李朗河流域水環(huán)境治理分析

歐志蘭

（深圳市廣匯源環(huán)境水務(wù)有限公司,廣東 深圳 518020）

深圳近幾年黑臭水體治理初現(xiàn)成效,但都是以消除黑臭為目標(biāo),未形成流域化治理理念。隨著國(guó)家對(duì)治水提質(zhì)工作重視,要全面消除黑臭,提出“以水質(zhì)為目標(biāo),以管網(wǎng)為基礎(chǔ),以河道為中心”的思路,開(kāi)展全流域水環(huán)境治理工作。本次就以龍崗區(qū)李朗河流域?yàn)槔?進(jìn)行流域治理分析。

1 李朗河流域概況

李朗河發(fā)源于黃牛湖水庫(kù)上游海拔214.5 m 的梧桐山牛尾嶺,由西北向東南流經(jīng)上下李朗社區(qū),經(jīng)京九鐵路橋涵后在埔地嚇與白泥坑河匯合,流域集雨面積8.05 km2,河長(zhǎng)5.9 km,河床平均比降為7.6‰。

埔地嚇污水處理廠一期設(shè)計(jì)規(guī)模5 萬(wàn)m3/d,平均處理規(guī)模5 萬(wàn)m3/d,負(fù)荷率為100%；二期設(shè)計(jì)規(guī)模5 萬(wàn)m3/d,平均處理規(guī)模5.13 萬(wàn)m3/d,負(fù)荷率為102.6%。埔地嚇污水處理廠一、二期均處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),高峰期時(shí)產(chǎn)能不足,存在高峰期污水溢流問(wèn)題。

另埔地嚇污水處理廠2018 年實(shí)際進(jìn)水COD 濃度約為設(shè)計(jì)值的71%,實(shí)際進(jìn)水BOD 濃度僅為設(shè)計(jì)值的51%,總進(jìn)水濃度遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值。

2 存在的問(wèn)題

根據(jù)河道水質(zhì)達(dá)標(biāo)缺口分析,在目前污水廠不提標(biāo)、不拓能、沒(méi)有調(diào)蓄池的基礎(chǔ)上,很難滿足交接斷面V 類(lèi)水的考核要求。

目前項(xiàng)目區(qū)污水系統(tǒng)老舊,雨污分流不徹底,污水干支管缺失、污水系統(tǒng)不夠獨(dú)立,導(dǎo)致晴天地下水及外來(lái)水源進(jìn)入污水系統(tǒng)造成污水廠溢流,雨季污水合流水溢流河道。

同時(shí)面源污染影響較大,初期雨水尚未控制,一旦下雨,地面上的污染物與雨水混合形成初期雨水,通過(guò)雨水系統(tǒng)排放至河道,造成嚴(yán)重的河道污染。目前流域區(qū)內(nèi)亦尚未形成針對(duì)初期雨水的收集、調(diào)蓄及處理系統(tǒng),沿河截流管道基本僅針對(duì)于合流排放口及暗涵,且管徑相對(duì)較小,無(wú)法滿足收集初期雨水的要求。

而這些問(wèn)題是不可能一次性全部解決的,需循循漸進(jìn),分步達(dá)成目標(biāo)。本工程旨在打好治水基礎(chǔ)。

3 整治目標(biāo)

完成治水基礎(chǔ)階段,流域內(nèi)基本消除城市黑臭水體、河道交接斷面水質(zhì)達(dá)地表水Ⅴ類(lèi)；河流明渠段消除黑臭,無(wú)污水直排,暗渠段實(shí)現(xiàn)清污剝離；黑臭溝渠、黑臭水塘消除黑臭。

4 整治思路

考慮到綜合治水的復(fù)雜性,可以將綜合治水分為三個(gè)階段：基礎(chǔ)階段、攻堅(jiān)階段、愿景階段?；A(chǔ)階段最主要的目標(biāo)為保障水安全、基本改善水環(huán)境,其中最重要的一部分就是消除黑臭水體,這也是我們本次工程所處的階段。第二階段為攻堅(jiān)階段,即在基本解決黑臭的基礎(chǔ)上,提高污水收集率、控制溢流污染,提高水質(zhì)達(dá)標(biāo)率；這一階段需要從系統(tǒng)上分析項(xiàng)目區(qū)內(nèi)各個(gè)市政設(shè)施之間的相關(guān)聯(lián)系和存在問(wèn)題,并從系統(tǒng)上解決基礎(chǔ)階段溢流問(wèn)題。第三階段為愿景階段,進(jìn)一步梳理管網(wǎng)系統(tǒng),暗涵治理,完善面源污染控制,可以從河道生態(tài)功能性、景觀提升及智慧運(yùn)維方面,進(jìn)一步鞏固及提升水環(huán)境綜合治理的效果,達(dá)到以水興城,實(shí)現(xiàn)“宜居宜業(yè)宜游”的愿景。

