流域綜合治理方案探討
——以廣州市花都區(qū)胡屋河為例

趙 芬，閆杭召

北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司廣東分院，廣東 廣州 510060

粵港澳大灣區(qū)要建設(shè)宜居宜業(yè)宜游的優(yōu)質(zhì)生活圈，解決“水”的問題迫在眉睫，而城市黑臭水體的治理是其中最重要的一環(huán)[1]。廣州作為粵港澳大灣區(qū)的核心成員，積極響應(yīng)國家號召，近年來連續(xù)推出了《廣州市全面剿滅黑臭水體作戰(zhàn)方案（2018—2020年）》《廣州市城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案（2019—2021年）》等一系列方案及政策，在治理思路上實現(xiàn)了從單獨的河涌水體治理向河涌全流域綜合治理的轉(zhuǎn)變?；ǘ紖^(qū)胡屋河綜合整治工程從全流域角度出發(fā)，通過水安全、水環(huán)境、水生態(tài)、水景觀、水智能建設(shè)等多角度系統(tǒng)性分析，提出了相應(yīng)的綜合治理方案，可為類似工程優(yōu)化設(shè)計提供實例參考[2]。

1 工程概況

1.1 流域概況

胡屋河上游起于花都區(qū)獅嶺鎮(zhèn)北部山區(qū)，向南穿鎮(zhèn)區(qū)后接入大布河支流，主涌總長5.85km，河寬5～15m，底坡1.85‰，匯水面積約12.51km2，共有5條支涌。獅嶺鎮(zhèn)被譽(yù)為“中國皮具之都”，主要為居住區(qū)及皮具貿(mào)易聚集區(qū)，胡屋河是獅嶺鎮(zhèn)主要的景觀及泄洪水系。

1.2 現(xiàn)狀問題

（1）水環(huán)境。①合流支涌污染嚴(yán)重，旱季積污、雨季溢流。胡屋河主涌沿線已基本完成截污，旱季水質(zhì)較好（Ⅳ類水體），雨季容易出現(xiàn)黑臭問題。原因主要為2#、3#、4#、5#支涌采用末端截留方式進(jìn)行截污，支涌與主涌間采用截污閘連通，旱季支涌內(nèi)累積大量污染物，雨季開閘導(dǎo)致主涌水質(zhì)迅速惡化，如圖1所示。②清污混流嚴(yán)重，污水處理廠進(jìn)水濃度低，處理效率低下。胡屋河流域范圍內(nèi)基本建成了主干線污水系統(tǒng)，但各個市政支線仍以合流制為主，末端采用截留井將污水截至污水主干系統(tǒng)，同時大量山水、地下水等通過合流管進(jìn)入了污水系統(tǒng)，導(dǎo)致污水處理廠進(jìn)水濃度低，處理效率低下。③污水主干系統(tǒng)單一，且存在倒虹阻水現(xiàn)象，導(dǎo)致污水出路不通暢。胡屋河流域范圍內(nèi)污水干線主要包括胡屋河沿線截污管、花干渠沿線截污管、廣清高速污水干管以及田心路污水干管，共計存在6處倒虹點；同時干線進(jìn)入污水處理廠通道單一，當(dāng)某一倒虹點存在阻水現(xiàn)象時，會導(dǎo)致整體污水系統(tǒng)阻塞，使低洼點滿溢，污水進(jìn)入河道。④存在一定面源污染及內(nèi)源污染。胡屋河沿線兩側(cè)基本均為城市硬化建成區(qū)，降雨初期大量污染物隨雨水直接進(jìn)入河道，對河道水質(zhì)造成較大影響。河床起伏不一，積存了一定的底泥污染物，持續(xù)釋放內(nèi)源污染[3]。

圖1 胡屋河支涌末端水環(huán)境現(xiàn)狀

（2）水生態(tài)。缺乏穩(wěn)定的生態(tài)基流，無法形成有效自凈水生態(tài)系統(tǒng)。胡屋河主要水源為降雨以及山前旅游大道以北山泉水，水量極其不穩(wěn)定，生態(tài)基流偏小，枯雨季節(jié)河道基本處于斷流狀態(tài)，難以形成完善的生態(tài)系統(tǒng)和具備有效的自凈能力。

