CN104278656B - 城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法。包括：(一)底泥内源污染负荷的评价，(二)暴雨径流外源污染负荷的评价，(三)生态清淤，(四)河滨生态多维循环式渗滤系统，(五)植物床载带生物膜耦合太阳能曝气与光催化氧化系统，(六)利用功能菌修复和强化底泥微生态环境，(七)近自然河道设计。该方法从内源污染、外源污染以及水体景观三个方面综合考虑，系统设计，能够使内源和外源污染均得到显著长效的控制，对水体黑臭、富营养化以及环境景观等问题都能够较好的解决；同时可对具体问题选择其中对应的组合，是一种治水成本低、效果显著，长效稳定并且环境效益突出的整治方法。

Description

城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法

技术领域

本发明是关于城市河道水污染控制的，特别涉及一种长期受到暴雨径流污染的河道水体控源截污和水质保持的方法。

背景技术

城市河流承载着城市发展和文化，不仅为人类提供饮用水源，还为市民提供休闲娱乐、观光游玩等多种经济文化价值。由于城市近郊河流周边的农田种植以及一些生活垃圾的随意堆放，暴雨径流中会携带大量的悬浮固体(SS)、总氮(TN)、总磷(TP)和有机质(OM)。对于长期受到暴雨径流污染的河道，不仅有较多被径流冲刷带入的悬浮颗粒，还有丰富的总氮、总磷以及有机质，引起水体水质的恶化。随着暴雨过后水力冲击的减缓，一些污染物会伴随着悬浮颗粒的沉降而进入底泥系统中，导致底泥中氮磷、有机质等污染物的富集。这些悬浮物和污染物会引起河水浑浊、河床升高、水体富营养化以及黑臭化等问题。严重影响了河流正常的行洪功能，水源功能和景观观赏性，对周边居民的生活产生困扰。

目前，河道治理和水质保持技术已经较为广泛，涉及河道护岸、水体净化以及底泥修复等各个方面。虽然这些技术设计在特定的目标起到一定的拦截控制污染物或保持水质的功能，但是其目标均较为简单，一般仅仅针对了众多污染因素及原因中的一点或几点，缺乏在对暴雨径流污染河道统筹考虑上的综合整治和技术集成方法。

已有的综合整治技术存在诸多不足和缺陷，如处理方法单一，何池全等人(CN102351315A)公开一种受污染河道的综合治理方法，方法中仅涉及了一种模块化生态护岸，与综合治理的理念相去甚远。偰建强(CN202936242U)发明了一种外循环复氧生态系统的河道综合治理，涉及技术方法实质是接触氧化工艺，通过数控配合水泵抽水，仅对河水进行了处理，并且未对内外污染源进行控制，无法实现治标又治本的综合治理。此外，现有综合治理方案缺乏明确的目标性，仅提出河道治理的笼统概念无法满足复杂的具体的实际工程需求。针对城市近郊暴雨径流河道的现状，需要统筹考虑，兼顾防洪排涝和生态景观，整治和生态修复受损河道环境系统，实现水质长期稳定，设计一种治理效果全面、应用范围广并且易于操作的技术集成方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种整治和修复暴雨径流污染河道(尤其是北方全年雨水较为集中的地区河道)并实现水质稳定保持的集成技术方法，达到截留雨水径流的外源污染，净化水体水质，削减底泥污染物质，改善底泥-上覆水微生态环境以及提高水体自净能力等目的，为其治理提供技术思路和方法指导。本发明包括了包括前期内、外源污染负荷和风险评价以及近自然河道的设计，初期底泥的生态清淤，中期河滨生态多维循环式渗滤系统和植物床耦合生物膜及光催化氧化系统的设置、近自然河道的改造以及后期功能菌的投加以强化河道微生态自净系统。适用于易受到暴雨径流污染的近郊河道。

