城市黑臭水体治理之污染源控制技术案例分享

城市黑臭水体治理之污染源控制技术案例分享为全面贯彻党的十九大精神，认真落实《水污染防治行动计划》确定的目标任务和全国生态环境保护大会要求。

近年来，各地区各部门迅速行动，坚持生态优先、绿色发展指导思想，紧密围绕打好污染防治攻坚战的总体要求，全面开展了城市黑臭水体治理工作，加快补齐城市环境基础设施短板，成效显著。

为更好地总结各地先进经验，借鉴有益做法，进一步扎实推进城市黑臭水体治理工作，加快改善城市水环境质量，满足人民群众日益增长的美好生活需要，中规院水务与工程院联合各地住房城乡建设及相关部门，展开城市黑臭水体治理案例分享。

从本期开始，陆续推出黑臭水体整治关键技术案例分享，主要包括污染源控制技术、管网普查及修复技术、水系沟通及活水循环技术、断头浜及暗涵整治技术和生态修复技术等。

本期针对黑臭水体整治关键技术中的污染源控制技术进行经验介绍，选取的四个案例分别是镇江市金山湖雨水径流污染控制、无锡市对桥巷河面源污染综合治理、连云港市玉带河沿岸工业企业排污整治、苏州市对城区洗车场实施集中整治。

整治关键技术案例A 污染源控制技术案例一雨水径流污染控制——镇江市金山湖水环境综合整治提升工程(TMDL)项目简介项目基于TMDL模型体系构建及应用，确定总量管制的方法和技术路线，并以海绵试点区范围内江滨汇水区为例进行全过程的雨水径流污染控制，将源头减排、过程控制和综合治理有机统一，实现项目综合达标，项目总投资4.46亿，于2015年9月份开工建设，2017年12月份完工，现已投入使用。

1. 主城区水系金山湖水系位于镇江市京口区、润洲区、镇江新区、丹徒区内，水系总面积135.83km2，主要包含金山湖、运粮河、古运河、虹桥港、御桥港、周家河、四明河、团结河、玉带河。

2. 总体目标根据江苏省“263”专项整治行动要求，以恢复河道水体功能为目标，综合评估城市的水量(入渗、滞蓄、蒸发)、水质(面源污染、点源污染)及水生态(河道保护、生态修复、滨河带保护)的各种问题，开展基于TMDL 模型体系的构建及应用，科学指导金山湖水环境综合整治工作。

3. 整治手段及创新举措目前世界各国水质管理技术中，以美国环境环保署的规定每日最大总负荷(Total Maximum Daily Load，TMDL)为最主流体系。

TMDL为受纳水体的污染物每天环境承载量，USEPA 则利用TMDL计算每天能接纳污染物的容量，并进而用来规范水质标准。

经过多年的改进和发展，逐步形成了一套完整系统的总量控制策略和技术方法体系。

本项目通过建立水文、水动力及水质模型，模拟汇水区降雨径流过程、地下水流动、河道、湖泊水体及各种污染物的迁移转化。

由于无法仅采用一个模型来达成，故使用四个模型HSPF、SWMM、HECRAS及EFDC的耦合，进行上游汇水区至下游水体的水文、水动力及水质模拟。

每个模型需经率定及验证，方可进行预测、评价、设计等用途。

4.水体模型耦合(1)HSPF、HECRAS、SWMM、EFDC 四种模型在金山湖水系模拟范围及接口(2)模型架构流程及耦合情形HSPF及SWMM接受降雨输入数据，经模拟产出径流及面源水质等数据，输入HECRAS及EFDC作为入流边界条件，模拟运粮河、古运河、虹桥港及金山湖的流量、水位及水质，并可进一步使用EFDC模拟金山湖流量、水位及水质变化。

