观澜河治理的借鉴启发

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本文作者：王燕作者单位：深圳市水务规划设计院

1深圳市河流水环境现状及存在问题

深圳市水环境面临的问题较为突出，河道水环境距离生态文明城市及居民对人居环境的要求有相当差距。（1）自然条件决定了河流的自然特性。深圳市河流普遍流域面积较小，径流短小，其雨源性河流的特点造成河道缺乏清洁水源的补给，水环境容量和承载能力先天不足，但受纳污水量大，污径比年平均达到3∶1，枯水期更甚，加之上游水库的截流和河流流域内地面的硬质化使河流基流不断减少，河流纳污和自净能力基本丧失。同时，感潮河段受潮水顶托，污水滞留河口产生厌氧反应。部分河道河床、河岸的硬质化，破坏了河岸植被和水生物赖以生存的基础，造成对河流生态系统的胁迫，导致河流生态系统不同程度的退化。（2）城市污水管网及污水处理设施建设滞后，污水收集率低。全市污水收集处理系统的骨架已基本形成，但污水收集率不高。原特区外污水管网覆盖率普遍偏低，污水收集系统极不完善，雨污混流现象严重。大量污水仍混接入雨水管网或直接排入河道内，污染河道水质。（3）排水设施维护建设、管理不到位。由于原特区外是从农村快速向城市化转变的地区，旧有排水系统简陋。同时，早期河流治理中，沿河两岸没有预留、控制出足够的河流综合治理用地，河道两岸建筑物侵占河道用地现象普遍，河流综合治理工程用地难以落实。河流作为污水受纳体功能被过度利用，导致其供水、生态、景观、气候调节等功能的丧失。（4）面源污染对河道水质影响较大且难以控制。随着点源污染逐步得到控制减少，面源污染成为水体污染的主要原因。由于环卫设施不足及居民环保意识不强，大量垃圾随意堆放，经降雨冲刷汇入河流，垃圾堆渗出的废液也流入河道，造成污染。河道两岸菜地、果林、家畜、家禽等产生的污染物也会随雨水或灌溉水进入河道，对河道产生污染。根据《广东省跨地级以上市河流交接断面水质达标管理方案》和相关文件要求，2012年深圳市境内龙岗河、观澜河、坪山河交接断面水质除NH3－N外，其余指标达V类；2015年NH3－N达Ⅴ类，其余指标达Ⅳ类；2020年水质目标为Ⅲ类。而依据目前三条河流交界断面水质监测资料，水质情况不容乐观，与交接断面水质要求相比仍有较大差距。

2观澜河干流污染治理工程简介

观澜河是东江水源一级支流石马河的上游段，在开展水环境综合整治之前，干支流经过城区的河段普遍受到污染，河道水质恶化，严重影响居民的生产生活。虽然流域内也相继建成一些污水管网，但由于征地拆迁、资金和实施主体等原因，治理效果有限。观澜河干流污染治理工程通过“截流治污、调蓄处理、引水补源、环保疏浚”等措施，确保近期观澜河干流深圳段和交接断面的水质得到明显改善，旱季基本满足交接断面的水质要求，同时削减雨季污染负荷，为远期进一步提高河道水质标准奠定基础。工程治理范围为观澜河干流自起点～深圳、东莞交接企坪断面，总长14．18km；以及支流岗头河华为污水处理厂以下河道1．62km，总投资24．0亿元。工程于2008年9月开工建设，2010年12月截污工程部分通过完工验收。工程对河道污染治理思路上，针对旱季和初（小）雨河流污染特点，采取“截－蓄－补”的技术路线。沿观澜河干流两岸（局部一岸）埋设截污箱涵（管），对旱季沿河漏排污水和支流总口截污后的混流污水进行全面截流，接入龙华和观澜两个污水处理厂处理达标排放。分散建设雨水调蓄（处理）池，对沿线截流的干、支流污染严重的初雨和小雨径流，经调蓄并一级处理后排放。同时，把经污水处理厂深度处理的尾水经泵站和管道输送至河道上游，对河道进行补水。工程建设内容包括四部分：一是截污工程，沿干流河道两侧（局部一侧）和岗头河华为污水处理厂以下段埋设截污箱涵（管）对旱季污水和设计标准下的初（小）雨进行截流输送，支流河口设橡胶坝或堰实施总口截污；二是调蓄工程，分别在干流起点、龙华河口、观澜河应急工程、深莞交界河口处设四座分散调蓄池，总调蓄容积48．0万m3；三是处理工程，扩建龙华、观澜污水处理厂，扩建规模45万m3／d，河口调蓄池增设初期雨水处理设施；四是补水及岸坡恢复工程，把龙华污水处理厂的尾水提升到上游对河道补水，补水规模13万m3／d。沿河生态修复面积38．8万m2。

