1 引言(Introduction)

　　城市化與工業化的迅速發展與基礎設施建設的相對滯后, 導致我國城市水環境狀況惡化并引發社會的強烈關注(Guo, 2007; 陳豪等, 2014).以貴州省為例, 根據《2015年貴州省環境狀況公報》, 納入監測的44條河流中劣Ⅴ類水質斷面占6個;潘真真等(2017)的研究表明, 2010—2014年期間, 貴州省水環境處于生態赤字狀態且生態壓力較高, 水環境生態壓力主要來源于生活水污染.國務院于2015年頒發了《水污染防治行動計劃》, 至2017年, 全國已實現黑臭水體整治794處, 1298處進入方案制定和治理階段, 城市水環境得到顯著改善(吳舜澤等, 2015).進行城市河道水環境綜合整治, 達到河道水質改善的關鍵目標和考核指標, 已被證明是實現城市經濟生態可持續發展的有效手段.

　　目前, 已有部分研究者對城市河道水環境綜合整治的過程進行研究(Feng et al., 2014; 連衛中, 2015), 結果表明, 入河污染物總量超過河道自凈能力是造成河道水質惡化的主要原因(Yates et al., 2012; Shen et al., 2013), 實施污染物源頭控制、引水調水、底泥疏浚和生態修復等是進行水環境綜合整治的主要手段(Gao et al., 2009; 許寬等, 2013).吳劍明等(2016)、孟偉等(2007;2013)、許卓等(2008)研究了市橋河、遼河、國外萊茵河和泰晤士河等水環境綜合整治的情況, 對國內外重要河道水環境整治項目的治理思路和采取的工程措施進行了分析.

　　現有的研究通常集中于對污染情況和治理措施的定性描述, 而對污染物來源與負荷的定量識別、采取的工程措施的有效性分析及工程措施與水質改善之間關聯性的定量系統分析研究較少(徐志平, 2015; 鄧仰杰, 2014).基于此, 本研究以貴州南明河綜合整治工程為例(2012年起先后啟動1期和2期工程并完工, 3期工程正在實施), 在前期對河道污染物種類及來源進行定向識別的基礎上, 進而采取具有針對性的相應工程措施, 并評估這些措施對污染物削減的貢獻.通過建立MIKE模型, 進一步評估工程措施與河道水質改善的關聯性, 并預測未來河道水質情況, 以期為國內城市河道水環境治理提供決策參考.

　　2 材料與方法(Materials and methods)2.1 研究區域概況

　　南明河為長江流域烏江的支流, 源于平壩縣與花溪區交界處, 自西南向東北流經花溪區、市區、烏當區及龍里、開陽兩縣邊界, 至龍里兩岔河納獨水河, 主要有6條支流.南明河干流長118 km, 干流城區段(三江口至紅巖橋)16 km, 水力資源豐富, 是當地工業、生活用水和農田灌溉的重要水源, 其主要支流、匯水口及匯水區域圖如圖 1所示.

　　圖 1南明河主要支流、匯水口及匯水區域圖 

　　隨著當地工業化、城市化的快速推進, 南明河沿河流域人口急劇增加, 污水處理能力和基礎設施建設已不能滿足新增污染物的處理, 導致近年來南明河呈現出污染加重趨勢.監測顯示, 到2012年5月, 南明河干流沿程的COD、氨氮、TP及SS濃度分別達33.4~91.3、0.83~2.04、0.13~0.57和13.4~58.3 mg·L-1, 河道水質整體處于劣Ⅴ類水平.

　　因此, 為實現南明河的水質凈化與提升, 當地于2012年啟動了南明河綜合整治項目.根據《水污染防治行動計劃》“全力保障水生態環境安全”的要求及《地表水環境質量標準》關于水域功能和標準分類的規定, 結合考慮南明河作為當地的母親河及在一定程度上作為非人體接觸的娛樂用水需要, 確定南明河水環境綜合整治的目標是最終實現干流全段的主要水質指標(COD、氨氮和TP)達到地表水Ⅳ類水質, 建立完善的綜合生態水環境體系, 實現可持續的生態河道健康功能.

