0 引 言
河流不仅是城市防洪体系的重要组成部分、城市生态环境的重要载体，更是城市景观、宜居环境建设的重要支撑、城市经济持续发展的重要基础设施之一。然而随着经济、社会的快速发展，河道空间被挤占、水体被污染、河流生态要素被破坏的现象日益严重。
国外的代表性覆盖河道为韩国首尔市的清溪川，于1958年被覆盖，导致清溪川水体长期黑臭，变成了名副其实的“大型城市下水道”[1]。2003年，首尔市政府利用外源截流、内源控制、人工净化等技术还清了清溪川，使其成为黑臭河流治理的典型案例[2]。国内的覆盖河道也有类似工程，如北京的三里河水系，形成在明代，到清末逐渐被填平。2016年北京市政府经改建，从走向上还原了“水穿街巷”的三里河水系美景[3]。
深圳市自改革开放以来得到快速发展，城市用地紧张和建设土地需求之间的矛盾日益突出，许多河道由明变暗，作为商业、居住等用途(河道覆盖是指将明河改为暗渠形式，但跨河兴建的公用路桥结构形式的除外)。虽然，覆盖后的河道可以一定程度上提高经济价值和城市空间，但从水利环境方面来讲，河道暗涵化严重，部分河道行洪断面严重缩减，降低了水面率，同时加大了防洪排涝风险，部分河道甚至成为污水排放渠，严重影响水环境。
因此，对深圳市的覆盖河道进行调查，摸清河道覆盖现状并分析其主要问题，提出针对性对策与建议，对于全市河道综合整治、改善城市河流生态环境具有重要参考价值。
1 调查范围及方法
1.1 调查范围
深圳市水系发达，河汊纵横。根据深圳市水系分布特点和河流地理特征，将集雨区面积>100 km2的河流单独分区，形成茅洲河流域、观澜河流域流域、龙岗河流域、坪山河流域、深圳河流域、宝安西部流域、深圳湾水系、大鹏湾水系和大亚湾水系9个流域。
根据2019年《深圳市河道管理范围线勘定工程》，深圳市流域面积>1 km2的大小河流共有310条。本次调查以此310条河作为调查范围。
1.2 调查方法
确定调查范围后，利用搜集资料、走访调研等手段，借助卫星定位等技术，结合实地踏勘等方法对覆盖河道的地理位置、汇水面积、覆盖长度及覆盖段位置等信息进行全面调查。
1.3 代表性河道的水质气体检测方法
为了解覆盖河道的水质、有害气体等情况，选取3条不同长度、治理状况的覆盖河道进行了水质和气体检测。
以河道上覆物及周围的城市功能特征为主要依据，选择了爱联河、白石洲排洪渠和皇岗河3条覆盖河道作为代表性河道进行典型覆盖段的水质和气体检测。3条河道的来水均为雨水及周边污水，其中爱联河的覆盖段主要为城市道路；白石洲排洪渠覆盖段主要为绿地及居民区；皇岗河的覆盖段主要为商住、文教等综合区域。爱联河取样点为暗涵起点(1—龙岗体育中心；2—盐龙大道)、止点及中下游；白石洲取样点为暗涵起止点处；皇岗河取样点为暗涵的起止点及中下游。
代表性河道的检测方法中，TP、NH3-N、TN采用分光光度法进行测定，
和
采用离子色谱法进行测定，COD采用快速密闭催化消解法检测。气体采用PGD4-C-M4便携式四合一气体检测仪进行现场测定，其中白石洲排洪渠覆盖段在采样期间正在进行施工改造，前期进行过暗涵内排气并一直架设通风设备，无采样意义，故未进行有毒有害气体检测。
2 调查结果
2.1 覆盖河道基本信息
根据收集河道、水文、城市规划等资料，本次进行调查的深圳市10个行政区的覆盖河道共310条，包含干流(独立河流)25条，一级支流145条，二、三、四级支流140条。所有河道的总长度为999.5 km，汇水面积共计3459.88 km2；其中，覆盖河道共115条，占总河道数量的37%；其中干流(独立河流)17条，一级支流46条，二、三级支流52条。覆盖段长度共178.2 km，占覆盖河道总长的42.1%，占总河道长度的17.8%。所有覆盖河道及覆盖段位置如图1，各流域覆盖河道数量及覆盖长度信息如图2—3所示。
由调查结果可以看出：在原特区内，深圳河流域、深圳湾流域及观澜河流域的覆盖河道数量及覆盖长度占其河道总长度的百分比最高；深圳河流域、深圳湾流域的覆盖段长度占覆盖河道长度的百分比最高。其中，深圳河流域、深圳湾流域所在的行政区主要为南山区、福田区及罗湖区，是深圳市的中心区域，商业区、居民区、行政区等各类功能区的用地紧张，导致大量原有的明渠被覆盖成城市公路及高架桥等；观澜河流域所在的行政区为龙华区，是深圳市工业区的主要所在地，行政区的中心区域也相应存在不少商业居住区，由于早期缺乏相应的管制措施，部分河道被当时的村民私自覆盖，其他河道因新建楼宇、工业区自身需要及城市道路规划要求等原因也部分或全部被覆盖。而在特区外的某洲河流域及大鹏湾流域，由于深圳市近年来快速发展使这两个区域的工业及旅游业崛起，人口快速增长，导致河道覆盖部分较多。