3工程借鉴

3．1治理思路的借鉴

截污治污是一个系统工程，耗时长、难度大、花钱多、见效慢，影响的因素很多，必须坚持流域治理的思路，科学决策，制定合理可行的目标。面对目前分流制管网建设和改造中面临的征地、拆迁、资金、体制、管理等方面的困难和制约，应重新审视原特区外分流制改造的适用性和时效性。本工程在施工和建成运行中新增排放口的不断出现，再次验证了实现雨污分流的难度。目前深圳市在河道水质改善思路上，是采取“末端先治理，再逐步源头推进”，还是“源头治理入手，推进雨污分流”，在工程界和学术界仍有争论意见。其归根结底源自实现雨污分流的时间矛盾，即根据原特区外河道及其污染状况进行分流制改造，与市民和相关部门对人居环境改善的要求，存在一个期望值和时效性的矛盾。本工程设计贯彻流域综合治理的理念，在观澜河流域综合整治方案的总体框架下，将干流污染治理作为首要任务，集防洪、水质改善、生态修复于一体，实现河流的多功能用途。在雨污分流尚需时日和面源污染未得到有效控制前，工程借鉴国内外成功经验，在深圳市首次尝试在河道内设置大型截污箱涵实现旱季污水全面截流和初期雨水的截排。在治理思路上，其创新之处在于坚持了“两个结合”，即“近远期结合，分散与集中结合”。近远期结合，即以规划“雨污分流”的城市排水体制为前提，在正本清源、雨污分流近期难以见效的现状情况下，遵循科学发展观的原则，认识到合流制改造的长期性、复杂性和艰巨性，实事求是，承认雨污混流的现状，采取近期截流雨污水进行调蓄处理的措施，达到“近期见效、远期有用”的目的。分散与集中结合，即一方面继续推进市政污水处理厂和配套管网的建设，以集中式污水处理厂处理污水管网收集的污水，另一方面以分散式雨水调蓄处理设施处理污染的初期雨水，以确保河流水质的有效改善，提高水质保证率。已建截污箱涵的运行，极大地改善了观澜河干流的水质，表明截流雨污混流水进行调蓄处理的措施是可行有效的。

3．2治理手段的借鉴

本工程采用河道内设截污箱涵，对沿河旱季漏排污水和初（小）雨进行截流。治理方案的制订，是基于对观澜河水体污染成因的分析、污染特点及工程方案的可实施性等分析结论。从工程前期论证、设计到施工中，工程所遇到的问题再次验证了治理手段的合理性。如在前期论证中部分专家提出完善截污方案，即利用现有沿河的截污干管，采取点截污方式解决排污口问题。本工程提出，由于原特区外城市管理水平的有待提高，面源污染短期内难以有效控制，新增排污口短期内难以遏制，因此采取强化截污方案。工程在施工过程中，沿线陆续出现新增排污口，据不完全统计，新增排污口约8～10个；还有沿河新建洗车场的坡面污水进入河道；也出现原来不排污水的雨水管在无雨期也排污水的现象，若采取完善截污方式，无法做到彻底截污。又如采取完善截污方式埋设的截污管，采用堰式截流井，超半数出现截流井淤堵、污水溢流的情况，失去工程效果。同时，大量原特区外河道如茅洲河、龙岗河、坪山河，所处的城市环境状况与观澜河类似，河道污染成因、污染特点和在水污染治理中存在的问题等与观澜河类似，又都属跨界河流，对交接断面的水质要求高，相关部门的关注度高，市民的期望值和时间迫切程度高，因此治理的分析方法和治理手段上可以观澜河为借鉴。