　　2.2 樣品采集與分析

　　以南明河干流城區段為對象, 對干流以外的支流匯入口、截污溝溢流、污水處理廠排水進行水量水質測試(取樣時間為2012年5月, 處于枯水期), 分析南明河外源污染的主要污染物種類和排放負荷, 主要包括：花溪河、小黃河、麻堤河、小車河、市西河、工廠溢流口、污水廠排水、1號排水大溝、2號排水大溝和貫城河排水溝.水樣采集時, 在支流兩岸離岸1 m處及中線位置(取水深0.5 m處水樣各1 L并混合)、截污溝溢流處及污水處理廠排水口(出水混合較均勻, 直接取樣)取樣;每隔4 h進行水樣采集并連續采樣6次(持續24 h), 將6組樣品混合后檢測COD、氨氮、TP及SS.參照《水與廢水監測方法》對水樣中的COD、氨氮、TP及SS進行檢測(白瑤等, 2011), 各支流及排污溝流量通過當地監測站提供的斷面水文條件與實測流速(Area velocity flow Module, ISCO2150, Isco, Inc. US)進行測算(沈曄娜等, 2010).

　　采用柱狀取樣器(9 cm×50 cm), 對南明河干流城區段沿程進行底泥取樣(共5處)分析.沉積物的前30 cm每5 cm分一層, 30~50 cm每10 cm分一層, 共分為8層, 分別檢測各層含水率、有機質含量(OM)、總氮(TN)和總磷(TP).其中, 有機質、總氮、總磷含量測定以干基為基礎進行分析(王佩等, 2012).對南明河干流城區段進行底泥深度分析, 每隔80 m在河道兩岸離岸0.5 m處進行河床淤泥深度檢測, 沿程共布點200處.

　　2.3 污染及減排負荷計算

　　根據匯入南明河干流城區段的各支流、截污溝溢流及污水處理廠排水的流量與污染物濃度, 估算入河點源污染量(取樣期間無降雨徑流, 無面源污染負荷匯入);通過南明河干流城區段下游與上游斷面污染物總量之差估算沿程污染總負荷.考慮到南明河沿程均處于劣Ⅴ類水體, 自凈能力不明顯, 在忽略河道自凈能力的情況下, 通過沿程污染總負荷與入河點源污染量之差, 估算內源污染釋放量(式(1)).

(1)

　　式中, Tm為內源污染量(t·d-1), Qx、Qs和Qn分別為南明河干流城區段下游斷面、上游斷面、各支流等點源污染源流量(106 m3·d-1), Cx、Cs和Cn則為分別對應的各污染物濃度(mg·L-1).

　　新建污水處理廠和現有污水廠升級改造對污染物的削減量為：

(2)

　　式中, Tr為通過新建污水廠或污水廠提標改造新增的污染負荷減排量(t·d-1), Qk為污水廠處理水量(106 m3·d-1), Cko為污水廠出水污染物濃度(mg·L-1)(包括COD、氨氮和TP), Cki為新建污水廠的進水污染物濃度(mg·L-1)(針對水廠提標改造項目, 則為改造前的出水濃度).

　　2.4 河道水質模型建立、率定與預測

　　為評估工程治理措施對南明河水質的有效性和改善程度, 并指導南明河治理工程的進行, 建立MIKE11模型驗證并預測采取的工程措施對南明河水質的影響.模型主要參照以前的研究(熊鴻斌等, 2017; Doulgeris et al., 2012), 并基于地形、水文水質等資料, 采用監測所得各進水點水量及水質條件作為模型邊界條件, 對南明河干流城區段(三江口至下游斷面)進行模擬工作.水動力水質模擬分析在最不利條件下(枯水期)進行, 若枯水期滿足水質目標(Ⅳ類), 則在同樣的污染排放負荷下, 平水期、豐水期的水質目標也可滿足.采用2013—2014年水文水質監測數據對模擬參數進行率定, 并進一步通過2016年9—10月監測數據對模擬參數進行校核和修正.

