東莞市河涌水環(huán)境治理修復對策研究

林曉文

（東莞市運河治理中心,廣東 東莞 523000）

0 引言

東莞作為廣東省重要的經(jīng)濟強市,大灣區(qū)的核心城市之一,在社會經(jīng)濟快速發(fā)展過程中,不可避免地對周邊環(huán)境造成一定影響。區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量差、水生態(tài)受損重、環(huán)境隱患多等問題日漸突出,人民生活質(zhì)量受到影響,經(jīng)濟社會高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展受到制約。加強內(nèi)河涌水的流動性,有效連通城市水系,在河涌節(jié)點處建設生態(tài)修復工程,實施底泥疏浚工程是水環(huán)境治理的有效途徑[1]。東莞市河涌通過內(nèi)源治理、活水保質(zhì)、生態(tài)修復等措施恢復和增強河湖水系的自凈功能,改善河道水環(huán)境,提升流域的生態(tài)景觀價值,提升區(qū)域整體形象,有效改善了投資環(huán)境和旅游環(huán)境,促進其經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展。

1 河涌概況

東莞市大嶺山鎮(zhèn)內(nèi)河流眾多,共有42 條,按其下游去向可大致分為三大區(qū)域：大部分均向北流入黃沙河,稱為黃沙河片區(qū)；其次匯入松木山水庫,稱為松木山片區(qū)；另有新崖坑水庫和沁林排渠下泄進入長安鎮(zhèn)蓮花湖-蓮花山梯級水庫,稱為蓮花山片區(qū)。三大片區(qū)總集雨面積為94.13 km2。

由于前期城市污水系統(tǒng)建設未能及時跟上城市發(fā)展的步伐,現(xiàn)狀防洪排澇涌、灌溉涌兼做排水渠,污水就近散排。目前,流域水系污染較嚴重,受片區(qū)排水體制影響,污水直排現(xiàn)象普遍存在,支流深入片區(qū)內(nèi)部,一邊排澇,一邊排污,水質(zhì)惡劣,基本為劣V 類,并呈現(xiàn)黑臭狀態(tài),嚴重影響周邊居民的生活質(zhì)量,與東莞市水生態(tài)文明發(fā)展、品質(zhì)城市建設規(guī)劃不相符。盡管近年來流域范圍內(nèi)已開展相關治理工作,但實施措施零散不成系統(tǒng),具體成效未能科學彰顯,流域范圍內(nèi)水環(huán)境整治迫在眉睫。

2 水環(huán)境綜合整治

2.1 內(nèi)源清淤治理方案

清淤清障河道總計18 條,總河長25.194 km,根據(jù)底泥監(jiān)測數(shù)據(jù),其中8 條河道存在不同程度的底泥淤積現(xiàn)象,底泥污染較嚴重,結合防洪排澇和環(huán)保需求,對梅林河等8 條河道進行清淤疏浚。

2.1.1清淤厚度

根據(jù)底泥現(xiàn)狀分析,大嶺山污染底泥厚度在0.30 m～0.8 m之間,污染底泥平均淤積厚度約為0.5 m,本次設計針對污染層、污染過渡層兩層厚度底泥進行環(huán)保清淤削減底泥污染,考慮到淤泥處置成本,以及清淤機械開挖深度的限制,本次清淤厚度采用0.5 m～0.8 m。

2.1.2清淤斷面

河道清淤需將水利防洪（排澇）及環(huán)保治污相結合,既滿足河道行洪斷面,又能去除淤積底泥的污染層、不破壞原河床底泥生態(tài)系統(tǒng)。結合實測河涌地形、岸坡型式及明暗渠型式,提出3 種清淤典型橫斷面型式。由于本工程擬整治河涌數(shù)量較多,長度較長,河岸形式多樣,具體實施時可不拘泥于兩岸對稱,根據(jù)河涌實際地形靈活組合3 種斷面型式。

（1）典型清淤橫斷面1

該斷面型式適用于河道較為開闊,兩岸為自然緩坡的河段,如梅林河、楓樹坑下游段等。清淤開挖始坡位置自緩坡底部起,清淤邊坡坡比1∶2～1∶5,具體坡比根據(jù)地質(zhì)情況以及河段寬度確定。典型斷面見圖3。（2）典型清淤橫斷面2

圖1 典型清淤橫斷面1

該斷面型式適用于河涌兩岸為砌石擋墻的河段,如大部分鎮(zhèn)內(nèi)建成區(qū)河道。為保證兩岸擋墻的安全,清淤開挖始坡位置與兩岸擋墻墻腳需預留一定的安全距離,即清淤保護范圍,對于涌面寬度大于15 m 的河段,安全距離為3.0 m,河寬小于15 m 的河段,安全距離為1.0 m～2.0 m,清淤邊坡坡比1∶2～1∶5,具體坡比根據(jù)地質(zhì)情況以及河段寬度確定。典型斷面見圖2。

圖2 典型清淤橫斷面2

（3）典型清淤橫斷面3

該斷面型式適用于河涌為暗涵的河段,清淤開挖始坡位置自暗涵邊墻墻腳處起。典型斷面見圖3。

圖3 典型清淤橫斷面3

2.1.3底泥處理

針對大嶺山河道底泥,建設集中式底泥處理廠,總處理規(guī)模約6.3 萬m3,設計3 個月完成處理,日處理規(guī)模為688 m3/d,取設計處理規(guī)模700 m3/d。

機械脫水重視過程環(huán)保和循環(huán)利用；重視后端水的處理,使回排水水質(zhì)明顯優(yōu)于原水,使水環(huán)境治理過程也能做到節(jié)能環(huán)保、循環(huán)利用、資源再生,同時大大降低了后續(xù)的處置難度。

