蔣啟華
(中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司廈門分院,福建 廈門 361000)
筼筜湖位于廈門島的中心位置,被廈門市民譽(yù)為廈門的會(huì)客廳,湖面面積約1.47km2,是廈門本島上最大的防洪排澇系統(tǒng)的受納水體。由于湖區(qū)地勢(shì)低,全流域有30余條排水溝渠通向湖內(nèi),雨天該湖擔(dān)負(fù)著37.1km2匯流面積的防洪任務(wù),晴天幾十條大小溝渠及城市下水道的部分污水也流入湖內(nèi),使 筼筜湖水質(zhì)污染問題十分嚴(yán)峻。在歷屆廈門市政府領(lǐng)導(dǎo)的高度重視下,筼 筜湖污染問題得以較好地控制,取得了一定成績,獲得了市民的認(rèn)可。
水體黑臭的原因主要是水體中溶解氧的缺乏,同時(shí)也與水體中氮、磷含量較高,營養(yǎng)富積以及底泥沉積有關(guān),主要原因有如下幾方面:
1)外源性有機(jī)物和氨氮消耗水中氧氣;
2)內(nèi)源性底泥釋放污染物質(zhì);
3)水體不流動(dòng)和水溫升高的影響。
結(jié)合上述水體黑臭的原因,總結(jié)筼 筜湖多年來綜合整治方案的方案路線,主要從4個(gè)方面進(jìn)行:污水截流方案(控制外源性污染入湖)、水體清淤疏浚方案(內(nèi)源污染控制技術(shù))、加大水體循環(huán)以及水動(dòng)力改善(增加溶解氧)、水體生態(tài)修復(fù)。
廈門島內(nèi)主要水體為島東部的五緣灣以及島西部的筼筜湖流域。 筼筜湖上游連接天、地湖以及松柏湖,全流域約37.1km2匯流面積。
筼筜湖整治工程大致分為4期:
1)廈門經(jīng)濟(jì)特區(qū)設(shè)立于1980年10月,在此之前筼筜湖周邊沒有系統(tǒng)的污水管道和污水處理廠,污水順地勢(shì)及排洪溝渠自流進(jìn)入筼筜湖。隨著城市經(jīng)濟(jì)、人口發(fā)展,大量污水無序排放 筼筜湖,對(duì)其水質(zhì)造成了較大影響。因此,一期工程建設(shè)為1982—1989年實(shí)施,主要工程是構(gòu)建南北兩岸污水干管及建設(shè)第一污水處理廠,將兩岸污水收集送入到污水處理廠。主要內(nèi)容:
(1) 建設(shè)湖濱北路至筼 筜路污水主干管與北岸1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)污水提升泵站及相應(yīng)的配套污水管網(wǎng)系統(tǒng);
(2)建設(shè)湖濱南路污水干管與南岸1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)污水提升泵站;
(3)建設(shè)廈門第一污水廠。
2)隨著城市經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展和人口急劇增加,污水設(shè)施無法滿足城市發(fā)展的需要,因此筼筜湖整治二期工程為1993—1997年實(shí)施,主要工程是南岸管線擴(kuò)容、新建污水廠,內(nèi)容如下:
(1)湖濱南路分流污水管道改造,將原有DN400mm~DN600mm的污水管改為DN800mm~DN1 000mm的污水管,長2.14km,并改造原南1號(hào)、南2號(hào)污水泵站,改造后本系統(tǒng)污水直接進(jìn)入一廠處理;
(2)鋪設(shè)筼筜湖南岸第二條污水截流管道7.15km,改造南岸12號(hào)、17號(hào)、18號(hào)等下水道溝口,并在湖中路橋西南側(cè)新建污水截流泵站1座,通過已建的廈禾路泵站,將合流污水提升進(jìn)入第二污水處理廠處理;
(3)建設(shè)廈禾污水提升泵站;
(4)建設(shè)污水二廠和深海排海管。
3)筼 筜湖整治三期工程為2005—2010年實(shí)施,主要工程背景為環(huán)湖各雨水排洪溝部分有污水排入水體,為減小污水對(duì)湖泊的影響需對(duì)入湖污水進(jìn)行截流,截流分2期實(shí)施:第一期為2005—2007年實(shí)施,主要采取傳統(tǒng)的重力式截流,對(duì)排污點(diǎn)實(shí)施篩選,對(duì)具備條件的排污點(diǎn)進(jìn)行截流;第二期工程為2007—2010年實(shí)施,主要對(duì)新產(chǎn)生污水排放點(diǎn)以及第一期遺留下來的排污點(diǎn)進(jìn)行截流。
4)筼筜湖整治四期工程。2010年,廈門市政府提出徹底解決筼 筜湖水體及周邊環(huán)境問題,根據(jù)市政府的要求形成2套方案,其中早期開始的“大截流”方案由于考慮到初期雨水的收集和處理,需新建一條污水總干管以及初期雨水調(diào)蓄池、初期雨水處理站等,工程投資較大,施工期間對(duì)筼 筜湖周邊影響太大而未被選中,最終實(shí)施方案如下:
四期筼筜湖流域綜合整治(2010—2015年)主要有加大納潮量以及強(qiáng)化水體循環(huán)、污水跨系統(tǒng)之間的調(diào)配、排洪溝的清淤、湖泊的清淤、對(duì)環(huán)湖所有排放點(diǎn)實(shí)現(xiàn)泵站截流達(dá)到晴天污水管渠保持干溝的狀態(tài)以及對(duì)排洪溝溝口臭氣溢出進(jìn)行綜合整治等。
1992年和2006年,筼筜湖管理中心2 次對(duì)筼 筜湖進(jìn)行了清淤,由于筼筜湖西堤底部與外海無法徹底斷開、湖水位無法排空,清淤方式為絞吸船吸泥方式。2次清淤基本清除了湖內(nèi)絕大部分的內(nèi)源性污染,清淤完成一段時(shí)間內(nèi)湖水水質(zhì)均有較大改善。但由于外源性污染的持續(xù)性輸入,且護(hù)岸邊由于拋石的存在,2次清淤都未涉及護(hù)岸邊淤積的污泥,目前,此污泥已成為筼筜湖的主要內(nèi)源性污染源。
2011年,筼筜湖上游湖泊松柏湖清淤采取了干塘清淤方案,淤泥清除徹底,清淤項(xiàng)目以及環(huán)松柏湖截污項(xiàng)目完成后,松柏湖水質(zhì)變好,市民十分滿意。
1971年,在填筑西堤的同時(shí)于西堤北端修建了西堤水閘,共4孔,單孔凈寬3.5m。內(nèi)湖湖底高程為-4.0~-2.50m(黃海高程,下同),西堤閘底板高程-2.74m,閘門最大開啟高度3.5m。該閘擔(dān)負(fù)著筼 筜湖區(qū)擋潮、泄洪及納潮搞活水體作用,其設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)僅為10a一遇。
為達(dá)到通過西堤閘的靈活運(yùn)行維持內(nèi)湖水體水質(zhì)的目的,1989年在內(nèi)湖從西堤閘到湖區(qū)又興建了長1.5km的導(dǎo)流堤。根據(jù)外海漲落潮情況,其中一閘孔作為納潮閘,后接湖內(nèi)干渠(底標(biāo)高-2.0m),外海漲潮時(shí),納潮水入內(nèi)湖,進(jìn)行水體交換,改善作為風(fēng)景區(qū)的筼 筜湖 水質(zhì)。 筼筜湖每日2納2排,湖水位控制在-0.7~0.0m,每日納排潮量(包括排澇泵站)1.1×106~1.4×106m3。
由于城市建設(shè)向東擴(kuò)展,江頭片區(qū)污水量大增,排入江頭天湖、地湖、松柏湖污水量急劇增多,導(dǎo)致湖水水質(zhì)變差。1998年,廈門市啟動(dòng)了對(duì)筼 筜湖上游換水方案,經(jīng)過海水“西水東調(diào)”與“東水西調(diào)”方案比較,最終采用投資較小的“西水東調(diào)”方案。
水生態(tài)修復(fù)包括水生植物和水生動(dòng)物(如魚類、底棲動(dòng)物等)食物鏈的修復(fù)與水文生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建。利用生態(tài)學(xué)原理構(gòu)建的食物鏈,在科學(xué)食物鏈下,通過水生動(dòng)植物吸收、分解、轉(zhuǎn)化,持續(xù)去除城市水體中污染物和營養(yǎng)物,改善水體環(huán)境[1]。筼筜湖多年來也一直尋求采取水生態(tài)修復(fù)的辦法促進(jìn)湖水水質(zhì)提升效果的長久、穩(wěn)定??傮w來看,由于 筼筜湖水質(zhì)晴天時(shí)為海水,雨天及暴雨情況下湖水中氯離子濃度下降,湖水水質(zhì)為海水以及咸淡交替的生態(tài)環(huán)境抑制水生動(dòng)植物的生長、繁殖,總體來看,生態(tài)修復(fù)效果均不明顯、持續(xù)性也較差。主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及效果見表1。
表1 生態(tài)修復(fù)工程一覽表
綜上所述,城市湖泊及水體自身環(huán)境容量有限,而周邊工業(yè)以及人口數(shù)量、密度均較大,大量污染物的排放對(duì)水體水質(zhì)造成不可逆轉(zhuǎn)的污染,因此,控制外源性污染源入湖是保護(hù)湖泊、水體水質(zhì)首要的,也是最重要的因素;水體交換、底泥清除等對(duì)改善水質(zhì)見效快,但不是根本長久之策;水體生態(tài)修復(fù)對(duì)污染物去除效果有限,尤其是海水介質(zhì)的水體。具體應(yīng)從如下3個(gè)方面著手:
1)全面規(guī)劃、合理布局,進(jìn)行區(qū)域性綜合治理;
2)減少和消除污染源排放的廢水量;
3)建設(shè)智慧水務(wù),加強(qiáng)監(jiān)測(cè)管理,制定法律和控制標(biāo)準(zhǔn)。