　　3 結果與討論(Results and discussion)3.1 南明河干流水環境污染關鍵要素識別

　　以南明河干流城區段為研究對象, 造成南明河道黑臭的污染來源主要有點源污染、城市面源污染與內源污染(Stahl, 1979; 陳玲等, 2012).對于南明河干流城區段, 匯入的各支流(支流內污染物主要來源于沿岸生活污水排放)、管網截污溝溢流及污水廠排水等具有固定的排放和匯入點, 可視為點源污染.城市面源污染部分主要為通過地表徑流帶來的污染負荷, 胡成等(2006)、王軍霞等(2014)的研究表明, 我國城市面源污染約占點源污染負荷的20%.通過點源污染與城市面源污染負荷的總量可評估進入南明河干流城區段的外源污染量.此外, 干流中河道底泥污染物(COD、氨氮和TP等)通過生物的擾動作用、沉積物有機物的礦化作用及底泥再懸浮會釋放到水相中造成內源污染(丁濤等, 2015; 梁文等, 2011).厘清外源污染和內源污染對河道水質變化的貢獻, 識別造成水環境污染的關鍵因子, 對有效進行河道修復具有重要作用.

　　3.1.1 外源污染

　　以南明河干流城區段為研究對象, 以匯入南明河干流的各支流、截污溝溢流及污水廠排水等共計10處評估點源污染量, 并主要包含花溪河、小黃河、麻堤河、工廠溢流口、污水廠排水、小車河、市西河、1號排水大溝、2號排水大溝和貫城河排水溝, 各匯入處的水量及相應的污染物濃度如表 1所示.10個入河點中, COD、氨氮和總磷單項指標為劣Ⅴ類的分別達80%、60%和30%.COD和氨氮是南明河的主要入河污染物, 50%的點源污染來水中COD和氨氮濃度超過Ⅴ類水限值100%, 最高達到了153.4和17.3 mg·L-1(超過地表Ⅴ類水限值284%和765%).同時考慮各入河點的水質及水量的情況下, 花溪河、小黃河、市西河和貫城河排水溝對南明河干流的污染負荷最強, 污染物總量分別占南明河點源污染的87.7%(COD)、82.0%(氨氮)和85.4%(TP).

　　對污染負荷嚴重的花溪河、小黃河、市西河和貫城河排水溝沿線排污口進行排查并進行產業分析, 其主要污染來自于兩岸生活污水的排放(截污管溢流及部分直排), 這也與南明河入河污染物以COD和氨氮為主的特征相符.生活污水排放入河主要是由于近年來城市的迅速發展, 污水量迅速增大, 原有截污管網不能滿足現有污水收集需要, 使得生活污水大量溢流甚至直排造成.生活污水等外源污染入河是造成各支流及排污口COD和氨氮等超標的關鍵因素, 是造成南明河黑臭污染的主要原因.

　　美國和日本的研究表明(荊紅衛等, 2012), 隨著點源污染得到全面控制后, 面源污染將成為影響水環境水質改善的重要因素(劉莊等, 2015), 其對污染負荷的貢獻最高可達總污染負荷的50%~75%;而由于國內水環境治理仍處于初期, 胡成等(2006)、王軍霞等(2014)的研究表明, 國內城市的面源污染約占點源污染負荷的20%.因此, 本研究中主要通過點源污染估算面源污染負荷, 計算可知, 面源污染對COD、氨氮和TP的負荷分別約為10910、464和68 t·a-1.

　　3.1.2 內源污染

　　以H點(26.574169°N, 106.713866°E)處所取淤泥為例, 分析河道底泥理化性質及其隨底泥深度的變化規律, 其余各處的底泥性質具有相似性.結果表明(圖 2), 底泥含水率由表層往下逐漸降低, 上層污泥(0~30 cm)含水率較高(介于55%~70%之間), 下層污泥(30~50 cm)含水率相對降低(介于35%~45%之間).此外, 污泥干基有機物、TN及TP含量隨底泥深度的增加, 總體呈現先增加再減少的趨勢.干基有機物含量總體介于10%~20%之間, 總氮含量介于3500~6000 mg·kg-1之間, 總磷含量介于2000~5000 mg·kg-1之間.