首先將清淤底泥輸送到底泥處理廠,進入格柵沉渣池,大塊垃圾被攔截,底泥隨液體進入沉淀池,溢流至調(diào)理池,余水溢流至余水池,余水池內(nèi)余水流入進入余水處理環(huán)節(jié)后,余水達標外排。調(diào)理池淤泥通過喂料泵泵送至脫水車間,板框壓濾機進行脫水。該工藝淤泥處理減量化程度高,泥餅含水率可降至35%,減少了后期外運及處置費用；產(chǎn)生的泥餅含水率低、力學性質(zhì)好,可即時利用回填。技術含量高,工廠化作業(yè),現(xiàn)場文明施工程度高。見圖4。

圖4 底泥處理工藝流程圖

2.2 活水保質(zhì)工程

補水活源由于涉及水源的多樣性及復雜性,需要從流域、區(qū)域上充分考慮水資源的配置,滿足補水水量的要求。

2.2.1活水水源

本區(qū)域補水水源主要有三個：①水庫；②中水；③外河。中水指污水處理廠或分散式污水處理站排放的尾水,外江主要指已補水的較大河涌。部分小河涌可通過增設堰壩存蓄雨水保持河涌有水狀態(tài)。

2.2.2活水平衡分析

本次整治工程共有3 條河涌進行補水,分別是水朗排渠、楓樹坑排渠和大坑洞排渠。下面分別對補水量和水源可用水量進行分析。

（1）蒙大拿法

采用此法計算的流量為天然生態(tài)流量,是維持河道基本形態(tài)、防治河道斷流、避免河流水生物群落遭到無法恢復的破壞所需基本流量。汛期按多年平均徑流量的30%計算,枯水期按多年平均徑流量的10%計算；本次活水保質(zhì)工程主要在枯水期進行,因此按多年平均徑流的10%,計算結果見表1。

表1 蒙大拿法計算成果

（2）R2CORSS 法

此法將河流平均深度、平均流速和濕周長度作為棲息地質(zhì)量指標。適用于河頂寬度為0.3 m～31 m 的非季節(jié)性小型河流；補水深度以0.25 m 計,補水頻率以7 d 換水一次。計算結果見表2。

表2 R2CORSS 法計算成果

對比可見兩種方法計算的生態(tài)需水量相差不大,因此河涌補水量可視補水水源來水量綜合選用。

2.2.3補水水源分析補水河涌,水朗排渠通過設置堰壩攔蓄雨水,以保持有水狀態(tài)；大坑洞排渠通過大坑洞水庫放水補水；楓樹坑排渠通過楓樹坑水庫補水,必要時可通過石槽坑水庫放水作為補充。

（1）水庫水量分析

東莞市水庫均以防洪功能為主,在汛期進行防洪調(diào)度,在枯水期進行蓄水利用,由市或省三防辦統(tǒng)一調(diào)度；東莞市汛期為4 月～9 月,根據(jù)東莞市多個水庫多個年份的水位統(tǒng)計,水庫汛末水位從未蓄滿至正常蓄水位,汛初水位也從未下降至死水位,以多個水庫統(tǒng)計,枯水期水庫存水量平均為興利庫容的30%；枯水期徑流量按年徑流量的10%計。

因此,在水庫無其它用水時,扣除枯水期水庫蒸發(fā)量（占枯水期徑流量的10%）,枯水期水庫來水量=興利庫容×30%+枯水期來水量×90%,本方案以此方法計算水庫枯水期來水量,由于本次充當水源的大坑洞水庫、楓樹坑水庫以及石槽坑水庫均不再承擔供水功能,因此來水量即為補水可用水量。

按照上述方法,計算大坑洞水庫、楓樹坑水庫以及石槽坑水庫的水庫可用水量見表3 ,枯水期按183 天,計算出每日補水流量。

表3 大嶺山補水水庫可用水量統(tǒng)計

（2）雨水量分析

枯水期年徑流量一般按年平均徑流量的10%計,而補水流量按蒙大法亦為年徑流量的10%,理論上講,天然來水徑流即可實現(xiàn)保證河涌有水。但按景觀水位法計算值大于年徑流量,因此需另行設置堰壩進行蓄水。

2.3 生態(tài)修復

一個城市的河流治理僅僅通過截污和內(nèi)源清理工程是不可能徹底解決河道水體的污染問題,只有恢復河道的生態(tài)系統(tǒng)功能,延長生物鏈,提高城市河道生物多樣性和河道自凈能力,才能達到治標和治本的目的。

結合工程所在地現(xiàn)狀和水質(zhì)情況,充分考慮技術可行性、治理周期、土地規(guī)劃用途和工程經(jīng)濟性等多種限制因素,擬通過水陸生態(tài)系統(tǒng)、水生態(tài)系統(tǒng)等系統(tǒng)的構建,水生植物帶建設,種植挺水植物、浮葉植物及沉水植物的建設,促進大嶺山鎮(zhèn)河道水體形成健康完善的生物群落,提高生態(tài)處理功能。構建高效曝氣系統(tǒng),提高水體溶解氧濃度,促進生態(tài)處理能力,最終實現(xiàn)水質(zhì)穩(wěn)定達標和構建良好的景觀效果。

3 結論

水生態(tài)修復是在黑臭水體治理完成基礎之進行的生態(tài)系統(tǒng)的恢復,主要是水質(zhì)和自然水文過程的改善,水域形態(tài)及地貌特征等生物棲息地的恢復和改善,生物群落多樣性恢復。由于不同地區(qū)河流水文水質(zhì)的差別,不同的治理修復技術適用條件不同,取得的治理效果和環(huán)境效益也相差甚遠。因此,整治對策應結合河涌實際情況,因地制宜,綜合各方面因素論證。