图1 深圳市覆盖河道水系
Fig.1 Map of the covered rivers system of Shenzhen
调查河道总数/条； 
覆盖河道数量/条； 
覆盖河道占总河道数量百分比/%。
图2 深圳市各流域河道覆盖数量
Fig.2 Quantities covered rivers in each basin in Shenzhen
2.2 代表性覆盖河道水质情况
3条代表性河道，福田区的皇岗河、南山区的白石洲排洪渠、龙岗区的爱联河的水质情况，与新洲河的明渠段做对比,结果见图4。
覆盖长度/km； 
覆盖长度占覆盖河道总长百分比/%； 
覆盖长度占总河道长度百分比/%。
图3 深圳市各流域河道覆盖长度信息
Fig.3 Length of covered rivers in each basin in Shenzhen
TP； 
NH3-N； 
TN； 
TP地表水标准； 
NH3-N及TN地表水标准； 
COD； 
COD地表水标准。
图4 覆盖河道及明渠的TP、NH3-N及TN含量
Fig.4 Total phosphorus content in some typical covered and open rivers
根据GB 3838—2002《地表水环境质量标准》，此次调查的3条覆盖河道的TN、NH3-N及TP均严重超标，为劣V类水体。
综合比较3条覆盖河道的水质可以看出：爱联河的水质整体优于皇岗河，而经过清淤治理后的白石洲排洪渠除SS和TP外，其余水质指标均优于爱联河。爱联河的水质检测结果显示，河道上游暗涵的起点水质较好，DO、pH等与自然河道相近，尤其是起点2，由于其来水水源为水库排洪道，整体水质均好。进入暗涵后，水质恶化现象明显，中游处DO下降至1.32 mg/L，NH3-N上升至14.8 mg/L，TN、TP也大幅上升，但COD变化不明显。至河口处，由于流速变缓和通风条件有所改善，DO略有上升而NH3-N略有下降，TP略有下降，其原因可能是固体污染物经沉淀进入了沉积物。爱联河水质的沿程变化与水体流速、河道通风条件显示出明显的相关性。
2.3 代表性覆盖河道气体情况
皇岗河在覆盖段气体中H2S含量为0.2 mg/L，CH4含量3.4 mg/L，而在入海口处的H2S含量达到了15 mg/L，具有强烈的的刺激性气味；爱联河在覆盖段的起点处CO含量为0.2 mg/L。白石洲排洪渠覆盖段未进行有毒有害气体检测。而在明渠河道没有类似的气体检出，说明河道的覆盖易累积有毒有害气体，存在安全隐患。
3 覆盖河道产生的危害
河道被覆盖成为暗渠，势必影响河道功能。根据现场勘查，发现深圳市大多数覆盖河道存在黑臭现象，分析原因及产生的危害如下：
1)覆盖对河流污染物降解作用的影响。
河道覆盖一定程度上阻断了水体复氧[4]，易引发H2S、O3等有害气体产生，导致水中生态系统被破坏，大量水生生物死亡，沉积物蓄积，给河道周围环境带来安全威胁。据调查，大多数覆盖河道的沿线都散发刺激性气味，如宝安区的松岗河、咸水涌、龙岗区的花园河等，尤其是覆盖段与明渠段交界附近，给河道周边的居民及商户带来严重影响。
自然河道在自净过程中，一直处于大气复氧状态，以保证河流水体的DO浓度。被覆盖河道由于处于地下，有的深达地下6、7 m，其上部空气不流通，大气复氧难以保持，导致水体DO降低，水体自净作用很弱，导致覆盖河道水体的有机物浓度逐渐累积升高。
2)覆盖对河道行洪排涝能力的影响。
河道覆盖往往导致过洪断面的立体侵占问题及行洪断面的挤压，同时给河道的检查、管理及清淤工作带来严重困难，尤其是清淤工作。宝安西部流域、龙岗河流域等许多覆盖河道的清淤工作(如坳颈涌、花园河等)需要先把覆盖段打开，待清淤结束后进行再次覆盖。其过程代价往往高于开敞式河道数倍之多，并且会使原本覆盖段空气中的刺激性气味散发到空气中，严重影响周围居民生活。根据《深圳河湾流域综合治理方案》，布吉河干流上游段及支流均存在防洪能力不达标的河段。分析显示，布吉河干流不能满足100年一遇的防洪标准，支流也不能满足50年一遇防洪标准。