　　圖 2南明河淤泥含水率、有機質含量、TN及TP含量隨深度的變化

　　趙興青等(2007)在研究太湖底泥中有機物及營養鹽含量隨深度變化時發現, 在底泥表層(0~15 cm)有機質及營養鹽的含量最高, 但變化幅度較大總體呈現波動狀態;在15 cm后呈現隨深度增加有機物及營養鹽含量逐漸減少的趨勢, 這一結果與本研究相似.底泥表層有機物含量波動較大, 可能主要是由于其處于兩相交界面, 生物反應比較活躍(Zhang et al., 2010; Li et al., 2010);此外, 由于是河道環境, 河道底泥受到河水沖刷帶來的水力擾動較于湖泊更為強烈, 也是導致南明河底泥表層有機物及營養鹽含量略為偏低的原因.但總體而言, 南明河淤泥的含水率、干基有機物及營養元素含量隨底泥深度呈現逐漸下降的趨勢, 并在40 cm深度(對于H點處淤泥)開始迅速降低, 與上層的底泥性狀呈現顯著的差別, 說明40~50 cm是合適的清淤深度.

　　南明河干流城區段河道內底泥深度沿程變化如圖 3所示, 南明河底泥分布極不均勻, 厚度變化范圍較廣(0~110 cm之間), 多介于0~10 cm之間(約占65%), 污泥厚度分布隨著厚度的增加出現頻率降低.底泥厚度最大點一般出現在橡膠壩上游一定距離處.這是由于橡膠壩的存在使得壩前一段距離內(2~4 km)河道水深開始明顯增加, 使得流速減緩, 導致懸濁物大量沉降造成.

　　圖 3南明河淤泥深度沿程變化

　　3.1.3 外源及內源污染對南明河污染負荷的貢獻

　　陳玉輝(2013)在研究溫州城市河道時發現, 河道處于黑臭情況下, 水域的水質變化沒有明顯的自凈梯度.考慮到南明河沿程均處于劣Ⅴ類水體, 自凈能力不明顯, 在忽略河道自凈能力的情況下, 通過污染物總量與點源污染量之差, 估算內源污染釋放對COD、氨氮和TP的負荷貢獻分別約為30690、122和120 t·a-1.因此, 合并考慮點源與面源污染量為外源污染的情況下, 考察進入南明河的外源及內源污染負荷, 可發現外源污染是造成南明河水質污染的關鍵因素, 其對南明河中COD、氨氮、總磷的貢獻分別達到了68%、95%和77%(圖 4).此外, 內源污染的治理也具有重要意義, 底泥內源釋放對COD和TP污染的貢獻較為顯著, 分別占總體污染負荷的32%和23%.

　　圖 4外源與內源污染對南明河污染貢獻比較

　　3.2 南明河水環境治理措施及效果

　　根據對南明河水環境污染的來源識別, 針對性地對外源及內源污染采取措施;工程措施同時針對干流與支流開展, 以削減通過支流最終匯入干流的污染物.治理過程中觀測南明河的長期運行效果.

　　3.2.1 整治措施

　　外源污染的截留與治理：對干流及支流生活污水收集系統進行改造以完善對污水的截流, 對排水大溝與截污溝連接點進行改造共255處;新建6座污水處理廠以處理新截流污水, 出水達到一級A標準, 處理量共19萬m3·d-1 (其中2座污水廠位于干流, 處理量共8萬m3·d-1, 其余4座水廠均位于支流);同時對南明河流域現有4座污水處理廠升級改造, 出水由一級B提至一級A標準, 處理量共49萬m3·d-1 (其中1座污水廠位于干流, 處理量為16萬m3·d-1).此外, 為配合污水廠的建設同步完善相應污水廠的收集管網, 主要包括對麻堤河污水廠所處的麻堤河流域(母豬井、王武、珠顯、周家寨排水主干線4條, 麻堤河沿岸截污溝)、青山污水廠的小車河流域(藍草壩、青山、太慈橋排水主干線3條及小車河沿岸截污溝)、小關污水廠等的污水收集系統進行完善, 總體實現南明河干流全線截污、支流的納污系統建設基本完善.

