0 引言

　　为推进长江经济带发展，落实中央“以共抓大保护、不搞大开发为导向”的重要指示，首批长江大保护试点城市岳阳与三峡集团合作，全面实施“共抓大保护”示范项目建设，开展水环境治理、水生态修复和水资源保护“三水共治”，以流域治理、厂网河(湖)岸一体等方式，探索建立全产业链治理新模式。通过推进东风湖(含吉家湖)黑臭水体治理等先行先试工作，力求总结出可持续、可复制、可推广的改善城市水环境质量的新模式、新机制，提炼长江大保护“岳阳经验”。

　　1 东风湖流域水环境概况

　　东风湖流域位于岳阳市主城区的西北部，地处洞庭湖与长江交汇口，水面面积2.42km²，库容约670万m³，是岳阳中心城区面积最大的内湖之一。在全国黑臭水体普查中，东风湖被列为黑臭水体，严重制约产业发展，更影响周边居民的健康。消除东风湖中心城区范围的黑臭水体，是岳阳市中心城区污水系统综合治理的首要目标。

　　项目前期调查显示，东风湖上湖、中湖水质级别为劣Ⅴ类，下湖部分区域为劣Ⅴ类，其余区域为地表水Ⅳ～Ⅴ类，主要污染指标为化学需氧量(COD)、氨氮(NH₃-N)、总磷量(TP)、总氮量(TN)，整个流域基本处于中度富营养化状态，部分区域处于轻度富营养化水平，北部局部存在深水区。目前东风湖上湖、中湖、下湖基本被隔绝，和吉家湖互不连通，水动力条件较差，且均为东风湖新区的城市内湖，无上游来水汇入，补水来源主要为流域内地表径流、壤中流、湖面降雨补给、地下水补给及环湖周边城市排水等。

　　2 东风湖流域污染源特征分析

　　2.1 污水直排

　　存在大量污水直排口是城市水体污染的典型特征之一，老城区管网雨污合流制占比高，且部分区域配套管网缺失，污水直排问题突出，管网本底情况复杂，大量污水和管底淤泥直排入湖。经调查，东风湖(含吉家湖)共存在34个污水直排口(其中上上湖及上湖区域14个，中湖区域10个，下湖区域10个)，共计纳污面积1 546.86km²，约服务10万人口，给东风湖带来大量点源污染。

　　2.2 合流制溢流污染

　　合流制溢流(CSO)污染是造成老城区水体黑臭和水环境污染的重要原因^[1]。岳阳中心城区排水管网建设发展不均衡，老城区开发建设早，东风湖周边区域排水体制以截流式合流制为主，由于末端污水处理厂规模的限制和截流倍数的控制，导致降雨时大量合流制污染物溢流进入河湖水体。东风湖(含吉家湖)合流制的溢流口位于马壕进水口分流井处，马壕纳污区服务片区均为合流制排水，纳污面积达941.4km²，雨季时来水流量大于马壕1期的处理规模，大量雨污水通过溢流口溢流至东风湖上湖。

　　2.3 面源污染

　　1)城市面源污染东风湖汇水区范围内存在分散的微小企业和居民(包括排水不完善的棚户区和城中村居民)，部分区域环境脏乱差，降雨时随溢流污水进入河道，严重影响水体感官和水质。

　　2)农业面源污染主要来源于化肥、农药、畜禽粪便、水产养殖等。东风湖属于城市水体，周边农业面源较少，但分散的居民种植菜地和养殖畜禽，会有部分面源污染进入水体。

　　2.4 底泥淤积引起的内源污染

　　东风湖地处岳阳市老城区，周边以化肥厂、纺织厂及巴陵石化等厂区为主，合流制污水常年直排入湖，导致东风湖淤积严重，底泥中累积的有机物及营养物质被释放，进一步恶化水体水质，在春夏季节易富营养化。

　　东风湖底泥呈上湖淤积深，中湖、下湖淤积较浅的状态。上湖淤积厚度大多>1m，中湖内洞庭湖大道北侧300m处存在1条西北-东南向淤积带，淤积厚度为0.8～1.0m，其余区域淤积厚度为0.4～1.0m，下湖淤积厚度0.6～1.0m。

　　上湖、中湖及排污口附近区域的TP,TN污染较严重，TP,TN分布特征如图1所示。根据《全国河流湖泊水库底泥污染状况调查评价》对底泥营养组分(有机质、氮、磷)进行等级评价，上湖及中湖部分区域为重度污染。

　　综上所述，东风湖流域污染主要来源于污水直排、合流制溢流、微小企业和居民带来的面源污染、底泥内源污染，主要污染指标为COD,NH₃-N,TP，上湖、中湖及排口附近区域污染较严重。

　　图1 东风湖清淤区表层底泥分布特征  

　　3 控源减排技术的应用研究

　　水体黑臭的根本原因是污染量超过水体自净能力，须从根源上控制污染源的排放，也是后续其他技术措施的前提，城市水体治理还须考虑经济性、长效性和安全性，因此，选择既能有效控制污染又切实可行、经济合理的控源减排技术尤为重要^[2,3]。针对东风湖黑臭水体的污染源特征，探讨适合城市黑臭水体的控源减排技术。

　　3.1 控源截污技术

　　控源截污技术通过截留水体污染源的方式，有效控制污染物的进入，并集中处理污染物，确保满足相应标准后，再进行排放，进而控制污染源。该类措施工程量和一次性投资大、实施难度大、周期长;截污导致河道水量变小、流速降低，须采取必要的补水措施，主要用于城市水体沿岸污水排口、分流制雨水管道初期雨水或旱流水排口、合流制污水系统沿岸排口等永久性工程治理。