本发明通过如下技术方法予以实现。

一种城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法，具体内容如下：

(一)内源污染负荷及释放风险评价

(1)采用具体实验监测的方法进行内源污染负荷及其释放风险调研；

(2)监测分析关键点位及断面的底泥沿程和纵向污染物分布及污染水平，主要包括有机质，总氮、总磷与重金属指标；

(3)分层分析底泥污染物释放风险，包括对不同沿程、不同深度的底泥进行污染释放试验；对不同深度的底泥释放进行污染风险评价；

底泥监测样品取双采样垂线上的柱状泥样，采样深度为1.5m～2.0m；

(二)暴雨径流入河污染负荷及风险评价

(1)依据水文估算法对暴雨径流入河前的污染负荷及风险进行估算和评价；

(2)对监测断面上典型降雨的入河前径流进行监测，包括悬浮颗粒(SS)、溶解性总氮、溶解性总磷、溶解性有机质以及颗粒态总氮、总磷、氨氮和有机质，结合降雨量确定全年典型降雨的污染负荷量；监测水样取双采样垂线上水面下0.5m和底泥表层上0.5m的两点；

(3)根据暴雨前后，评价径流冲击对河道水质的响应浓度变化的影响，对污染负荷的风险进行评价；

(三)制定生态清淤技术方案

(1)调查受污河段的底泥沉积面积以及沿程断面深度，确定底泥纵横断面形态，确定清淤面积；

(2)根据步骤(一)(2)所述内源污染负荷以及(一)(3)所述分层风险评价确定合理的清淤深度；

(3)根据上述清淤面积和深度确定清淤工程量，选配满足施工要求的清淤设施，确定具体施工方案并实施；

(四)设置植物床载带生物膜耦合太阳能曝气与光催化氧化的水质净化及保持系统

(1)通过设置植物床(3)去除水体中的TN、TP；

(2)在植物床(3)底部悬挂立体弹性填料，其上附着生长生物膜(6)，以去除水体中的COD及氨氮；

(3)在植物床(3)中设置一体式太阳能曝气装置(4)，提高水体的复氧速率，提高水体中食物链代谢活性，保持水体自净能力；

(4)在植物床(3)外围延伸0.5m的透水塑料板，铺设光催化氧化膜(5)用以降解水体中的难降解有机物；

(五)设置河滨生态多维循环式渗滤系统

(1)依据步骤(二)所述暴雨径流污染负荷分析，设置河滨生态多维循环式渗滤系统，该系统由河滨生态缓冲带(1)和植生滞留带(2)两部分组成；

(2)污染去除负荷取30～40g-COD/(m²·d),8～10g-氨氮/(m²·d)和1.0～1.5g-总磷/(m²·d)；依据步骤(二)中得到的最大日降雨污染负荷计算植生滞留带(2)的有效表面积，然后通过最大日降雨量计算植生滞留带(2)的有效体积，但需要核算深度不超过1.2m；

(3)植生滞留带(2)从上至下依次为挺水植物、土壤、砂砾填料；土壤层厚度为0.2～0.4m，填料层厚度为0.5m；

(六)设置功能菌强化底泥微生态环境系统

(1)根据步骤(一)、(二)确定的污染物种类来确定对应降解活性较强的功能菌；

(2)采用附着于固体颗粒的干式菌剂，对表层底泥的污染物质进行降解。

(3)从底泥中分离和筛选净化降污特征明显的功能菌，通过实验优化针对目标河道水体及底泥现状的菌群配比、投加比例、投加方式，依据确定的菌群配比、投加比例和投加方式将功能菌剂投加至目标河段；

(七)近自然河道设计

(1)在河道平直的区段设置中央岛屿(7)，使河水水流被迫减少过水面积，从而可以促使河水在行进过程中产生流速快慢的变化，增进水体水平流动活性；中央岛屿(7)中可以种植花草树木，增强景观效果，同时能辅助周边环境的净化；

(2)在500～700m间隔范围内，在底泥表面铺设最大厚度为0.8～1.2m，顺水流方向长为90～100m的碎石层(10)，增加水体纵向流动并减缓底泥中污染物的释放；

(3)河岸护岸(8)边铺设砂土和卵石；

(4)向经过净化处理后的河道投撒100～200尾/km的鱼苗，包括鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、鲫鱼丰富水体的生物多样性。

所述步骤一(3)的分层分析间隔为20cm。

所述步骤二(1)的水文估算法是结合雨水监测数据和公式估算全年总污染负荷，即 $W_a=\stackrel{\‾}{{\mathrm{\ρ}}_a}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{Q}_i\·{\mathrm{\ΔT}}_i,$ 式中代表污染物流量加权平均质量浓度，即 $\stackrel{\‾}{{\mathrm{\ρ}}_a}=\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{\ρ}}_j{Q}_j/\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{Q}_j,$ Q、ΔT、ρ分别代表某次降雨过程的流量、降雨历时和检测过程中算术平均质量浓度，n是降雨过程监测的次数，a代表不同污染物，包括悬浮颗粒SS、COD、颗粒态和溶解性总氮、总磷以及氨氮。