　　內源污染的清淤與長效保持：通過人工配合挖掘機挖掘污泥的方法, 共清淤71.2萬m3, 基本解決南明河的內源污染問題.將原有橡膠壩改造為翻板壩, 利用水壩蓄積河水并周期性放空的方式, 形成短時間較大水力擾動對河道進行沖刷, 達到對河道內源污染控制的長效治理.

　　生態建設恢復自凈能力：對南明河和相關支流進行生態建設, 包括進行河床生態修復、生態駁岸修復面積分別約31.2和3.1萬m2, 跌水曝氣坎40道, 以重新塑造其多樣生態群落, 恢復水體自凈能力.

　　3.2.2 整治措施效果分析

　　通過截污納管并新建污水處理廠、對現有污水廠提標改造和底泥清淤3項措施, 對COD減排量分別達10125.1、598.6和30690.9 t·a-1, 對氨氮減排701.8、50.3和122.1 t·a-1, 對TP減排81.1、16.5和120.4 t·a-1.由于底泥釋放污染物主要為COD和TP, 清淤對COD和TP減排貢獻顯著, 占總污染物減排量的74.0%和55.2%.外源污染的減排對各項污染物均存在顯著削減, 通過新建污水廠及污水廠提標改造對COD、氨氮及TP的削減量分別占總污染物減排量的26.0%、86.0%和44.8%.同時, 相較于底泥清淤為一次性工程措施, 截污及污水處理為長期運營措施, 從而為河道的運營實現持續減排.

　　采取的工程措施(1期和2期工程)共減少南明河COD、氨氮和TP污染負荷的43.1%、30.1%和41.1%(圖 5).經過1期和2期整治后仍進入河道的污染物中, 一部分來源于少量未能截污納管的污水;同時, 經截污并處理后達到一級A標準排放的污水仍屬于地表劣Ⅴ類水, 且由于南明河自然流量較小(污水廠尾水占總水量的46.3%), 污水廠尾水也是河道污染物的重要來源.此外, 工程中針對面源污染削減的措施較少, 雨季初期雨水、溢流混合污水對南明河干流水質將造成短期的顯著污染, 降低其斷面水質達標率.荊紅衛等(2012)通過調研美國水環境整治項目后指出, 當點源污染得到全面控制后, 面源污染對水環境污染的貢獻將十分顯著, 最高可達總污染負荷的50%.因此, 后續可通過進一步完善截污納管與提高污水廠排放標準(如提標至出水主要水質指標達到地表水Ⅳ類)削減點源污染, 并在合適情況下通過海綿城市建設等措施削減面源污染量, 以繼續減少進入南明河的外源污染負荷.

　　圖 5整治措施對外源與內源污染的減排貢獻

　　通過采取水環境綜合整治措施(1期和2期工程)并經半年時間運行, 南明河整治段劣Ⅴ類的河長從整治前的51.0%下降至17.4%, 主要水質指標(COD、氨氮和TP)達到地表水Ⅴ類的水質段由原來的10.1%提高至24.3%, 主要水質指標(COD、氨氮和TP)達到地表水Ⅳ類的水質段由原來的8.8%提高至28.2%.重點水質斷面包括三江口、河濱公園、政府辦公樓及水文站水質斷面的COD、氨氮及TP濃度相比于整治前均顯著下降, 達到Ⅳ類或Ⅴ類水質標準;南明河干流及各支流內沉水植物生長良好, 河道生態功能呈現良性恢復狀況.