　　东风湖点源污染控制工程可采用以下方式对直排口进行有效截污。

　　1)直排污水截流通过沿湖铺设污水截流管线，并合理设置提升(输运)泵房，将污水截流纳入城市污水收集和处理系统。2020年为实现地表水Ⅳ类水质，马壕污水处理厂的一级A出水将对改善东风湖水质产生影响，因此须建设尾水排放管，通过撇洪渠将尾水直排至洞庭湖。

　　2)一体化污水处理设施暂时没有截留条件的直排口采用一体化污水处理设施控制污染，远期按规划进行截污。

　　3.2 合流制排水系统溢流调蓄技术

　　其核心在于水量调蓄和污染削减，可采用污水加强处理设施、CSO调蓄池、调蓄坑塘、生态滤池的形式有效控制雨季合流制溢流污染。

　　截留合流制污水可进入马壕污水处理厂，在污水处理厂预留用地内建设1座8万m³/d的合流制污水一级强化处理设施，内设进水泵房、粗细格栅、旋流沉砂池、磁混凝沉淀池，加强处理雨季截留的合流制污水。对超过截留能力的污水，根据水环境容量计算合流制排口允许年污染排放量，设定溢流次数，确定调蓄规模，建设CSO调蓄池进行调蓄，降雨后排至污水处理厂进行处理，还可利用现有坑塘作为调蓄坑塘。

　　3.3 面源污染控制技术

　　目前国内外面源污染控制多结合海绵城市建设，采用低影响开发(LID)技术、初期雨水控制与净化技术、地表固体废弃物收集技术、土壤与绿化肥分流失控制技术及生态护岸与隔离(阻断)技术^[4]。畜禽养殖面源控制主要采用粪尿分类、雨污分离、固体粪便堆肥处理利用、污水就地处理后农地回用等技术^[5]。公园绿地LID技术改造流程如图2所示。

　　图2 公园绿地LID技术改造流程  

　　根据污染源特征，东风湖面源污染削减工程根据源头减排→过程控制→末端治理的治理路线，全面落实海绵城市建设理念，采用渗、滞、蓄、净、用、排的海绵城市措施控制面源污染，主要包含东风湖区域海绵城市建设和环湖滨水生态缓冲带LID改造^[6]。滨水生态缓冲带内共建设雨水花园17 711m²，生物滞留带17 033m²，雨水湿地5 203m²，植草沟8 928m²，透水铺装135 890m²，建成后新区内雨水年径流总量控制率达84.4%，污染物削减率(以悬浮物SS计)达55.0%。

　　3.4 内源治理技术

　　东风湖内源污染主要是由于底泥严重淤积，目前底泥主要有原位修复和异位处理技术。(1)底泥原位修复技术包括投放底泥改性剂/微生物及纳米曝气等，投放化学或生物试剂存在环境风险，须谨慎使用;纳米曝气对工业废水处理效果良好，但对主要污染物TP,TN收效甚微。(2)底泥异位处理一般采用清淤疏浚的方法，包括机械清淤和水力清淤等，从水体中取出污染负荷较高的底泥，从而控制水释放污染物，通常适用于所有黑臭水体，尤其是重度黑臭水体底泥污染物的清理，能快速降低内源污染负荷，避免实施其他治理措施后，底泥污染物在水体中释放。需做好底泥污染调查，明确疏浚范围，合理控制疏浚深度，过深易破坏河底水生生态，过浅不能彻底清除底泥污染物。底泥运输和处理难度较大，存在二次污染风险，须按规定安全处置。

　　根据东风湖底泥调查结果，对全水域和汇水区内的管道进行清淤。综合底泥垂向重金属和营养盐含量分析结果，按有效清除污染、改善环境的原则，确定清淤范围约为2.52km²，平均清淤深度为0.48m。

　　3.5 清水补充

　　将污染负荷低、清洁的再生水注入黑臭水体，实现水体修复，适用于城市缺水水体的水量补充，或滞流、缓流水体的水动力改善，可有效提高水体流动性。

　　目前东风湖上湖、中湖、下湖的水动力条件较差，无上游来水汇入，补水来源主要为流域内地表径流、壤中流、湖面降雨补给、地下水补给及环湖周边城市排水等。为保证设计条件下的水质，确保夏季不发生水华现象，根据换水周期(夏季30d，春秋60d，冬季90d)及地下水补给量，综合计算适宜的水资源需水量，如表1所示。

　　表1 适宜水资源需水量  

　　万m³

　　表1 适宜水资源需水量

　　3.6 城乡一体化黑臭水控排

　　随着经济高速增长和城镇化快速发展，城镇生活用水增加导致排水增加，黑臭水处理成本增大，且生活排水富含的营养物质未得到有效利用。另一方面，城镇生活用水增多挤占农业用水，导致农业灌溉用水日趋紧张;农业生产化肥施用量逐年增加，面源污染严重，推动实施城乡一体化黑臭水控排即推动城镇生活排水用于灌溉，建设现代生态灌区，既缓解城乡用水矛盾，降低城镇黑臭水处理费用，也降低对生态环境的损害。

　　4 结语

　　黑臭水体成因复杂，影响因素众多，是水环境污染治理的难点，治理黑臭水体是任重道远的系统工程，应从根源上着手，抓住黑臭水体的症结，根据水体污染特征，遵循适用性、全面性、经济性、长效性和安全性原则，针对性地组合和集成控源减排技术，控制污染源，减少排放，后续才能重构水体生态系统，做到标本兼治，保障治理效果。