河道治理新思路

邱學堯，陳 瀟，徐腮超，郭學良

(1.昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南 昆明 650051；2.云南省東川再就業特色產業園區管理委員會，云南 東川 654100)

0 引 言

河水的污染因素主要包括人為污染和自然污染；其中自然污染是經常被忽略的部分，主要有從地表進入河道的枯枝落葉、泥沙等，河道內腐爛的動植物等；人為污染主要有工業廢水、生活污水、農業面源污染等，是目前關注度最高的部分，也是治理力度最大的部分。當人為污染的污染物總量消減到一定程度，進一步消減的代價較高時，消減自然污染的污染物總量也是保護水體的有效措施。該文所述的河道治理新技術，可同時消減人為污染和自然污染的污染物。

安全性是河道治理設施的前提條件，這種安全性包括兩個方面，一個方面是河道治理設施不得妨礙河道的行洪安全，另一個方面是要防止洪水對河道治理設施的沖擊和破壞，這也是當前很多成熟的水污染控制措施不能運用于河道治理的主要原因?！昂拥乐卫砼酝ǖ馈笨纱_保河道的行洪安全，同時避免洪水對河道治理設施的沖擊。

河水本身具有很強的自凈能力，能將進入河水中的污染物去除，河道治理就是強化這種能力，加快污染物的有效去除速率。河水中污染物去除的形式包括兩種：①將污染物轉化為氣態形式離開水體(如氮氣、二氧化碳、硫化氫、氨氣等)，是一個有效的開路；②污染物以底泥的形式沉淀到河底，而底泥中的污染物又會反溶到水體中，不是一個很有效的開路?！捌貧馑嚒笨杉涌煳廴疚镛D化為氣態離開水體的速率；“過魚式沉淀過濾池”可分離沉淀到河底的污泥，使其成為更有效的開路；“河道治理旁通道”可同時加快這兩種形式污染物離開水體的速率。

河道是一種納污水體，同時也是污染物進入湖泊、水庫、海洋等水體的主要渠道之一，加強河道的治理是保護河道水環境的需要，也是保護下游江河湖海的需要。本文所述的河道治理新技術在于確保河道行洪安全的基礎上，強化河水自凈能力，加快河水中污染物去除的有效速率，使污染物離開河水的開路更為有效。

1 河道治理旁通道

河道治理必須滿足河道行洪等水利方面的要求，同時也要防止洪水對河道治理設施的沖擊。河道治理旁通道可以將正常水位以下的河水引入旁通道進行治理，將超過正常水位的洪水導入原河道正常行洪，確保了河道的行洪安全和河道治理設施的安全，見圖1。

1.河岸；2.出流口；3.擋洪墻；4.擋流墻；5.原河道；6.旁通道；7.出流口；8.欄桿；9.事故池

圖1河道治理旁通道示意圖

Fig.1Schematicdiagramofthesidechannelforriverpollutiontreatment

在河道上設置出流口2、回流口7、導流墻4、擋洪墻3等(導流墻4的墻頂略高于正常水位低于洪水位，擋洪墻3的的墻低略高于正常水位低于洪水位)；導流墻4將正常情況下的河水進入旁通道6處理；擋洪墻3防止洪水進入旁通道6沖擊治理設施，使洪水翻過導流墻4進入下游原河道5。既不降低行洪能力，也避免洪水對河道治理設施的沖擊。

進行一定的改造將原河道6和旁通道5交換后成為行洪旁通道。

在旁通道末端設事故池7和欄桿8可防止非正常情況下河道治理設施毀壞后進入下游原河道5，影響河道功能。

采用河道治理旁通道治理河道的優勢及要求：

1)原來不能直接安裝在河道上的曝氣設施、沉淀設施、過濾設施等，可以安裝在旁通道上，用于凈化河水；

2)合理確定導流墻的高度可確保行洪能力不小于未實施前原河道；合理確定出水口的大小和高度可確保洪水不對河道治理設施的沖擊；

3)旁通道內設置的治理設施可借助河水流動運行。

2 曝氣水車

缺氧是河道污染的一個重要特點，曝氣增氧是一種重要的河道治理措施。曝氣水車依靠水流推動將水車葉片末端的容器帶入水面冒出氣泡下釋放氧氣，增加河水溶解氧(容器進入水面下如同空瓶子放到水面下會冒出氣泡)，見圖2。