3．3规模确定的借鉴

当前深圳市正大力开展河道综合治理。经过大量的研究和探索，在争论中逐渐形成共识，近期要解决河道水环境问题，提高水质保证率，必须进行初期雨水截流。布吉河、福田河、新洲河、大沙河等河流根据流域集雨面积、地面下垫面情况及污染状况不同，普遍采用一定降雨深度的标准进行初期雨水的截流设计。在截流标准选取上，本工程思路是根据实测水量和水质数据确定，即分析小强度降雨径流主要污染物随降雨变化的过程，分析雨水水质随降雨历时、降雨强度和降雨量变化的规律，以径流污染物浓度达到峰值时所对应的径流量作为设计截流标准。同时，分析统计降雨代表站的长系列和典型年情况下，降雨量与降雨历时、降雨场次、降雨天数的关系，寻找规律，分析选取不同截流标准的水质保证天数和截流工程投资，以确定经济合理的截流标准。截污箱涵投入运行后，从旱季运行情况看，解决旱季污染问题是有保障的。根据2009年7月10日对箱涵内和河道内流量的实际测量结果，与原设计时测量值基本接近，且无雨期箱涵内流速大于1m／s，除下游因闸门关闭回水段淤积外，其他部位基本无淤积。雨季，受降雨不均匀性的影响，在测流过程中难以捕捉到对应设计标准雨强的降雨。观测的几次降雨过程，其降雨强度都超过了箱涵设计截流标准。截污箱涵规模的复核工作将继续跟进。从降雨期箱涵运行情况初步判断，在小雨（不超过10mm）情况下，箱涵不会出现溢流现象。由于其他河流在截流标准的选取上，采用的方法各有不同，尚未形成统一方法。本工程截流箱涵已建成，其标准的选取合理与否，通过工程运行效果的检验，可为其他河流在截流标准制定上提供借鉴。

3．4设计细节的借鉴

（1）末端收集，可控性强。无征地拆迁，易实施。截污工程一改以往沿道路敷设截污管的形式，采用在河道内设箱涵的形式，末端收集，与在道路下沿截污管相比，可控性强，不存在与排水口高程的衔接问题，各支流污水也可方便接入，确保水质。对于新增的排放口，也方便及时接入。同时，在河道内设箱涵，与沿河岸截污管相比，避免了征地拆迁，易实施，见效快。（2）右大左小的箱涵布置形式符合流域水量分布特点，确保了施工工期。设计采用右大左小的箱涵布置形式，从实际运行情况看，符合左右岸的水量分布规律和特点，右侧主箱涵高程较低，便于排水口和支流接入；左侧分段设置的箱涵（管）高程较高，施工便捷。这种布置形式也便于进行单侧导流，减少工程量，确保工程在一个枯水期完成。（3）各支流口和排水口截流方式设计截流效果良好。在支流口截流方式的设计上，通过对翻板闸、充水式橡胶坝、充气式橡胶坝和实体堰等形式的综合比较，对于截流高度大于1．5m的支流采用了自动控制充气式橡胶坝形式对支流进行总口截流，避免了采用实体堰的河口淤积和对行洪的影响，避免了翻板闸存在的易堵塞问题，避免了充水橡胶坝充坝、坍坝时间长和水源问题，解决了旱季截流污水、雨季行洪两者之间的矛盾，液位控制系统实时监控，实现了全自动控制的便捷管理。沿河300多个排水口截流方式结合观澜河现状结构及地形特点，未采取传统截流井的设计方式，而是根据排水口的孔口出流特点，在旱季或小雨时水流抛物线距离较小，通过调节竖向截流管的高度和宽度对排水口污水进行截流。截流方式简单，工程投资少，对已建挡墙结构影响小，截流效果较好。（4）利用箱涵断面，便于河道管理，丰富河道断面和岸线。利用箱涵上形成的二级平台，便于检修车辆下河道维护。沿线检查井识别性强，与岸上众多地下管线的检查井相比，便于管理和疏通。原河道为矩形或梯形断面。设计通过箱涵设置，形成复式断面，结合岸坡恢复工程，丰富河道断面和岸线。