（3）水安全。河床坡線起伏凌亂，河道末端頂托，局部存在阻水咽喉。胡屋河河床線特征：河道北段坡度較大、水流較快、基底較硬，南段坡度較小、流速較緩、基底較軟，末端大布河接口處存在一定頂托現(xiàn)象，造成頂托影響行洪。獅嶺大道與胡屋河交叉口過流斷面面積偏小，局部咽喉點嚴(yán)重影響河道行洪排放，造成獅嶺大道內(nèi)澇頻發(fā)。

（4）水景觀。河道景觀參差不齊，河岸利用率不高。現(xiàn)狀河岸多為天然護(hù)坡，河道綠線不明確，大部分范圍被就近侵占為菜地或堆放垃圾；部分已建親水平臺因缺乏維護(hù)管理，已經(jīng)喪失其原始功能。

（5）水智能管理。信息數(shù)據(jù)缺乏，以人工養(yǎng)護(hù)為主。目前，胡屋河流域已經(jīng)建立“河長制”管理體制，相關(guān)工作取得了良好效果，但在智慧管控、科學(xué)運(yùn)維方面仍有一定不足[4]。

2 綜合治理目標(biāo)與建設(shè)思路

針對上述問題，項目以構(gòu)建健康的城市生態(tài)水脈為核心，統(tǒng)籌防洪排澇、生態(tài)修復(fù)、景觀提升、智慧管控多條主線，確定了胡屋河流域水環(huán)境綜合整治路線，如圖2所示[5]。

圖2 胡屋河流域水環(huán)境綜合整治路線圖

3 工程方案

3.1 完善污水收集系統(tǒng)，推進(jìn)雨污分流建設(shè)——雨污分流改造工程

為了從根本上解決截留式合流制導(dǎo)致的污水溢流、清水入廠等問題，項目建議逐步完善市政支干線污水管，推進(jìn)建筑小區(qū)等排水單元的雨污分流改造，最終實現(xiàn)區(qū)域的雨污分流。雨污分流改造工程建設(shè)24條污水支線，合計約建設(shè)25.8km。

3.2 剝離清潔基流，實現(xiàn)清污分流——支涌清污分流改造工程

針對各支涌制訂清污分流改造方案，剝離入涌污水，包括1#、2#、3#、4#、5#支涌清污分流改造工程，合計建設(shè)約3.5km清污分離管。

3.3 查漏補(bǔ)缺，提質(zhì)增效——排水系統(tǒng)提質(zhì)增效改造工程

目前獅嶺污水處理廠進(jìn)水濃度偏低，以《廣州市城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案（2019—2021年）》為綱領(lǐng)，主要進(jìn)行三個方面的提質(zhì)增效工程：錯接漏接整改共計38處；建設(shè)清水塘補(bǔ)水管6處，將水塘清水基流分離接至雨水管；在2#、3#、4#、5#設(shè)置截流限流設(shè)施，完善截流管控手段。

3.4 進(jìn)一步理順污水主通道，建設(shè)入廠雙管——污水廠進(jìn)水主干管工程

現(xiàn)狀田心路污水干管老化、堵塞嚴(yán)重，同時承受西群河、胡屋河兩大流域的污水量，在目前截留式合流制排水體制下，容易造成部分低洼點污水（2#、3#支涌流域）無法順利排入污水處理廠的問題；此外，單管進(jìn)廠系統(tǒng)穩(wěn)定性差，工程擬對獅嶺污水系統(tǒng)胡屋河流域進(jìn)行污水主干復(fù)管的建設(shè)，并消除倒虹點，共新建污水主管線3.3km。新舊主干管平面如圖3所示。