(3)各模型构建后的应用模型系统的主要目的是供未来评估分析金山湖水系TMDL水质管理和城市防洪方案，优化利用模型达到最佳规划、设计效果。

5.技术路线对金山湖水系进行总量管制评估，提出总量管制的优化策略和系统性的研究方法、步骤。

6.建立总量管制的优化模型建立涵盖整个汇水区与水系水质的优选模型，在汇水区采取低影响开发(LID)以有效减低非点源污染的情形，利用汇水区模型HSPF、SWMM分别模拟农村及城镇汇水区中污染物的传输情形，汇水区的模拟结果则结合湖泊水动力、水质模型(EFDC及HECRAS模型)，以探究污染物进入湖泊以后物理与生化反应对污染物的影响，在汇水区内采取因地制宜的LID技术，利用优选法中的遗传算法求解以得到汇水区LID技术的最佳配置。

7.各类型管制的成本及效益参数汇水区非点源污染由于传输的过程较为复杂，其控制方式也与点源污染不同，近年来在欧美及日本、澳洲等地区大都使用LID以控制非点源污染。

LID的主要功能在于减少污染源，减缓径流量以及利用沉降或植物过滤摄取等机制去除污染物。

控制方法包括建造硬件设施(即结构性)如入渗、生物滞留设施，或管理性措施(即非结构性)如肥料使用管制、土地使用规划等。

目前在汇水区内最常用的LID有生物滞留池、植物缓冲带、人工湿地等。

选取数种LID，根据国内外研究实验的分析成果，设定各项优化问题的成本参数(如LID所需用地、工程费用等)及效益参数(如污染削减率等)，并依据不同种类LID设定限制条件：所需面积、限制坡度及其土地使用等。

利用金山湖上游汇水区的GIS叠加分析工具和数据筛选工具，输入上述设置条件，可得到LID于汇水区内可能的设置地址。

不同LID 的污染物去除效率部分，则参考国内外的数据库，输入至HSPF/BASINS的BMPs 模块进行计算。

8.优化模型求解使用遗传算法求解优化模型：汇水区模型结合湖泊水质模型，演算流程如图所示。

演算目的为求得整个汇水区LID的最佳配置，各汇水区的LID即为本优化模型的决策变量。

首先利用GAlib产生染色体，染色体的基因即为各汇水区所采用的LID，再将染色体转换成BASINS的BMPs模块输入数据，接着进行汇水区、河道及湖泊的连续模拟，模拟结果首先需满足水质限制条件，如未能满足上述条件，则重新产生新的一组染色体。

如满足上述条件，则记录该组染色体数据。

最后，演算出水质限制条件且成本为最小的各汇水区LID 配置方案，该方案即为汇水区LID最佳配置策略。

项目亮点以江滨片区为例，基于TMDL 模型体系构建及应用，充分考虑满足居民生活、休憩的需要，依据现场条件调研确定排水分区内可实施源头低影响开发措施的地块及其控制率，确定源头控制方案。

