城市黑臭水体不仅给群众带来了极差的感官体验，也是直接影响群众生产生活的突出水环境问题[1]，国务院颁布的《水污染防治行动计划》提出“到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内，到2030年，城市建成区黑臭水体总体得到消除”的控制性目标。城市黑臭水体整治已经成为地方各级人民政府改善城市人居环境工作的重要内容。
1工程概况
定远县南城河原是定远县城的护城河，随着时代的变迁和城市发展，南城河也从护城河、环城河演变为城中河。自80年代以后，河道在两岸居民生产生活的影响下，河道逐渐被侵占，河体严重污染，河内淤积严重等环境问题[2-3]，同时存在泄洪隐患，已严重影响着定远县城市形象与城市居民生活环境质量，急需进行综合整治。检测结果显示从南城河均为黑臭水体；其中中游及下游河段为重度黑臭。
2黑臭[4]成因及存在问题
（1）南城河管道截污率底，现有沿河管道堵塞和破损严重，大量城市生活污水和径流污染直接排入南城河。
（2）南城河内源污染严重：1）河道岸帯生活垃圾堆积严重，雨天垃圾污染冲刷入河严重；2)河道底泥释放污染物同时河道底泥发生厌氧发酵污染南城河。
（3）南城河无稳定补给水源，水量、流速及水位低，实际成为老城区的排污明渠；
3治理目标
本项目目标是在沿河截污的基础上，通过清淤疏浚、生态修复[5]等措施，改善南城河水体黑臭的现状。项目完成后南城河需达到的水质目标为消除黑臭现状，主要水质指标达地表水V类水标准的目标。其中水质目标为：通过实施全面的工程与非工程措施，使南城河消除黑臭水体现状，水质主要指标达地表水V类水标准；主要检测指标如下表。
水体特征指标目标
3总体治理方案
在系统分析南城河水环境特点、周边环境特征及污染物来源的基础上，结合环境条件与控制目标，筛选技术可行、经济合理、效果明显的技术方法，初步提出：
采用“控源截污、内源治理”技术削减污染源入河
采用“清水补给、生态修复”技术增加南城河环境容量
采用“智慧监控系统、水质保持”方案保证南城河长期达标
4治理方案及措施
4.1控源截污工程
（1）管道建设方案
本项目南城河两岸分别建设一根截污干管，最终接至鲁肃大道西北侧现状DN800截污干管，现状截污干管底标高为53.5m。
南城河西侧截污干管汇水面积约275ha，东侧汇水面积约375ha，截流倍数为2，则西侧污水量约为5000m3/d,总合流污水量为15000m3/d；东侧污水量约为7000 m3/d，合流污水量约21000 m3/d。
西侧管道最低点标高为54.0m，距离终点距离约1958m，可利用坡度为0.255‰，根据计算DN800钢筋混凝土管满足合流流量要求，流速为0.35m/s。由于管道全线可利用坡度较小，为方便以后清淤清通需要，方案全线管道采用DN800。
东侧管道最低点处排口标高为蚌埠医院南侧合流大排口，标高为53.8m，距离终点距离约1118m，可利用坡度为0.268‰，合流大排口上游距离花园湖西大街距离约1156m，与合流大排口处高差约2.6m，可以利用坡度较大。根据计算，合流大排口下游管道采用DN1000钢筋混凝土管，流速为0.31m/s，坡度最小为0.12‰，上游由于起端现状管管径为DN800,本方案管径采用DN800。平面布置见下图：
截污干管敷设示意图
（2）排口截流方案
1）分流制排口截流
南城河两岸（花园湖西大街~鲁肃大道）共有污水排口18个，管径为DN100~DN400，花园湖两侧共有4个污水排口(管径为DN100~DN1200,其中DN1200管道水量较小，呈渗水状态）。
本次分流制排口截污方案，分流制污水均接入截污干管，保证污水全截流，截污干管建设时，在相应排口处预留污水接口，以使管道排口接入。
2）合流制排口截流
根据勘察，沿线共合流排口20处，有4处位于花园湖右侧，其余16处位于南城河（花园湖西大街~鲁肃大道）。