在水車葉片2的末端設置容器3，通過水體流動推動曝氣水車的轉動，將容器3帶入水面下釋放空氣，再帶出水面盛裝空氣，從而完成水車的曝氣過程。

曝氣水車的主要目的是曝氣，質量越輕阻力越小，采用塑料、鋁合金等輕質材料制造直徑1米左右甚至更小的曝氣水車安放在河道上。

在流速小的河段采用電機或動感單車齒輪(與景觀娛樂結合)帶動水車轉動。

采用曝氣水車為河道曝氣增氧的優勢有：

1)曝氣水車依靠水體推動，自動運行，不耗電或耗電量少，運行費用很低。

2)現有水車通過擾動水面能產生一定的曝氣作用，曝氣水車則在該作用的基礎上進一步依靠容器將空氣帶入水面下釋放，使曝氣效率更高。

1.水車轉抽；2.水車葉片；3.容器

3 過魚式沉淀過濾池

河水污染物中有很多是以固態的形式存在，而固態污染物是感官影響最明顯，也是河道黑臭問題的主要原因之一。過魚式沉淀過濾池在河道上設置過濾設施，在確保魚類通行的情況下去除河道上的固態污染物，見圖3。

1.河岸；2.隔墻一；3.過濾墻一；4.隔墻二；5.過濾墻二；6.過魚路線

圖3過魚式沉淀過濾池示意圖

Fig.3Schematicdiagramofsedimentationandfiltrationbasinwiththepassageoffishesinside

在河道上建設隔墻一2和隔墻二4兩組隔墻，建設過濾墻一3和過濾墻二5兩組過濾墻，形成沉淀池區并留出過魚線路6，河水經沉淀和過濾凈化后流向下游河道，固態污染物被攔截在沉淀區去除，魚類等水生動物通過過魚線路6進入下游河道或洄游到上游。

為確保河道行洪通暢：①可拓寬加深河道；②控制隔墻和過濾墻的高度使過量洪水可越過墻體流向下游；③隔墻和過濾墻選址在有跌水坎的河段；④設事故池，使構筑物在極端情況下沉入事故池，防止進入下游阻礙行洪。

沉淀區的固態污染物可采用現有的機械或人工除渣措施去除。

采用過魚式沉淀過濾池去除河水中的固態污染物的優勢有：

1)在去除河道上固態污染物的同時，可確保魚類等水生動物通行。

2)可連續、穩定、長期有效的去除河道上的固態污染物，成為污染物去除有效的開路。

4 結 語

如果說污水處理廠是末端治理措施，那么河道治理和湖泊的治理都是末端后治理措施。水污染的控制措施應該包含在清潔生產、末端治理和末端后治理的所有過程中，單獨控制其中的某個過程都是不完整的，只有所有過程都控制好，才能做好水環境保護工作。河道是一種納污水體，同時也是污染物進入湖泊、水庫、海洋等水體的主要渠道之一，加強河道的治理是保護河道水環境的需要，也是保護下游江河湖海的需要。河道的治理極為重要，但是河道的治理需要安全、穩定、經濟、高效的治理措施。

滿足河道行洪的要求是河道治理措施最基本的要求，河道治理旁通道通過導流墻將正常水位以下的河水引入旁通道進行治理，通過擋洪墻將超過正常水位的洪水導入原河道正常行洪，確保了河道的行洪安全和河道治理設施的安全。曝氣水車依靠水流推動將水車葉片末端的容器帶入水面下釋放空氣，增加河水溶解氧，是一種經濟、高效的河道曝氣增氧設備。過魚式沉淀過濾池采用兩組隔墻和兩組過濾墻形成沉淀池區并留出過魚線路，在確保魚類通行的情況下去除河水中的固態污染物，是一種連續、穩定的河道治理措施，

讓污染物離開河水的開路更有效。

該文所述技術主要參照河道治理旁通道、行洪旁通道、曝氣水車、過魚式沉淀過濾池等發明專利，文中主要介紹這些專利技術的要點，要了解詳細內容建議在專利公布公告網站上下載各專利的說明書。盡管這些專利技術在理論上均具有極大的實用價值，擁有極好的運用前景，但尚未轉化實施，建議在開展小試、中試及生產試驗確定技術參數的基礎上，再運用于實際工程。當然這些河道治理新技術的轉化和研發需要較高的投入，但是轉化成功的回報率也很高，同時這些技術的研發還可以申報科研經費、發表論文、在細節上申報更多的專利。