所述步骤二(3)的典型降雨为丰水期平均降雨强度等于和大于2.5mm/h的降雨以及枯水期降雨量超过枯水期年平均降雨总量50％的降水。

所述步骤三(2)中清淤深度确定方法采用底泥基质污染物含量及释放速率实验相结合的方法确定，当不同深度分层区段底泥的有机质含量小于或等于1.0％、总氮含量小于或等于0.1％、总磷含量小于或等于0.05％，或者在动态扰动试验中最大释放速率：TP小于等于1.0mg/m²/d、TN小于等于40.0mg/m²/d时的深度区段中值作为保留深度，其以上深度的底泥直至表层底泥作为生态清淤的目标。

所述步骤六中的功能菌包括高效降解酵母菌、放线菌，聚磷菌，异养硝化菌-好氧反硝化菌。

所述步骤六(3)中的投加比例m/v即菌剂干重与服务体积之比，为1/50000～1/200000；投加菌群配比为酵母菌、放线菌、异养硝化-好氧反硝化菌为2:1:1，投加方式为一半投加均匀撒入上覆水体，一半以两岸-河中三点式埋入底泥中。

所述步骤七(1)的中央岛屿(7)最低标高应略高于河流常水位的上限值，但低于洪水位以及两岸的护坡，且设置中央岛屿(7)的平面形态为近椭圆形，以此减少中央岛屿(7)对河水流动性的阻碍；被中央岛屿(7)分割的两条支流宽度不应小于河道宽度的1/5。

所述步骤七(2)碎石层(10)最大厚度不超过河水水深的1/5，沿程长度为25～40m，布置间隔应保证1.5km以上。

所述步骤六中功能菌的投加位置可以选择在碎石层(10)前，有效减少投加的功能菌被水流冲刷至下游。

本发明是一种较为系统的整合整治方案，不同部分相互配合，具体的有益效果体现在以下方面：

1.通过内源污染负荷和外源污染负荷的评价，可以因地制宜地、有效地设计水体净化设施，避免了工程浪费或因规模不足导致的净化效果较差。

2.内源污染和外源污染控制相互配合。该方法避免了一些仅对暴雨径流污染河道实施径流污染控制措施，而忽略的底泥历史积累和释放的潜在风险从而使得治理效果差的问题，能够从根本上解决水体的污染状况。

3.该方法涉及的设施均具有较强的抗冲击能力，在内外源污染负荷得到削减后长久有效地控制水体中的污染物浓度。

4该方法涉及的内容可灵活配合，针对不同的污染情况可选用针对性的方法组合，灵活降低工程成本。

5，该方法的治理成本低，基于自然生态净化，主要成本均为一次投入，无高额养护费用和人工费用，且景观效果极佳。

附图说明

图1为本发明城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法的流程图；

图2为本发明的平面效果示意图；

图3为图2的A-A剖视图。

本发明附图标记如下：

1————生态缓冲带2————植生滞留池

3————植物床4————太阳能曝气装置

5————光催化氧化膜6————生物膜

7————中央岛屿8————护岸

9————小桥10————碎石层

具体实施方式

下面结合北方某郊区河道为例，对本发明的方法作进一步描述(参见图1)，但本发明的保护范围不限于此。

(一)内源污染负荷及释放风险评价

(1)采用具体实验监测进行内源污染负荷及其释放风险调研；

(2)根据该河道周边地理、环境情况，选取了沿程9个检测断面；取样前期，河水已被抽走；选取在河中和岸边两点进行柱状取样，取样深度为2.0m。对9个断面，共计18个泥柱，依据20cm的深度间隔对2m长的底泥样品进行分段，最终得到沿程不同点位、不同深度的泥样，共计180个。对180个泥样进行有机质(重铬酸钾容量法)、总氮(凯氏定氮法)、总磷(SMT协议法)的检测，通过计算可以得到0-2.0m深度柱状泥样不同深度的有机质含量(单位g/kg)、总氮含量(单位mg/kg)与总磷含量(单位mg/kg)。对于同一点位不同深度的污染物浓度依据深度作图(以有机质测定为例,见图4)，于步骤(三)使用。