对于各排口，采用截流井将旱季污水及部分初期雨水截流至截污干管，溢流合流水根据流量大小及污染程度做相应处理。
根据计算合流排口21-HZ、28-HZ及49-HZ溢流合流污水量较大，其余排口均在1000m3左右及以下。
根据水动力及水质模型模拟结果，本项目在其他工程措施实施前提下（内源治理、生态修复等），对排口21-HZ、28-HZ进行溢流合流污水处理后能够保证在雨后3d左右时间内河道水质能够恢复至目标水质，否则达不到目标水质要求。
为此，本项目仅对主要排口21-HZ、28-HZ采用一体化设备处理。49-HZ排口位于本项目水质维护范围之外，仅设置截流井。
两处合流排口一体化初期雨水处理设备规模分别为3500m3/d、6500m3/d。
4.2内源治理工程
本工程清淤总量约29950.5m³，淤泥上层和河道局部低洼处淤泥，泥水混合后，采用泵吸方式清淤，通过管道泵入固化站干化，约1620m³（水下方，含水率63%），下层淤泥采用机械和人工方式直接开挖，转运至干化场干化，约28330.5m³（水下方，含水率63%）。干化底泥转运至红线内两座小型堆场填埋，填埋底泥量约15536m³，其余14414.5m³干化底泥部分转运至县城北侧石门前废弃采石坑（运距约13km），废弃石坑无法消纳的剩余干化底泥作为红线内景观绿化基肥。
内源治理工艺流程图
（1）底泥清淤工程设计
本清淤工程主要采用干式和半干式清淤法，清淤总量约29950.5m³，淤泥上层和河道局部低洼处淤泥，泥水混合后，采用泵吸方式清淤，通过管道泵入固化站干化，约1620m³（水下方，含水率63%），下层淤泥采用机械和人工方式直接开挖，约28330.5m³（水下方，含水率63%）。根据南城河现状进行分段清淤，通过修筑围堰，设置导流系统。 采用泥水泵将水体排干，水体排至下游河道。
（2）底泥干化工程设计
本项目采取自然脱水和机械脱水相结合的方式，即固化站和干化场结合方式。固化站脱水底泥约1620m³（水下方，含水率63%），干化场干化淤泥量约28830.5m³（水下方，含水率63%）。
（3）底泥处置工程设计
本项目干化底泥总量为29950.5m³，干化底泥转运至红线内两座小型堆场填埋，填埋底泥量约15536m³，其余14414.5m³干化底泥第三方检测合格后部分外运至县城北侧石门前废弃采矿坑，采矿坑消纳不了部分作为红线内景观绿化基肥。
本项目2个小型堆场为红线范围内用地，与场内临时道路相连。两个分散小型场地，北侧称为1号堆场，南侧为2号堆场，分别占地6264㎡和4880㎡，填埋容积分别为17532m³和13540m³，总填埋规模为31072万m³。干化底泥和黏土采用1:1的比例混合填埋，干化底泥填埋量为15536m³。
4.3清水补给工程
清水补给工程主要是合理规划和调配定远县水资源源，加强对南城河的生态流量统筹管理，恢复南城河的生态基流，增加南城河的水环境容量。
由水量模拟分析可知城北水库平均可通过降雨补水（含上游汇流）约1925万m3/年，除去蒸发量、渗漏量和取水量，平均余水量约201.8万m3/年，即城北水库库容充满后以平均约201.8万m3/年的流量向下游泄水。
城北水库总库容为2885万m3，根据节算可知，最小生态基流为64.66万m3/a。生态基流占总库容的2.24%。对水库库容和蓄水产生影响较小。
由于城北水库放水采用上开式闸门，无法保证连续放水保证南城河的生态基流，因此建议采用总水量64.66万m3/a不变的前提下间歇放水，每月固定时间放水3~5次，单次放水1.5~2.0万吨。
4.3生态修复工程
（1）水生动植物系统构建
水生动植物系统构建包括水生植物系统和水生动物系统构建。水生植物系统包括挺水植物、浮水植物以及沉水植物。良好的动植物生态系统是水质良好的基础。