　　3.3 南明河水環境質量模擬預測

　　目前, 南明河水環境整治工程(1期和2期)已經基本完成, 南明河水質得到顯著改善.3期工程正在進行中并主要包括繼續完善截污管網(干流及支流新建截污溝約25.5 km), 新建4座污水廠(總處理量12.5萬m3·d-1);部分污水廠出水標準進一步提升(由一級A提至出水主要水質指標(COD、氨氮和TP)達到地表水Ⅳ類水標準, 共33萬m3·d-1), 強化生態修復(河床植物覆蓋率達80%)及進行海綿城市建設控制城市面源污染.為評估南明河水環境整治主體工程全部完成時南明河水環境狀況, 基于南明河上游匯水區域歷史和現狀的水質、水文、地形、生態、污染源等統計資料, 對完成3期整治后的水質狀況進行模擬與預測, 以指導工程的進一步實施.

　　3.3.1 模型建立與率定

　　建立MIKE11模型后, 采用2013—2014年水文水質監測數據對模擬參數進行率定.同時, 1期及2期工程實施后, 南明河生態系統得到良好恢復, 形成淺層富氧河流, 因此, 需考慮河道的自凈能力.進一步采用2016年9—10月監測數據對模擬參數進行校核和修正, 并確定了模型的主要參數, 包括水動力系數和水質降解系數.其中, 水動力系數河道糙率(n)確定為0.025, 水質參數包括COD的降解系數、氨氮的降解系數和TP的降解系數, 并分別確定為0.090、0.085和0.050 d-1.模型模擬顯示, 模擬結果與實測結果較吻合, 其中, COD、NH3-N及TP模擬值與實測值相對誤差分別為8.3%、9.5%和8.4%(均小于10.0%), 模型適用于后續工作的模擬與分析.

　　3.3.2 南明河水質預測

　　模擬結果顯示(圖 6), 南明河干流城區段下游斷面在3期工程完成后能穩定達到Ⅳ類水質;部分河段能進一步達到地表Ⅲ類水質, COD、氨氮和TP單項指標達到地表水Ⅲ類水的河段占干流城區段全長的76.6%、56.3%和11.1%.

　　圖 6三期整治工程完工及2種調水方案情境下的南明河干流沿程水質模擬結果

　　然而, 仍存在部分河段的氨氮或TP不能達到地表Ⅳ類水的情況(COD在全河段均能達標).在三江口(上游來水斷面)、污水廠排水(距上游斷面約4.5 km處)、市西河匯入口(距上游斷面約10.6 km處)等處, 相對于沿程上下游均有污染物顯著上升的情況, 并導致部分河段TP和氨氮超標.TP在三江口下游700 m和市西河匯入口下游1300 m范圍內, 氨氮在市西河匯入口下游3900 m內略高于Ⅳ類水體指標;其中, TP最高達0.35 mg·L-1 (超標0.05 mg·L-1, 以P計), 氨氮最高達1.81 mg·L-1 (超標0.31 mg·L-1, 以N計).因此, 三江口、污水廠排水和市西河匯入口及相應的下游河段應進行重點關注, 需要通過污染排查或強化處理措施的方式重點削減這幾處的入河污染負荷.

　　除在三江口、污水廠排水及市西河匯水對南明河造成顯著的污染負荷外, 枯水期南明河自然基流較小、河道內主要為污水處理廠尾水也是部分河段較難達到地表Ⅳ類水標準的重要原因.南明河在枯水期時46.3%的流量來自于污水處理廠尾水(污水廠尾水及自然徑流量分別為80.5和93.3萬m3·d-1(王菊等, 1999)), 其中3期工程完工后污水處理廠出水為一級A標準的(屬于地表水劣Ⅴ類水)有47.5萬m3·d-1, 占總流量的27.3%, 從而降低了河道的環境容量.