城市发展导致地表硬化面积增加，从而导致雨水径流系统增大和雨水量增大，暗涵河道的原断面难以满足雨水排除的需求，同时暗涵内淤积导致的排水不畅，使得覆盖河道的排涝功能不足问题也日益突出。此外，暗涵段的管理不到位，也一定程度上造成暗涵河道的淤积、堵塞，影响排涝功能。深圳市有多处暗涵由于市政工程建设缺陷，暴雨时造成大量的泥沙进入暗涵河道内，淤积、堵塞暗涵段的泥沙往往不能得到清理，造成排水受阻、排涝不畅，水位抬高，直接威胁到沿线周边区域的防涝防汛安全。
3)覆盖对河流截污的影响。
河道覆盖给河道的检查、管理增加了障碍。调查结果表明，绝大多数覆盖河道的巡查工作往往只注重明渠段的污染物排放及垃圾清理等工作，而河道覆盖段由于不外露，其污水口治理、巡查等管理工作易被忽视。
由于覆盖河道处于地下，井少、渠深，排污口调查难、整治难度大，河道中入河排污口密集分布，排水管网错接乱排严重，截污工程往往难以开展；许多覆盖河道直接承接周围居民区或工业区排出的废水，造成水体黑臭[5]。更有甚之，周围市民将河道当成“垃圾场”，如宝安区的德丰围涌、潭头渠等，导致河道的脏乱现象变本加厉。
4)覆盖河道结构危害分析。
由于河道覆盖大多已有20～30年历史，当时暗渠建设标准低、结构设计强度低，年久失修，易导致地面坍塌，存在较大安全隐患。2019年8月28日，深圳市罗湖一公寓楼发生沉降倾斜，初步认为该建筑下方有暗渠，由于房屋基底土层状况较差，暗渠水流常年作用造成桩周水土流失和桩身腐蚀，最终造成桩基础发生脆性破坏，导致楼体局部倾斜下沉。
暗渠作为排水、泄洪等功能性构筑物是覆盖河道的基本结构形式，但其主体结构及其附属物在使用过程中，随着服役年限的增加，由于原设计荷载标准偏低、施工质量低下、材料性能退化、环境腐蚀、荷载变化和偶然事故等各种内外因素的影响，其结构性能逐步退化，结构安全不能得到长期保障，可能造成较大的经济损失和不良社会影响，甚至危及人民生命安全。因此，覆盖河道的结构潜在风险必须加以重视及治理。
5)覆盖河道的有毒有害气体危害。
河道覆盖由于空气不流通，大大降低了水体内的溶解氧浓度，导致水中生态系统被破坏；兼性、厌氧微生物的孳生导致了暗涵内有毒有害气体的产生，CH4、H2S、CO等成分给河道周围环境带来安全威胁。本次对覆盖河道的气体检测结果显示，爱联河暗涵段气体中有CO和H2S检出，皇岗河暗涵段气体中则检测出高浓度的H2S及CH4。
4 河道综合功能分析及提升措施
4.1 暗涵的综合功能分析
从暗涵的个性功能和综合(城市)功能来分，其主要功能有：1)防洪排涝，起到过流作用，承接其上游流入的水体及周围的雨水；2)暗涵内及周围设立排污口，收纳周围生活及生产地区产生的污水；3)某些暗涵的上方覆盖公路道路等，成为箱涵，在排水的同时承载城市交通；4)作为特殊河道的一种，暗涵是城市生态环境、景观文化建设的一部分。覆盖河道是否适合复明，需要综合分析覆盖河道周边的下垫面特征，根据城市近远期规划等，详细分析工程复杂程度、潜在危害、可产生的经济效益及生态环境效益等进行综合判断。
4.2 深圳市覆盖河道治理对策
治理对策的研究应以行洪安全和水质提升为基本出发点，综合分析覆盖河道周边的土地利用特征，根据土地利用情况、工程复杂程度、潜在危害控制投入、可产生的经济效益及生态环境效益等，综合判断选择适宜的技术和方法。
本文对于覆盖河道提出以下治理对策：
1)河道上方无重要建筑物及设施，河岸两侧空间充足的具备复明条件的覆盖河道，其复明对策可视河道具体情况不同，分别采取全段复明、局部复明的方案。首先研究复明河道的水质恢复、行洪排涝能力等能效提升措施，以行洪排涝功能为前提，进行河道复明后的水质改善和生态修复。借鉴黑臭水体治理策略，对适用的外源污染控制[6]、内源污染控制[7-9]和生态修复等技术[10]进行筛选。
2)河道上方存在建筑物或其他设施，河岸两侧空间不足的不具备复明条件的覆盖河道，在防洪疏控方面应研究强化优化提升暗涵维护检修的配套设施，采用动力装置加速暗涵水体流速，改善河道内水力条件等措施[11]，从水源到下游整个范围内考虑提升能效。例如，可以将有条件的河流进行水动力改造，将局部的水提升至地平面以上，再选择有纵坡、补水条件好等的明暗交界处将水输送回暗渠内，依据“清污分离”的原则，先解决水污染的问题，再改造利用，将暗渠中的水有效循环起来，建成利于市民活动的湿地公园等。护坡应采用生态护坡，以防硬质化护坡后期导致的透水不畅，再次黑臭等问题[12]。
在污水收集方式方面，有条件的河道可在不影响河道行洪能力的前提下在暗涵内设置截污管，并定期检测河道内污泥的淤积情况；无法安装截污管的河道，可在河道的出水口设置污水厂等处理装置；实在无法处理的，再将其排到下游水体中。