圖3 新舊主干管平面示意圖

在新舊主干管兩處垂直交叉口處設(shè)置連通檢修閘槽井，通過閘槽井控制水流流向，使兩條進(jìn)水主干管互為副管，便于檢修。

3.5 構(gòu)建生態(tài)岸線，加強(qiáng)生態(tài)補(bǔ)水——生態(tài)化凈水補(bǔ)水工程

獅嶺污水處理廠日處理水量約為11.9萬m3，出水滿足國家一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，處理后尾水直接排入大沙河，通過動力提升回補(bǔ)至胡屋河上游及支渠進(jìn)行補(bǔ)水，其水量、水質(zhì)均能滿足補(bǔ)水要求。同時，該方式也實現(xiàn)了對廢水資源的循環(huán)利用，是目前河道生態(tài)補(bǔ)水力推的技術(shù)方向。

該工程共建設(shè)2座一體化補(bǔ)水泵站，獅嶺污水處理廠補(bǔ)水泵站規(guī)模為2萬m3/d，團(tuán)結(jié)公園補(bǔ)水泵站規(guī)模為1萬m3/d，分別在胡屋河源頭、團(tuán)結(jié)公園、4#支涌源頭設(shè)置3處補(bǔ)水點，補(bǔ)水管道共計約5.3km。

3.6 整理河床坡線，消除內(nèi)源污染——河床修整及堤岸生態(tài)化改造工程

考慮胡屋河水系淤泥內(nèi)源污染嚴(yán)重、缺乏水動力等問題，項目開展河床修整工作，對胡屋河主涌及支涌進(jìn)行清淤，合計清淤量約為20500m3。同時，在清淤后的河床底開挖一條寬約1.5m、深約0.35m的清水槽，覆蓋河石、卵石，實現(xiàn)旱季魚翔淺底，如圖4所示。另外，開展堤岸生態(tài)化改造建設(shè)，結(jié)合植草溝、透水鋪裝等海綿設(shè)施，將胡屋河兩側(cè)堤岸打造為污染緩沖帶、生態(tài)海綿帶及休閑風(fēng)景帶，預(yù)期改造效果如圖5所示。

圖4 胡屋河典型河道斷面圖

圖5 胡屋河河床修整及生態(tài)化堤岸改造效果圖

3.7 打通咽喉節(jié)點，保障排洪通道——分洪渠工程

現(xiàn)狀獅嶺大道與胡屋河交叉口處存在阻水咽喉，導(dǎo)致汛期獅嶺大道附近區(qū)域常發(fā)生大面積內(nèi)澇，且近幾年更加頻繁。因此，該工程考慮沿獅嶺大道至合成南路新建一條寬5m、高2.5m的分洪渠，與現(xiàn)狀胡屋河箱涵共同排泄上游來水，以保障片區(qū)行洪安全。

3.8 在線監(jiān)測、智慧管控——智慧管控系統(tǒng)工程

該工程考慮建立雨污截流閘，污水廠進(jìn)水泵站，河涌水位、降水量聯(lián)合分析調(diào)度的廠網(wǎng)河一體化智慧管控系統(tǒng)，實現(xiàn)對胡屋河流域污水系統(tǒng)、河道系統(tǒng)、廠站系統(tǒng)的在線管理。

4 結(jié)論及建議

通過對現(xiàn)狀胡屋河黑臭水體成因及兩岸排水系統(tǒng)的全面分析，文章針對性地提出了區(qū)域市政道路雨污分流改造工程、沿線支涌清污分流改造工程、排水系統(tǒng)提質(zhì)增效改造工程、污水廠進(jìn)水主干管工程、河道生態(tài)補(bǔ)水工程、河床修整及堤岸生態(tài)化改造工程、分洪渠工程以及智慧管控系統(tǒng)工程，以削減面源內(nèi)源污染，肅清咽喉阻水點，構(gòu)建城市生態(tài)水脈，實現(xiàn)“水清岸綠、魚翔淺底”的建設(shè)目標(biāo)。另外，應(yīng)堅持建設(shè)與管理并重，建議政府部門提高環(huán)境執(zhí)法力度、強(qiáng)化污染源監(jiān)管、加強(qiáng)設(shè)施維護(hù)管理，以保證胡屋河的長治久清。