(3)对不同深度的泥层进行静态释放实验，将底泥装入3L塑料量杯中，将泥平铺到量杯底部，泥层厚度10cm，再沿壁缓缓加入2L蒸馏水，尽可能避免底泥被扰动悬浮。设置三个平行实验。前三天每隔半天监测底泥上覆水的COD、TN、TP指标；第四到七天每天监测一次，一周之后每隔2-4天进行一次监测，直至污染指标浓度基本稳定。以污染指标的稳定值作为评价释放风险的参数，于步骤(三)使用。

(二)暴雨径流入河污染负荷及风险评价

(1)依据水文估算法对暴雨径流入河前的污染负荷及风险进行估算和评价；

(2)监测点选在河口、支流与旁路口、河流拐点以及沿岸农村生活垃圾堆放点和农田沟渠入河点附近；超过250m未有监测点分布时补加一个监测点。某次典型降雨为例的降雨历时为3小时，平均强度为20mm/h。每15min对1km河段内监测点(入河前地表汇流)进行取样检测，并用便携式超声波流量计记录汇流流量，计算用流量Q_j取前后两记录点的算术平均值。降雨污染负荷的计算利用公式与以氨氮为例， $\stackrel{\‾}{\mathrm{\ρ}}=(3.0mg/L\×0.3L/s)+(5\×3.5)+\mathrm{...}+(1.2\×2.0)/(0.3+\mathrm{...}+2.0)=3.59mg/L,$ 单次降雨总负荷 $W_a=\stackrel{\‾}{{\mathrm{\ρ}}_a}\·\stackrel{\‾}{Q_i}\·{\mathrm{\ΔT}}_i=3.59mg/L\×2.5L/s\×3h=96.83g,$ 全年总负荷为全年典型降雨负荷的总和。一天内的多次降雨，通过加和即得到一天内的降雨污染负荷，全年的日降雨负荷最大值为最大日降雨污染负荷。

(3)通过降雨汇流量与流量加权平均质量浓度的相关关系可用回归方程进行拟合，并对流量加权平均质量浓度与河水暴雨过后水体污染物浓度变化进行相关性分析，最终可得到降雨汇流量与河水污染波动的一个相关性方程。一般降雨汇流量与河水污染波动的关系表现为当汇流量较低时，两者正相关，但随着汇流量增大，波动值逐渐达到极值并随后随着汇流量的增大而降低。如经调研分析得到，夏季1km河道降雨汇流量与河水污染物浓度波动值的相关方程为

由于河道夏季水体氨氮背景值约为1.4mg/L，目标控制氨氮不高于2.0mg/L，因此有0.6mg/L的波动限值，依据公式可以算出，在5.0～10.76m³的汇流量区间内，波动值大于0.6mg/L。应取上限值，因此至少10.76m³/d的汇流量应当被拦截滞留。氨氮去除负荷W_R＝3.59mg/L×10.76m³/d＝38.63g/d。由此估算出暴雨径流需要削减的污染负荷，以此作为风险评价参数。

COD、TP、TN等其他指标计算方法同上。

(三)制定生态清淤技术方案

(1)调查受污河段的底泥沉积面积以及沿程断面深度，确定底泥纵横断面形态，确定清淤面积；

(2)根据步骤(二)所得监测结果及释放风险评价，选取满足有机质含量小于或等于1.0％、总氮含量小于或等于0.1％、总磷含量小于或等于0.05％的底泥深度，或者在释放试验中最大释放速率：TP小于等于1.0mg/m²/d、TN小于等于40.0mg/m²/d时的深度区段。清淤深度选取通过上述各个指标确定的最大深度区段，最终确定深度区段为1.2-1.4m,取1.4m。

(3)生态清淤以6km河段作为示范段，工程量

Ew＝1.4m×6000m×3.5m(河底宽)＝2.94×10⁴m³

根据上述工况，选择适宜的施工器械，完成清淤工作。完成清淤工作以后，能够消除内源污染负荷的30％～60％，并且不破坏原有的微生态环境，使水体内源污染量显著降低。

(四)设置植物床载带生物膜耦合太阳能曝气与光催化氧化的水质净化及保持系统

(1)参见图2、图3，植物床3的基本结构由床体和外边框架组成。植物床外边框架采用PVC管，床体采用聚苯乙烯板，面积3m*3m，床体厚度10cm；种植植物品种为千屈菜，种植密度为5株/m²。

