捞刀河（浏阳段）流域水污染综合治理方案分析

捞刀河（浏阳段）流域水污染 综合治理方案分析

吴胜泉 1 肖晓东 1 倪芳 1 樊云 2

中机国际工程设计研究院有限责任公司 湖南 长沙

长沙市开福区公共工程建设中心 湖南 长沙

摘要：捞刀河是湘江一级支流，起源于浏阳市，于长沙市开福区汇入湘江，近些年来，随着上游段（浏阳段）乡镇经济发展，生活污水排放量随之增加，畜禽养殖等农业废水部分未经处理，随意排向道路两旁、田边地头、水塘沟，随地表径流汇入了捞刀河，污水收集及处理设施建设的滞后，使得水环境污染的问题日益突出。本文以捞刀河（浏阳段）流域水污染综合治理工程为例，从项目概况、现状环境调查及问题分析、总体方案、水源地保护、内源治理、乡镇生活污水收集处理、生态修复、效益分析等方面进行介绍，为流域综合治理提供可行的解决方案。

关键词：流域水污染；综合治理；生活污水；生态修复

1. 项目概况

捞刀河发源于浏阳市社港镇海拔1360m的石柱峰，流向自东北向西南，经过关山水库，流经社港镇、龙伏镇、沙市镇、北盛镇、永安镇后进入长沙县春华镇，在长沙市洋油池注入湘江。全流域面积2543km²，干流全长 141km，河流平均坡降 0.78‰，有 5km 以上支流 69 条，在浏阳市范围内流域面积 1134km²，有5km 以上支流32条。

根据《地表水环境质量评价办法（试行）》及长沙市“一江六河”水质目标评价，捞刀河共监测13个断面，其中浏阳段包含六个断面。由历史监测数据可知，捞刀河浏阳段上中游水质情况较好，基本稳定在Ⅲ类水，下游工业园段及永安出境断面有时会出现Ⅳ类，但多个支流水质情况较差，经常出现Ⅳ类及以下情况，为进一步提升捞刀河浏阳段水质，启动捞刀河（浏阳段）流域水污染综合治理工程及其他相关措施。

2. 现状环境调查及问题分析

2.1 生活污染源现状

根据历史统计数据，生活污染源一直是捞刀河流域的主要污染源，捞刀河主干流以及支流沿线有大量居民集中区。目前浏阳境内捞刀河流域范围内8个镇，中心镇区都已建成污水处理站，但仍有很多区域未建设污水处理设施。通过对项目区村落的走访和调查，大部分村镇生活污染集中在生活污水、生活垃圾和人畜粪便几个方面，随同地表径流进入农灌沟渠或河道，最终汇入捞刀河，因此污染状况相对较为严重。

2.2 畜禽养殖污染

畜禽养殖业是浏阳市农村发展的重要产业。近些年来，随着养殖规模的不断扩大、饲养数量的急剧增加，使得大量的畜禽粪便污水成为区域主要污染源，这些畜禽养殖产生的污染如得不到及时处理，必将对环境造成极大危害，造成生态环境恶化、畜禽产品品质下降并危及人体健康。

2.3 河道淤积情况

根据现场调研，捞刀河浏阳段主河道内情况基本良好，但主要支流如九溪洞河、黄泥江、肖家湾河、永乐桥河、东门江、九溪河、砰山河等河道部分河段内淤积严重。捞刀河流域河道淤泥主要由两方面原因形成：汛期，河道岸坡受到冲刷携带大量泥沙进入河道，造成河道淤积，河道变窄，降雨冲刷是捞刀河流域主要支流淤积的主要原因；另外，部分生活污水直排入河，也形成一定的淤积，淤泥以含氮磷等有机物为主。

2.4 岸坡现状分析

捞刀河主干流上游段河床坡降较大，流速高，冲刷严重，另河岸多处河堤顶兼作交通道路，长期缺乏必要的养护，造成河岸崩塌。捞刀河各支流堤岸基本以自然护坡为主，农村集聚区段部分建立了浆砌石护坡。由于浏阳市常年多雨，河道受降雨冲刷严重，九溪河、菊田河、砰山河、李家港河、黄泥江河、永乐桥河、肖家湾河、黄泥江、中市河、廖家洞河以及小洞河等均有少部分河段存在不同程度的垮塌，亟需岸坡修复。

3. 总体方案

3.1 治理原则

结合捞刀河的自然环境特点、水文特征、人文社会环境条件和区域发展规划及经济发展水平，捞刀河（浏阳段）水污染防治综合治理项目方案设计原则如下：

（1）适用性：地域特征及水体的环境条件将直接影响流域污染治理的难度和工程量，需要根据水体污染程度、污染原因和整治阶段目标的不同，有针对性地选择适用的技术方法及组合。

（2）综合性：城市流域污染水体通常具有成因复杂、影响因素众多的特点，其整治技术也应具有综合性、全面性。需系统考虑不同技术措施的组合，多措并举、多管齐下，实现流域水体的整治。