对于点面源污染的问题，不具备复明条件的覆盖河道应将其上游污水进行简单处理后再流入暗涵中，最大限度减少污染物进入暗涵。此外，在暗涵的结构安全方面，不具备复明条件的河道应加强固定和安全措施，避免发生意外。
在治理技术及对策基本确定后，应结合河道的自身特点，编制治理方案。
5 结 论
1)深圳市河道共310条，所有河道的总长度为999.5 km；其中，覆盖河道共115条，占总河道数量的37%；覆盖段长度共178.2 km，占覆盖河道总长的42.1%，占总河道长度的17.8%。
2)3条代表性覆盖河道皇岗河、爱联河、白石洲排洪渠的TN、NH3-N、TP及COD绝大多数超标，呈劣V类水体，河道均有不同程度的黑臭。覆盖河道中通风状况较差，易发生CH4、H2S等有毒有害气体蓄积的现象。与暗涵进口处相比，河道覆盖段中部的水质恶化现象明显。
河道覆盖常导致河道蓝线被侵占、过流断面不足、淤泥沉积等问题，影响河道行洪安全，排涝功能受影响；暗渠内溶解氧不足，影响了河道水体的自净能力，污染物难以有效降解；覆盖河道内排污口数量多且难以治理，成为了偷排漏排的重点区域，严重影响截污治理效果；河道覆盖段易产生有毒有害及刺激性气体，对周边环境产生安全威胁；暗涵结构性能退化，结构安全无法长期保障，可能造成较大的经济损失和不良社会影响。
覆盖河道的改善及提升措施，应根据是否具有复明条件，从点面源污染、防洪疏控等方面分别制定方案。
[1] 王军,王淑燕,李海燕,等.韩国清溪川的生态化整治对中国河道治理的启示[J].中国发展,2009,9(3):15-18.
[2] 张蕊.韩国清溪川是怎么复归清溪的?[J].中国生态文明,2016(3):85.
[3] 吴晨,郑天,李想.北京前门三里河水系重现与旧城复兴的探索及实践[J].北京规划建设,2017(5):125-130.
[4] 王子钊,王卓,陶益,等. 深圳河及其主要支流自净状态评估[J].水利水电技术,2015,46(2):28-33.
[5] 王晓玲,王鸯鸯,苗忠梅,等.我国城市黑臭水体成因分析及治理建议[J].中国环保产业,2018(12):52-53.
[6] Nakano T, Tayasu I, Wada E, et al. Sulfur and strontium isotope geochemistry of tributary rivers of Lake Biwa: implications for human impact on the decadal change of lake water quality[J]. Science of the Total Environment, 2005, 345(1/2/3):1-12.
[7] Ibrahim F N, Dimian M F, Wadi A S. Remediation of pollution in a river by unsteady aeration with arbitrary initial and boundary conditions[J]. Journal of Hydrology, 2015, 525:793-797.
[8] Lin J L, Tu Y T, Chiang P C, et al. Using aerated gravel-packed contact bed and constructed wetland system for polluted river water purification: a case study in Taiwan[J]. Journal of Hydrology, 2015, 525:400-408.
[9] Imhoff K R, Albrecht D. Pure oxygen aeration in the Ruhr River[J]. Journal, 1977, 49(9):1959-1967.
[10] 田建波,范擎虹.浅析我国黑臭水体现状及整治技术[J].技术与市场,2016,23(8):65-66.
[11] 张雅卓,练继建.基于水动力特性的河道景观设计方法[J].天津大学学报,2012,45(1):64-69.
[12] 叶维丽,刘雅玲,王强,等.城市黑臭水体治理思路初探：以山东省胶州市跃进河—如意湖流域为例[J].环境污染与防治,2016,38(7):88-92.