(2)床体底部悬挂立体弹性填料用于生物膜6生长，悬挂深度为0.5～1.0m；在悬挂立体弹性填料前，先对填料进行预挂膜处理，待生物膜6生长良好后，再用于实际河水净化。

(3)太阳能曝气装置4置于植物床中央，通过伸缩支架调节太阳能板高度，使其高于植物，避免植物生长挡光；下方安装配电装置，通过连接装置连接到床体下方水体中的曝气泵。

在植物床3的框架周围继续向外延伸0.5-0.8m、厚度为10cm的透水聚苯乙烯板，透水聚苯乙烯板上铺设光催化氧化膜5。

(4)通过一体式的太阳能曝气装置4将氧气直接传输到植物根系和生物膜6表面，能够极大地促进氧的利用效率，增强根系微生物的繁殖和膜生物的代谢；外围的光催化氧化膜5可以将周围的一些难降解有机物分解成低分子、易生物利用的有机物，供植物和生物膜吸收、生长与代谢。

(五)设置河滨生态多维循环式渗滤系统

(1)该系统由生态缓冲带1和植生滞留带2两部分组成，生态缓冲带1即是在岸坡上种植的草皮，当暴雨来临时能提高地面的滞流阻力，降低地表径流流速，并初步拦截悬浮性污染物。植生滞留带2设置于离河水岸边1m左右的位置，为方形沟渠形状，用以滞留雨水，并拦截暴雨径流夹带的污染物质。

(2)由步骤(二)(3)计算，污染物去除负荷W_R＝38.63g/d。取设计污染负荷8g-氨氮/(m²·d)，可得植生滞留带(2)的有效表面积A＝38.63/8＝4.83m²,为方便施工取整得5.0m²。COD、TN、TP等指标均按照上述步骤进行相应计算。最终表面积取各指标计算结果最大值。

深度根据有效体积和有效表面积(以氨氮计算结果作为最终确定的表面积)计算，有效体积V＝10.76×1.2(安全系数)＝13m³。深度h＝V/A＝13/5.0＝2.6m>1.2m。因此需要降低设计污染负荷以增大有效表面积，核算后实际表面积A_核＝V/1.2＝13/1.2＝10.8m²,实际污染去除负荷W_R＝38.63/10.8＝3.58g-氨氮/(m²·d)。

最终确定植生滞留带在1km河段上设置的表面积为10.8m²，具体长宽比依据地形设计，有效深度为1.2m；

设置植生滞留带2时应注意底部标高不应低于常水位，以保证滞留的雨水能够通过重力作用流入河内。

(3)植生滞留带2有效深度以下依次向下铺设0.3m厚的土壤和0.5m厚的砂砾填料；土壤上种植挺水植物。

(六)设置功能菌强化底泥微生态环境

(1)从实验室中分离提取高效降解酵母菌、放线菌，聚磷菌、硝化细菌、反硝化细菌等功能菌或从菌种保存单位和生物化学企业购买生物菌剂，

(2)将菌种冻干保存或使其附着生长于沉水填料后自然风干。

(3)投加菌剂时，以1/50000的投加比例将颗粒菌剂均匀投加至目标河段，有机物降解菌、异养硝化-好氧反硝化菌的比例为2:1；每隔200m对断面的上覆水及其底部的底泥进行菌剂投加，断面投加量通过投加比例和200m间隔所包括的水体体积进行计算。

投加菌剂时，一半均匀撒入上覆水体中，另一半通过将菌剂埋入底泥表层。当河水较深时，可用长管插入底泥表层，通过长管将颗粒菌剂输送至表层底泥内部；当河水较浅时，可人工进行埋置菌剂。

菌剂的埋置深度不宜过大，一般在5～10cm厚度以内，好氧型菌剂埋设深度可酌情减少，而缺氧/厌氧型菌剂的埋设深度可加大。

(七)近自然河道设计

(1)在河道平直的区段设置中央岛屿7。在清淤完成后将部分土方回填并在底部做混凝土垫层加固作为中央岛屿7的地基，上方继续回填一定土壤，周围做水泥护砌以加固结构，护墙中预留水孔，可使河水渗入土壤，以滋养中央岛屿7中植物。两岸与中央岛屿7之间可搭建小桥9进行连接。中央岛屿7岸边种植柳树，向中心靠近的部分种植观赏型花草以及灌木等植物。中央岛屿7中设置卵石路面，可供行人行走。

