我国当前处于快速城市化进程,城镇人口和排污量迅速增加,自然地表形态发生变化。城市雨源型河流由于缺乏天然径流,自净能力差和排污量大等多种原因,形成黑臭现象,对市民的感官体验和生活环境造成了负面影响。由于黑臭水体成因复杂,治理难度大,整治工程存在着治标不治本、经济成本高不可持续的问题。因此,研究制定依据我国现阶段国情的长期经济生态可持续的城市雨源型黑臭河流整治方案具有重要意义。本文以哈尔滨市何家沟为案例,通过分析研究区域现状,根据流域的实际状况,对整治方案进行了研究。首先通过对河道现状和当前补水方案的分析,明确首要目标是要保障河流的生态水量水质:东沟采用分散式污水处理系统就地处理污水,作为河道景观用水回用,降低地表水补水比率;西沟上游使用空闲用地进行雨水收集设施改造,结合多种绿色基础设施有效控制面源污染,并补给河道生态水量;西沟下游通过污水处理厂提标改造,增加深度处理单元,保障景观用水水质。(1)确定何家沟补水水源可行性后,计算生态需水量结果为:何家沟生态需水量9.509万m3/d,其中西沟上游需水1.002万m3/d,西沟下游6.763万m3/d,东沟1.744万m3/d。对生态需水量结果影响因素最大的是河道容积和停留时间,其中停留时间与补水水源水质直接相关。针对分散式污水处理和雨水利用的进出水水质和去除率,确定处理工艺流程。污水处理采用MBR为主要工艺,占地面积小,自动化程度高,处理效果好。雨水的可生化性较差,采用物理化学方法以PAC作为混凝剂进行处理,同时结合多种海绵城市生态措施,经过初雨容积式弃流池、蓄水模块箱调蓄储存和混凝沉淀净化处理多种工艺,达到河道补水和控制面源污染的目的。(2)采用成本收益法对提出的新方案进行经济分析,东沟采用分散式污水处理再生水和地表水共同补水的方案,可收集生活污水量1.02万t/d。通过对分散式处理设施的成本收益分析表明,固定成本为2590万元,总运行成本为262.32万元/年,总收益为679.5万元/年。平均固定成本为0.57元/吨,平均运行成本为1.75元/吨,平均收益为4.53元/吨,平均成本低于我国集中污水处理厂平均水平。在贴现率6%到10%变化区间内,净现值由3530.95万元减少到了1601.96万元,该方案具有经济可行性。西沟上游采用雨水收集利用用于补水,选取距离河道较近的人工湖汇水区和启动区进行雨水收集,汇水面积共10 km2,雨水收集潜力为1.15万t/d,大于西沟上游生态需水量,满足要求。通过对雨水收集利用的成本收益分析表明,固定成本为540万元,总运行成本为61.96万元/年,总收益为679.86万元/年。可知平均固定成本为1.20元/吨,平均运行成本为0.41元/吨,平均收益为4.53元/吨。经济收益主要来自于节约水资源带来的收益,其次为消除污染排放带来的经济收益。在贴现率6%到10%变化区间内,净现值由3530.95万元减少到了1601.96万元,表明该方案具有经济效益,经济上可持续,研究结果对政府决策制定具有一定借鉴意义。(3)为了评估整治方案的综合效益,建立评价指标体系并采用层次分析法计算权重,将各方案的指标进行无量纲化处理之后,得到综合效益结果。权重结果显示,在经济、社会和生态效益中,专家和居民认为社会效益最重要权重为0.56,其次是生态效益为0.35,最低的是经济效益权重0.09;指标层中权重最高的指标为提供良好生活亲水环境、河流水质改善出现水生生物和减少健康风险,权重分别为0.375,0.266和0.185。综合效益结果显示,情境三也就是本文提出的方案,综合效益值最高0.893,高于情境二的效益值0.701,但是仍然需要进一步进行详细的工程概预算和评估再生水的健康风险。