　　為保證南明河主要水質指標(COD、氨氮和TP)在干流城區段全長范圍內穩定達到地表水Ⅳ類標準, 可考慮將全市的污水廠排水標準均提升至出水主要指標達到地表水Ⅳ類或從上游鄰近水庫(紅楓湖, 為Ⅱ類水體)調水的方式增大枯水期河道基流.由于南明河自然流量較小并主要以污水廠尾水為主, 在污水廠出水主要水質標準為地表水Ⅳ類的情況下, 若沿河仍存在無序徑流及少量未能截污納管的點源排放(從而引入污染負荷), 就可能使得干流全段主要水質指標達到地表水Ⅳ類的目標難以實現.相比之下充分考慮當地現狀情況, 上游鄰近水庫水量充沛、水質較好(地表水Ⅱ類)且具備調水條件, 同時由于調水距離較近的原因在經濟性上也具有競爭性.因此, 綜合考慮技術實現可行性、達標穩定性及經濟性, 可考慮通過一定程度的區域調水方式進一步提升河道水質.經計算, 通過紅楓湖對南明河進行生態補水且補水量達到2.89 m3·s-1時, 在最劣情況下(枯水期)南明河水質最差斷面主要水質指標(COD、氨氮和TP)可恰好達到地表Ⅳ類水標準;進一步地, 考慮模擬誤差并在達標保證率高于90%的情況下, 枯水期補水量應達到3.47 m3·s-1.在平水期和豐水期間, 由于河道自然基流增大, 南明河干流水質優于枯水期模擬結果, 補水量可相應減小.

　　由模型模擬可知, 針對南明河的水環境綜合整治, 通過截污(沿河完善截污納管)、污水收集與處理(新建污水廠及已有污水廠的提標改造)及清淤(內源污染消除)等措施可以大幅削減入河的有機及氮磷污染物(削減率達到30.1%~43.1%), 從而顯著改善河道黑臭情況.消除外源及內源污染對于國內大部分河道的水環境整治具有適用性, 且對管網、污水廠的長效運行維護及清淤后底泥的長效控制, 是實現河道水質長期保持的關鍵.同時對于城市河道而言, 由于沿岸大量人口的用水及排水, 生態基流一般較小, 且污水廠一級A標準的出水仍然屬于劣Ⅴ類水;此外, 當點源等主要污染源得到全面控制、入河污染負荷總體較低的情況下, 面源污染對水環境污染的貢獻也將可能十分顯著.因此, 為進一步提升河道水質, 在經濟技術可行情況下可考慮進行污水廠出水的進一步提標改造(如出水主要指標達到地表水Ⅳ類)和近距離補水調水, 同時應通過海綿城市建設等措施加強對面源污染的控制.

　　4 結論(Conclusions)

　　1) 南明河中污染物以COD和氨氮為主, 外源污染對干流城區段中COD、氨氮及總磷污染負荷的貢獻分別達到68%、95%和77%, 是造成南明河水質污染的關鍵因素.

　　2) 通過截污納管、污水處理及河底清淤的方式削減外源和內源污染, 可共削減南明河COD、氨氮和TP污染負荷41414.6、874.2和218.0 t·a-1;通過生態建設恢復河道自凈能力并經半年運行后, 南明河劣Ⅴ類河道長度占比從整治前的51.0%下降至17.4%, 主要水質指標達到地表水Ⅴ類的水質段由原來的10.1%提高至24.3%.

　　3) MIKE模型預測綜合整治措施全部完工時, 南明河下游水質斷面能穩定達到Ⅳ類水體, 但在枯水期仍可能存在部分河段TP超標(占河道總長12.5%, 超標至多0.05 mg·L-1)、氨氮超標(占河道總長24.3%, 超標至多0.31 mg·L-1)的情況.

　　4) 通過從上游水庫(Ⅱ類水)進行生態補水, 可保障南明河水質在干流城區段全長范圍內、全年度穩定達到地表Ⅳ類水, 考慮模擬誤差且保證達標率高于90%的情況下, 枯水期最高補水量應達到3.47 m3·s-1.(環境科學學報 作者：李力)