(2)碎石层10所用石头粒径为5～10cm，避开中央岛屿7和投菌点的位置进行铺设，最大高度为1m，铺设长度为100m，顺水流方向呈中间高、两头低的形状。

碎石层10铺设的位置靠近投菌点的下游方向，对减缓菌剂，尤其是投加到表层底泥的菌剂的流失，增强菌剂修复的效果。

(3)在河道护岸8沿水流方向堆砌一排砂土和卵石，增强边岸水流的扰动活性，并且为小型水生动物以及苔藓类等植物提供栖息场所和附着体。

(4)治理后期，水质有所改善，水质达到IV类水体标准后，向河道中播撒总计150尾/km的鱼苗，其中鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、鲫鱼、草鱼的比例各占1/5。

通过上述方法对同时受到暴雨径流和长期内源污染影响的河道，能够达到明显有效的治理效果，并且能够对水体水质进行长久的保持。通过内源外源协同控制，河滨系统-植物床-菌剂的联合作用，水质基本达到并能够保持在《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的IV类水体水质要求，其主要指标包括：

BOD₅<6mg/L；总磷(以P计)<0.3mg/L；总氮<1.5mg/L；氨氮(以N计)<1.5mg/L；溶解氧)>3mg/L；PH值：6-9。同时景色优美，水体清亮，为人们日常休闲提供了极佳的去处。

Claims (10)

1.一种城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法，具体内容如下：

(一)内源污染负荷及释放风险评价

(1)采用具体实验监测的方法进行内源污染负荷及其释放风险调研；

(2)监测分析关键点位及断面的底泥沿程和纵向污染物分布及污染水平，主要包括有机质，总氮、总磷与重金属指标；

(3)分层分析底泥污染物释放风险，包括对不同沿程、不同深度的底泥进行污染释放试验；对不同深度的底泥释放进行污染风险评价；

底泥监测样品取双采样垂线上的柱状泥样，采样深度为1.5m～2.0m；

(二)暴雨径流入河污染负荷及风险评价

(1)依据水文估算法对暴雨径流入河前的污染负荷及风险进行估算和评价；

(2)对监测断面上典型降雨的入河前径流进行监测，包括悬浮颗粒SS、溶解性总氮、溶解性总磷、溶解性有机质以及颗粒态总氮、总磷、氨氮和有机质，结合降雨量确定全年典型降雨的污染负荷量；监测水样取双采样垂线上水面下0.5m和底泥表层上0.5m的两点；

(3)根据暴雨前后，评价径流冲击对河道水质的响应浓度变化的影响，对污染负荷的风险进行评价；

(三)制定生态清淤技术方案

(1)调查受污河段的底泥沉积面积以及沿程断面深度，确定底泥纵横断面形态，确定清淤面积；

(2)根据步骤(一)(2)所述内源污染负荷以及(一)(3)所述分层风险评价确定合理的清淤深度；

(3)根据上述清淤面积和深度确定清淤工程量，选配满足施工要求的清淤设施，确定具体施工方案并实施；

(四)设置植物床载带生物膜耦合太阳能曝气与光催化氧化的水质净化及保持系统

(1)通过设置植物床(3)去除水体中的TN、TP；

(2)在植物床(3)底部悬挂立体弹性填料，其上附着生长生物膜(6)，以去除水体中的COD及氨氮；

(3)在植物床(3)中设置一体式太阳能曝气装置(4)，提高水体的复氧速率，提高水体中食物链代谢活性，保持水体自净能力；

(4)在植物床(3)外围延伸0.5m的透水塑料板，铺设光催化氧化膜(5)用以降解水体中的难降解有机物；

(五)设置河滨生态多维循环式渗滤系统

(1)依据步骤(二)所述暴雨径流污染负荷分析，设置河滨生态多维循环式渗滤系统，该系统由河滨生态缓冲带(1)和植生滞留带(2)两部分组成；

(2)污染去除负荷取30～40g-COD/(m²·d),8～10g-氨氮/(m²·d)和1.0～1.5g-总磷/(m²·d)；依据步骤(二)中得到的最大日降雨污染负荷计算植生滞留带(2)的有效表面积，然后通过最大日降雨量计算植生滞留带(2)的有效体积，但需要核算深度不超过1.2m；