南城河中主河槽内为沉水植被密植区，为水质净化的主要区域，考虑到不响应主河槽行洪，本项目拟在主河槽两岸6-8米宽度范围内种植水生植被；南城河中下游主河槽外部分段设置有浅水区域，水深约0.8m，主要用于景观休闲，考虑到不影响水面景观效果，在浅水区域主要种植净化能力强的沉水植物，同时岸边适当点缀挺水植物，由于本方案中布置了人工浮岛，为起到水质最大净化效果[6]，不再布置浮水植物。南城河共种植挺水植物和沉水植物约45127m2。
（2）人工浮床
本项目仅在南城河设置人工浮床，设置总面积约484m2。人工浮床主要布置在景观浅水娱乐区和合流制排口附近。景观浅水娱乐区水面开阔，流速较缓，利于生物生长和栖息以及生态浮岛的稳定性，同时，可较好的净化该区域旅游污染；合流制排口初雨流量小的的排口主要通过生态措施削减污染物，在排口位置设置生态浮岛，净化水质同时，遮挡排口，提升景观。
（3）人工增氧
设计后南城河河面宽度约35m，水深约2.1m，河道长度为2.6km，河道水体总体积为191100m3；K1为BOD5反应速率系数，根据《全国水环境容量核定技术指南》，K1取值一般在0.1~0.35d-1之间，南城河治理后，水面较宽，且曝气设备加剧了污染物的降解，本项目K1取0.135d-1；南城河建成后水体流动性较低，为保险起见，K2取0.1d-1；考虑到氧气转移效果，按0.75考虑；经测算，南城河河道需氧量为722.38kg/d，曝气机一天按14h考虑，所需曝气量最小为68.80kgO2/h。
本项目拟在水文流动缓慢处、生物膜（生物绳和生态基）区域以及大型生态浮岛附近设置曝气机。强力造流曝气机，充氧能力强，加强局部的水体流动，减少死水区域的形成，主要设置在南城河生态浮岛区、生物膜（生物绳）区域。结合曝气需氧量计算，南城河共布置18台；
（4）生物膜技术
南城河采取生物绳作为生物填料，便于安装，且净化效果良好，主要安装在监测断面上游30米以上和主要雨水排口附近，共设置9处。生物填料选择耐洪水冲击能力强的生物绳。配套曝气设备选用造流曝气机，由于曝气机的水平射流长度约50-60m，结合曝气需氧量规模计算，共设置18台造流曝气机，曝气机主要参数为电压380V，功率2200w，增氧能力4.1kgO2/h,循环通量615m3/h。
4.4智能在线监测系统
（1）视频监控系统
项目设置视频监控系统，系统由红外夜视摄像机、红外球一体机、嵌入式网络硬盘录像机、液晶显示器等组成，以实现对监控现场的观察、录像及其查询。监控现场分布主要水面和在线监测设备监控为主，共计8个点。
（2）在线监测系统
本项目在河岸上下游段设置两个水质在线监测点：分别位于河道K0+100、K2+200。各个水质自动监测站是以现场水质监测为目的来开的多参数、智能化的水质分析仪。可同时实现多个水质指标的实时测量、显示、存储和传输。水质监测指标：水温、pH、电导率、溶解氧、氨氮。
（3）中央智慧控制管理平台
本项目设置中央智慧管理平台，智慧管理平台是按照面向对象设计思想和重构理论，在一定的需求范围之内，封装了为实现这些需求而必须具备的一些基本功能和执行逻辑的软件框架。在这个平台之上，可以根据不同的需求，通过平台定义的接口，采用增量式的开发方式实现具体的业务。平台支持的协议及相关系统要求
系统管理架构图
5 工程运行效果
工程项目完工后，经过《城市黑臭水体整治工作指南》进行了公众调查，并经安徽上阳检测有限公司对项目终点检测，水体黑臭已经得到全面消除。
6工程投资
本项目总投资71946.97万元，其中工程费用约60691.00万元。
7结论
城市河道黑臭水体的整治按照“控源截污；内源治理；清水补给；生态修复；智能在线检测”的基本技术路线是可行的。
参考文献：
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[6]董哲仁，刘倩，曾向辉．受污染水体的生物生态修复技术【J】．水利水电技术，2002，33(2)：1—5．