构建排水管网系统，并与二维地表进行耦合，形成排水模型。

确定区域内积水区的具体位置、积涝情况及内涝风险分析，制定过程灰色管网修复工程方案。

于江滨片区雨水总排口西南角设置海绵公园多级生物滤池，作为末端处理，主要解决江滨片区的排入金山湖初期雨水面源污染问题。

1. 源头治理(1)屋顶径流控制·雨落管断接老小区雨落管大多老旧破损，并且多处接入阳台污水。

改造中将老旧雨落管接入污水管网，新建雨落管断接，引流至传输型草沟及雨水花园等生物滞留设施，进行渗透和净化处理。

针对不同场地特征、雨水控制要求，断接措施与雨水处理设施的组合可以采用不同的形式。

·绿色屋顶有条件的屋顶区域设置绿色屋顶，建设屋顶的雨水集蓄和渗透系统。

以绿色屋顶(广场)- 雨水花园- 雨水调蓄塘- 河道的水系组织形式，将雨水先净化后渗透，保障补充地下水水源的水质，减小土壤去除污染物的负荷。

·地表径流控制在建筑周边绿地及铺装设置海绵设施，主要处理车行道、屋面及自身的雨水。

屋面雨水通过雨落管引入雨水花园，通过增加小型雨水调蓄设施，集蓄雨水的同时用于水体的补水换水，以及就近绿化和道路浇洒。

·雨污分流设计江滨片区以老小区为主，针对存在雨污混接的情况，取消宅前雨水管，由雨水花园及盲管的缓排取代传统雨水管道的快排。

建筑南北两侧均设置污水管，满足居民实际使用需求。

小区中间主要车行道重新布置雨水管，接收两侧溢流井出流的雨水排放至市政道路下的雨水干管。

同时对五小行业私接、混接、错接情况进行整改。

(2)过程灰色管网的完善在江滨片区现状雨水管网的基础上，沿江滨实验小学东侧道路敷设一根DN1000的管道，将雨水引入新建的尚德路至梦溪路DN2000-DN2800雨水管道，向北汇入新建的江滨雨水泵站。

该管道可将江滨汇水区内初期雨水全部收集至新增雨水泵站并泵入海绵公园多级生物滤池进行处理，暴雨时可通过该管道以及末端排涝泵组排入金山湖。

(3)末端处理工程江滨汇水区末端控制采用集中处理方式，分为两种工况运行。

当日降雨量小于25.5mm时，雨水通过雨水管网系统集中进入海绵公园建设的多级生物滤池进行处理，再排放至金山湖;当日降雨量大于25.5mm 时，超出海绵公园处理能力时，超标雨水及合流制排水通过多功能大管径系统工程转输至征润州现状污水厂进行集中处理。

整治成效(1)社会效益江滨片区的整治，改善了居民的生活环境，通过绿化、小品提升了楼间绿化景观;增加和规范了停车位，居民停车更方便。

同时极大地削减了尚德路和古城路交叉口以及江滨新村东区的内涝积水面积和积水时间，降低江北片区内涝风险，减少城市内涝造成的损失。

(2)生态效益江滨片区在雨污分流的基础上，采取包括LID、初期雨水调蓄池等在内的各种措施，实现城市面源污染控制。

根据容积法计算得出江滨汇水区的径流污染控制率为84.88%，满足目标要求，对下游金山湖水质起到较好的保护作用。

案例二面源污染综合治理——无锡市对桥巷河黑臭水体整治项目项目简介1. 基本情况对桥巷河位于无锡市惠山区洛社镇石达路南侧、西沈巷以东，西起天寿村黄金坝，东至锡澄运河，全长1100m。

河道支流均为断头浜，黑臭水体判定区段556m。

河宽10~20m，水深1.5~2.7m。

对桥巷河黑臭水体整治工程，综合整治段全长1100m，重点整治段全长556m。

2. 问题分析与评估(1)点源污染对桥巷河涉及的两个污水排放达标区已基本建设完成，大部分企业生活污水接入市政管网。

河道南北两侧主要自然村已实施生活污水接管，并配备小型污水处理设备，对少部分未能接入污水管网的生活污水进行接纳处理。

河道北侧部分企业内雨水通过管道收集进入对桥巷河，其他区域目前尚无雨水管道建设。

现场调查发现部分违法私接、混接、污水偷排现象，经相关部门查实后进行了封堵。

(2)面源污染对桥巷河沿河两岸城市下垫面类型：北侧以屋顶和水泥路面为主，南侧以农田草地为主，主要面源污染类型包括村镇居民生活源污染、农业面源污染和地表径流源污染三类。

(3)内源污染对桥巷河前期工程已实施过清淤疏浚，河道现状底泥量不大，但河面存在十多处漂浮垃圾;河边岸带虽设有垃圾收集点，但仍存在多处垃圾随意堆放现象，垃圾渗透液通过垃圾池排污口直接入河;河内存在多处绿化植物落叶漂浮堆积，河边农田清除的杂草也大多沿河堆放。

(4)河道周边环境特征对桥巷河周边主要用地性质包括居住用地、小型商业用地、农田、物流仓储用地和工业用地。

建筑性质主要为低层民居、厂房以及小型商业建筑。

河道中段通过桥涵穿越城市道路振石路。

(5)岸带硬化情况对桥巷河岸带长度共约2323m，其中硬质驳岸573m，另有约1750m 岸带为无硬化的自然岸带。