(3)植生滞留带(2)从上至下依次为挺水植物、土壤、砂砾填料；土壤层厚度为0.2～0.4m，填料层厚度为0.5m；

(六)设置功能菌强化底泥微生态环境系统

(1)根据步骤(一)、(二)确定的污染物种类来确定对应降解活性较强的功能菌；

(2)采用附着于固体颗粒的干式菌剂，对表层底泥的污染物质进行降解；

(3)从底泥中分离和筛选净化降污特征明显的功能菌，通过实验优化针对目标河道水体及底泥现状的菌群配比、投加比例、投加方式，依据确定的菌群配比、投加比例和投加方式将功能菌剂投加至目标河段；

(七)近自然河道设计

(1)在河道平直的区段设置中央岛屿(7)，使河水水流被迫减少过水面积，从而可以促使河水在行进过程中产生流速快慢的变化，增进水体水平流动活性；中央岛屿(7)中种植花草树木，增强景观效果，同时能辅助周边环境的净化；

(2)在500～700m间隔范围内，在底泥表面铺设最大厚度为0.8～1.2m，顺水流方向长为90～100m的碎石层(10)，增加水体纵向流动并减缓底泥中污染物的释放；

(3)河岸护岸(8)边铺设砂土和卵石；

(4)向经过净化处理后的河道投撒100～200尾/km的鱼苗，包括鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼、鲫鱼丰富水体的生物多样性。

2.根据权利要求1所述的一种城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法，其特征在于，所述步骤一(3)的分层分析间隔为20cm。

3.根据权利要求1所述的一种城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法，其特征在于，所述步骤二(1)的水文估算法是结合雨水监测数据和公式估算全年总污染负荷，即式中代表污染物流量加权平均质量浓度，即Q、ΔT、ρ分别代表某次降雨过程的流量、降雨历时和检测过程中算术平均质量浓度，n是降雨过程监测的次数，a代表不同污染物，包括悬浮颗粒SS、COD、颗粒态和溶解性总氮、总磷以及氨氮。

4.根据权利要求1所述的一种城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法，其特征在于，所述步骤二(3)的典型降雨为丰水期平均降雨强度等于和大于2.5mm/h的降雨以及枯水期降雨量超过枯水期年平均降雨总量50％的降水。

5.根据权利要求1所述的一种城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法，其特征在于，所述步骤三(2)中清淤深度确定方法采用底泥基质污染物含量及释放速率实验相结合的方法确定，当不同深度分层区段底泥的有机质含量小于或等于1.0％、总氮含量小于或等于0.1％、总磷含量小于或等于0.05％，或者在动态扰动试验中最大释放速率：TP小于等于1.0mg/m²/d、TN小于等于40.0mg/m²/d时的深度区段中值作为保留深度，其以上深度的底泥直至表层底泥作为生态清淤的目标。

6.根据权利要求1所述的一种城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法，其特征在于，所述步骤六中的功能菌包括高效降解酵母菌、放线菌，聚磷菌，异养硝化菌-好氧反硝化菌。

7.根据权利要求1所述的一种城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法，其特征在于，所述步骤六(3)中的投加比例m/v即菌剂干重与服务体积之比，为1/50000～1/200000；投加菌群配比为酵母菌、放线菌、异养硝化-好氧反硝化菌为2:1:1，投加方式为一半投加均匀撒入上覆水体，一半以两岸-河中三点式埋入底泥中。

8.根据权利要求1所述的一种城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法，其特征在于，所述步骤七(1)的中央岛屿(7)最低标高应略高于河流常水位的上限值，但低于洪水位以及两岸的护坡，且设置中央岛屿(7)的平面形态为近椭圆形，以此减少中央岛屿(7)对河水流动性的阻碍；被中央岛屿(7)分割的两条支流宽度不应小于河道宽度的1/5。

9.根据权利要求1所述的一种城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法，其特征在于，所述步骤七(2)碎石层(10)最大厚度不超过河水水深的1/5，沿程长度为25～40m，布置间隔应保证1.5km以上。

10.根据权利要求1所述的一种城市近郊暴雨径流污染河道综合整治和水质保持方法，其特征在于，所述步骤六中功能菌的投加位置选择在碎石层(10)前，有效减少投加的功能菌被水流冲刷至下游。