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【国内案例】国内水体生态修复的先例—上海市曹杨环浜污染治理示范工程

文章出处:微信公众号责任编辑:作者:河道治理500例人气:-发表时间:2016-07-21 09:31:00【

 概况:

曹杨环浜是位于上海市普陀区曹杨新村的一条环形封闭水道,全长2208m,宽814m,水深0.51.5m,蓄水量3.2×1044.0×104m3。环浜南北水道间距较长,达880m;东西水道间距较短,约480m

曹杨环浜位处上海市老城区腹地,周围楼房林立,居住着10多万居民,人口密度和建筑密度极高。过去由于大量城市污水和垃圾注入的污染影响,环浜水体发黑发臭严重,沿途环境污浊不堪,治理前是上海市有名的城中心臭水沟,周围市民深受其苦。

(20038月拍摄)

存在的问题

治理前,曹杨环浜水体水质为劣V(GB3838-2002),整体呈严重富营养化水平,蓝藻水华全浜暴发,污染日趋严重。

(20038月拍摄)

原入环浜的污水截流至下水道后,仍存在难以避免的周边居民洗涤等污水渗入、雨天城市地表径流带入的大量初期雨水污染以及沿岸垃圾与大量落叶等外源污染,且由于地处人口密集的都市腹地,这些外源污染背景值高,对环浜构成高强污染威胁态势;环浜水体封闭,输入浜内的物质与能量渚留浜内,缺乏有效的物质与能量耗散机制,导致系统正熵不断增加。

由于以上原因,导致环浜水体自净能力差,外源污染滞积浜内,内源污染负荷增加,生态失衡并导致蓝藻水华等污染灾害发生。尽管当地河道管理部门不惜频频采用自来水置换措施,仍未能遏制这种污染势头。

20031116日,在上海市水务局河道处和普陀区建委的支持下,武汉中科水生环境工程有限公司”(现为:武汉中科水生环境工程股份有限公司)上海市普陀区河道管理所签订了上海市曹杨新村曹杨环浜(2.208km)污染治理示范工程合同,采用综合的环境生态工程技术对曹杨环浜水体进行生态治理,旨在控制蓝藻水华污染,改善河浜水质,取得了很好的效果。

治理措施

一、完善截污

    在无坎埂岸带和坎埂不完全岸带修建坎埂和补修坎埂,尽量减少城市地表径流和垃圾入浜,解决入浜地表径流(面源)对曹杨环浜的污染。

二、环浜造流

在环浜适宜断面修建一高度适中的隔水坝,并设置低杨程大流量水泵将隔水坝一侧的浜水连续抽排至另一侧,形成环浜重力循环流。体现流水不腐,促进水体表层相对富氧的水和底层相对少氧的水的均化与交换,提高水体曝气充氧效率与氧利用率,加速水体有机质的矿化速率,促进浜内水体富氧生境形成,全面改善水质。


三、构建健康的水生态系统

1.构建水生植被:种植沉水植物菹草、黑藻、伊乐藻、金鱼藻、苦草等和浮叶植物睡莲,以吸收和转化水和底泥中的氮、磷、钾等营养物,降低水体NPK及必需微量元素的含量与周转速率,抑制浮游植物生长;为多种多样的水生生物提供良好的生境,提高水体生物多样性和水体自净能力,且为水体供氧。

2.构建水生动物种群:适当提高鲢、螺、鲫的种群数量,以消费浮游生物(特别是浮游植物)、有机碎屑和巨大的微生物生物量,以及摇蚊和水蚯蚓等底栖动物,维护生态平衡,净化水体。

3.构建水草、鱼、螺、蚌的收割、捕捞与利用系统,以控制它们在河道水体中的生物量维持在适度水平,进而优化系统中的水生动植物群落结构,并由此从水体中去除大量NP、有机质和微量营养元素等营养物,最终逐步构建健康水域生态系统。

四.设置便携式浮萍打捞机

利用风力或造流水流使藻华积聚于设置在河床横断面上的“V”形拦藻浮栏内,然后用安装在“V”形浮栏尖端处的吸藻器,将积聚的藻华泵吸至过滤斜筛的富藻水分配槽内,并过滤去除藻华。

五.定时监测水质变化,及时采取改进措施

按照每月一次的频度,从200311月起对水质进行了连续监测,并根据监测结果及时采取改进措施,结果表明,曹杨环浜水质明显好转,从20042月起,水化学、叶绿素等各项指标均已达到了IIIIV类标准。

治理结果

随着水生植被的恢复,良性生态系统的建立,水生植被覆盖率达到80%以上,形成了稳定植物群落结构,河浜水质逐步变好,经三个月的治理,水质由劣V类提升至V类;经治理四个月至今,水质进一步改善,介于类间,接近类,水体透明度一直维持见底,水体一直维持着清水草型稳态(如表2)。本项目2005年评为上海市河道生态修复优秀示范工程,被周边居民誉为水下森林

20048月拍摄)

20166月拍摄)

观点
上海市曹杨新村曹杨环浜污染治理工程系国内早期成功实施的天然水体生态修复项目,是一次理论和实践的结合。项目的成功实施表明,在污染水体周边截污基本完成后,对其进行生态修复可显著提升水体自净能力和生物多样性,并通过长效管理措施逐步优化水体水生动植物群落结构,进而构建健康的水域生态系统,达成全面持久改善水体生态环境质量的目标。其重要意义在于,开创了国内水体生态修复的实践,工程具有良好的环境和社会效应,对城市河道的治理与富营养水体生态修复具有良好的示范效应和很强的实际指导意义。

刘剑彤先生系中国科学院水生生物研究所研究员、博士生导师,武汉中科水生环境工程股份有限公司董事长,中国海洋湖沼学会理事,湖北省水体生态工程技术研究中心副主任。主要从事环境生态工程及环境化学方面的研究,工作涉及到富营养水体污染控制、富营养发生过程、化学品的生态环境行为、污水治理生态工程及工业废水治理技术开发等。


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