,水质达到地表水Ⅳ类标准;通过生态护岸等措施使得流域生物多样性提高;土壤侵蚀强度确保到轻度以下;通过水资源配置,确保河道内生态基流;通过管网改造,消除流域涝点;完善水务管理制度,确保河道水质长效保持。
  2 斑鸠堰河BSPT治理体系构建
  2.1 流域统筹 流域即分水线所包围的河流集水区,同一集水分区受降雨径流影响,河流成为集水分区内降雨径流的最终受体,因此河流也成为流域范围内所有面源污染的最终受体。要解决河流水体污染,削减污染负荷入河量,需从流域尺度进行统筹设计,对流域范围内污染源进行调查分析,从流域尺度进行污染负荷削减设计。斑鸠堰河流域总面积28.34km2,流域范围主要涉及合肥市高新区以及肥西县桃花工业园区,流域范围见图3。
  在对斑鸠堰河流域进行污染源调查基础上,针对流域内现状污染源,因地制宜提出污染源削减措施,污染削减措施的提出需尊重流域所在区域的各类规划、符合区域用地性质及产业发展等,最终实现流域总量控制要求。根据对斑鸠堰河流域现状水环境问题的识别,污染负荷超过水环境容量是水质超标的原因之一;另一方面,由于流域汇水面积小,流域降雨形成径流小,加之无外部水源补给,导致河道内生态基流不能满足,水体本身水环境容量有限,也是水体水质容易超标的主要原因之一。因此从生态及提升水体水环境容量的角度考虑,流域治理首先需要解决的问题是保证河道内生态基流。考虑从大蜀山分干渠引水以及对柏堰水库调度运行方案调整以补充斑鸠堰河河道生态基流。经调查,大蜀山分干渠水量充足,可保证柏堰水库河道生态补水量的需求。
  2.2 源头削减 源头削减,即着眼于污染源产生的源头提出削减措施,是最直接有效的污染源削减方式。根据污染源调查,斑鸠堰河流域的污染源主要包括:错接、漏接以及偷排、漏排导致的点源排放、不规范排水以及合流制管网导致的雨污混流,城市初雨径流污染等。
  根据污染源调查结果,对污染源进行源头削减,针对错接、漏接管网进行改造;针对偷排、漏排等导致的点源排放,加强监管,并在重點企业排口处设置督导井,以监督重点企业排污情况;针对洗车行、餐饮商等不规范排水导致的污水直接入雨水管的情况,通过加强对流域内洗车行、餐饮等行业的督查,建立市民监督举报制度,同时结合流域智慧管控等措施,削减该类污染源的产生;针对流域内存在的阳台水与雨水管混接的情况,提出将原阳台立管接入市政污水管网,新增阳台雨水立管,就近接入雨水管网,以削减阳台水混接导致的污染;针对城市初雨径流污染,主要通过政府部门监督(规范沿街摊贩、规范市政卫生等)以及公众行为引导(规范垃圾堆放等)等方式进行源头削减。
  2.3 过程阻断 过程阻断,即在源头削减的基础上,关注污染源产生迁移过程,从污染源迁移的各个环节对流域内产生的污染物进行二次削减。在对斑鸠堰河流域污染源进行源头削减的基础上,流域内城市面源污染属于分布式污染源,难以从点上进行源头削减,因此流域内面源污染主要通过过程阻断进行削减。根据污染源调查,流域内面源污染主要为城市初雨径流污染。
  关于斑鸠堰河流域城市初雨径流污染的过程阻断,主要通过海绵城市改造及海绵建设,从根本上减少面源污染负荷,再通过初雨弃流的方式阻断初雨通过雨水管道进入河流的途径,最大程度地降低初雨径流污染负荷。
  考虑到斑鸠堰河流域以建成区为主,海绵改造难以彻底落实,建议近期先对硬化率高、改造空间大的蜀南庭苑小区进行海绵改造。关于初雨弃流,考虑到环巢湖三期在柏堰湖上游的浮山路支渠段设有初雨弃流管道,本着节约成本、利用已有工程的原则,将浮山路支渠沿线的初雨收集,通过已有初雨弃流管最终接入市政污水管网。
  2.4 末端修复 末端修复,即在截污控源基础上,在河道内通过物理、化学、生物的方式,增强水体自净能力,提升水体水质,修复河道生态系统,确保水质的长效保持。在对斑鸠堰河流域污染源进行源头治理、过程阻断措施后,进入水体的污染负荷大大降低,但仍有部分污染物进入水体,由于斑鸠堰河水量小,河长短,水环境容量有限,尤其在枯水期以及汛前时段,水体水质易受污染。
  根据斑鸠堰河河道窄、水量小、径流受降雨影响显著等特征,从美观性、运维等多方面考虑,在水质较差的浮山路支渠段以及铁路桥至桥湾路段铺设石墨烯光催化网,提高水体溶氧水体,进而提升水体水环境容量。在此基础上,结合河道生态护岸改造以及水生动植物搭配,实现水生态修复,构建斑鸠堰河水体高效生物食物链,进一步提高水体自净能力,保障斑鸠堰河水质的长效保持。
  3 结论与讨论
  BSPT技术着眼于污染源产生的各个环节,可有效削减流域内污染负荷,提高水体自净能力,修复水体水生态,确保水质长效保持,与清洁小流域治理的理念不谋而合,是一种全面的、系统的、有效的治水理念。BSPT技术是一个庞大的体系,本文从宏观上阐释了这一理念,但其可细化研究的方面还很多。关于BSPT技术如何科学合理的量化并以此来指导工程设计,是目前工程设计中关注的主要问题,值得继续深入探讨研究。
  参考文献
  [1]谢雨虹.城镇河道水污染及其防治——以南昌市赣江河段为例[J].农村实用技术,2018.
  [2]刘志红,陈昆.昌平区加强水污染治理建设生态水环境的对策研究[C].2007年北京水资源可持续利用国际研讨会论文集,2007.
  [3]毕小刚,杨进怀,李永贵,等.北京市建设生态清洁型小流域的思路与实践[J].中国水土保持,2005.
  [4]杨进怀,吴敬东,祁生林,等.北京市生态清洁小流域建设技术措施研究[J].中国水土保持科学,2007.
  [5]刘宁.认真贯彻中央水利工作会议精神扎实推进生态清洁型小流域建设[J].中国水土保持,2012.
  [6]尤瑜策.水源保护区清洁小流域治理评价体系与应用[J].水科学与工程技术,2018.
  [7]王绪伟,王心源,史杜芳.巢湖污染现状与水质恢复措施[J].环境保护科学,2007.
  (责编:王慧晴)作者简介:邵甜(1990—),女,陕西人,从事环境保护及水污染防治工作。   收稿日期:2019-03-29
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