（3）经济性：对拟选择的整治方案进行技术经济比选，确保技术的可行性和合理性。

（4）长效性：流域水体通常具有季节性、易复发等特点，因此整治方案既要满足近期消除污染量的目标，也要兼顾远期水质进一步改善和水质稳定达标。

在系统分析捞刀河流域水环境特点、周边环境特征及污染物来源的基础上，结合环境条件与控制目标，筛选技术可行、经济合理、效果明显的技术方法，初步提出以下技术方案：

3.2 治理方案

采用“保护区划分、污染综合整治”技术保证饮用水水源地饮水安全；

采用“控源截污、内源治理”技术削减污染源入河；

采用“岸坡整治、生态修复”技术修复捞刀河生态环境；

采用“源头收集，污水处理”技术削减农村生活污水污染。

4、水源地保护方案

1）以《饮用水水源地保护区划分技术规范》(HJ338-2018)为依据，开展饮用水水源地保护区划分，。

2）以保护区划分工作为基础，开展水源地隔离防护工程建设以及规范化整治工作。

3）对于水质不达标和存在安全隐患的水源地，根据水源地保护相关法律法规、部门规章、条例等，按照一级保护区、二级保护区、准保护区相应要求，结合污染源评价结果，提出饮用水水源地污染治理方案。

5、内源治理

（1）清淤方式：本项目拟治理河道多位于村镇集聚区或农田地带，受河道岸坡的冲积，底泥含砂率较高，污染程度小，且河道周围普遍场地开阔，施工作业面不受影响，本项目推荐选用经济合理，清淤彻底的干式清淤后，即通过机械为主，人工为辅的方式开挖淤泥。

（2）底泥干化：河道大部分处于村镇郊野地段，河道周边场地开阔，从经济角度出发，本方案优先推荐选用自然脱水干化。

（3）底泥处置：由于本项目底泥含砂量高，有机质含量低，本项目底泥推荐外运至废弃石坑、荒地填埋等处理方式。

6、乡镇小型污水收集处理方案

（1）排水体制

捞刀河流域浏阳段各村镇普遍生活水平较高，生活污水产生量较大。为使本工程的效益发挥到最大，尽量减少进入捞刀河流域，采取彻底的雨污分流，采用接管到户的方式，利用截污管网，将各户生活污水进行收集并顺利排出村外；本项目仅考虑各村落主干管，接户管由村民自己接入。村内原有的沟渠系统不做改动，用于排放雨水或农灌水。

（2）污水量预测

依据《湖南省用水定额标准》（DB43T388-2014）中规定，湖南农村居民集中供水区生活用水定额为100 L/（人•d），分散供水区生活用水定额为80 L/（人•d）。生活污水产生量按照0.8的排放系数计算，即污水产生量为用水量的80%。污水收集率按90%计，从而计算出各片区理论污水量。

（3）管材选择

根据文件精神，结合有关规定及本工程实际，从建设投资的经济合理性，减少污水在管道输送过程中出现渗漏污染，本工程排水管网采用新型管材，D≤500mm的排水管网全部推荐采用新型管材：HDPE管，所用管材的环钢度要求大于S=8kN/m²；

4. 污水处理工艺

选择何种污水处理工艺，取决于受纳水体水质，以目前污水处理工艺出水水质难以实现其水环境功能要求，是以污染物削减能力为主。参照环保部发布《农村生活污染防治技术政策》与《镇（乡）村排水工程技术规程》（CJJ124-2008），结合项目区域的水质水量情况、地形特征、可利用的土地及运行成本等因素，本方案大部分采用A²O一体化设备处理工艺。

该技术以A²/O工艺为核心，采用高效曝气与新型填料组合的好氧系统，并按脱氮除磷设计，设计采取以下措施：（1）设多级平流隔油池和多级煤渣过滤器，除油率90%以上；（2）强化预处理设调节池，停留时间达数十小时，调节水量，均衡水质，通过水解酸化，提高BOD/COD比例，改善水体生化性能；（3）后端设砂滤池，选用可以与磷发生反应的滤料，通过过滤、沉淀、吸附、生化进一步去除污染物。

7、生态修复方案

7.1 生态护岸修复

结合本项目特点，在村庄集聚区和易冲刷地段护岸以浆砌石和石笼护岸为主；在农田地段以抛石护脚和浆砌石护脚为主，上部利用原有自然护坡，保留岸带的生态功能及亲水功能；局部有垮塌风险的部位，按原有护岸形式加固修复。

7.2 植物修复

水生植物的根、茎等器官能吸收和同化大量污染物，特别是对水体中的N、P 等元素有很强的吸附作用。恢复水生植物能抑制藻类生长，并能吸附某些污染物而间接提高水体透明度。水域植物包括沉水植物、挺水植物。沉水植物群落是一类植物体（茎、叶）全部沉没水中，本地常用的有苦草、黑藻、狐尾藻等；挺水植物群落是一类根部固定生长在水底淤泥里，而植物体绝大部分挺出水面的植物群落，本地常用的包括千屈菜、茭白、黄花鸢尾、千屈菜等。本项目河道从岸边往水心依次种植挺水植物、沉水植物。

8、生态环境效益

本项目实施后具有良好的环境效益，COD减排量1504.57t/a，NH₃-N减排量160.69t/a，TP减排量25.05t/a。预期清理减少河道污染底泥共85760m³。

9、结语

捞刀河（浏阳段）水污染防治综合治理项目的实施，从根本上改善了河道及其沿岸环境现状，修复了脆弱的沿岸生态系统，增加生物多样性，形成了捞刀河流域水生态环境保护格局，工程建设完成后，建议落实相应的管理运行制度，切实保障工程的运行有效。

作者简介：吴胜泉（1991—）。男，汉，湖南株洲人，工程师，硕士研究生，主要从事水处理设计工作。