5 工程措施

結(jié)合流域污水系統(tǒng)整治存在的問(wèn)題,圍繞河道斷面水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)目標(biāo),穩(wěn)步推進(jìn)正本清源,逐步實(shí)現(xiàn)正本清源全覆蓋,提高雨污分流率,減小管網(wǎng)壓力；完善、修復(fù)污水干支管網(wǎng),提高污水轉(zhuǎn)輸能力,減少管網(wǎng)溢流污染；加強(qiáng)溢流及面源污染控制,減少雨季入河污染,提高雨季河道水質(zhì)保證率；提高河道水容量,恢復(fù)河道自凈能力,加快雨后水質(zhì)恢復(fù)速度。

5.1 正本清源

項(xiàng)目對(duì)流域內(nèi)101 個(gè)地塊進(jìn)行正本清源整治,整治面積為0.47 km2。流域內(nèi)雨污分流工程實(shí)施完成后,大部分區(qū)域可實(shí)現(xiàn)雨污分流,其占比為95%以上,其削減貢獻(xiàn)主要為在降雨期間,原有合流制溢流污染變?yōu)槌跗谟晁廴?本工程實(shí)施后,則其削減量見(jiàn)表1。

表1 李朗河流域污染物削減量

5.2 干支管改、擴(kuò)建

流域內(nèi)區(qū)域缺少市政污水主干管,市政污水支管直接接入道路排水箱涵,導(dǎo)致雨季污水溢流。市政道路存在接駁混亂、雨污合流的情況,導(dǎo)致現(xiàn)狀有較多雨水排放口排放污水。

現(xiàn)狀市政排水管道錯(cuò)綜復(fù)雜,首先對(duì)現(xiàn)狀市政污水管分區(qū)域由下游向上游逐條進(jìn)行梳理。

（1）上游管道為污水管道接入合流管道后又匯入污水管道的情況,則新建一條污水管線聯(lián)通上下游,原合流管道改為雨水管道接入雨水管道內(nèi)。

（2）市政道路上仍為雨污合流管,進(jìn)行雨污分流改造。

（3）部分污水管道為斷頭管道,所有資料無(wú)法判斷具體的流向,需要后續(xù)物探進(jìn)行勘察,然后根據(jù)具體情況進(jìn)行改造。

經(jīng)初步梳理,項(xiàng)目區(qū)域存在市政干管缺失約1.45 km。針對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)管道缺失問(wèn)題,考慮新建市政污水管網(wǎng),實(shí)現(xiàn)市政污水管網(wǎng)全覆蓋；同時(shí)在利用現(xiàn)狀排水箱涵作為污水通道的市政道路上新建污水系統(tǒng)主干管,實(shí)現(xiàn)污水系統(tǒng)完整獨(dú)立；另外對(duì)于片區(qū)內(nèi)存在的市政道路排水瓶頸、錯(cuò)接漏接、大管接小管、管道倒坡等現(xiàn)狀提出點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的解決方案,確保污水系統(tǒng)的完整性與功能性,本項(xiàng)目對(duì)該部分未進(jìn)行梳理設(shè)計(jì),本章不進(jìn)行詳述。

5.3 面源治理

城市徑流面源污染主要由降雨徑流的淋浴和沖刷產(chǎn)生,雨水沖刷大氣和城市機(jī)動(dòng)車(chē)道、商業(yè)區(qū)、工廠等地表,把大量有毒有害物質(zhì)帶入自然水體,造成徑流污染。

城市面源污染主要由分流制初期雨水的污染以及合流制溢流污水污染。

由于沒(méi)有長(zhǎng)期對(duì)雨季初期雨水、后期雨水的實(shí)測(cè)污染物濃度,故本次污染物濃度參考深圳地區(qū)的地表徑流污染研究文獻(xiàn)及《城鎮(zhèn)雨水調(diào)蓄工程技術(shù)規(guī)范》等規(guī)范、指南上污染物數(shù)據(jù),本次城市面源污染物參數(shù)取值見(jiàn)表2。

表2 城市面源污染物參數(shù)取值表 單位：mg/L

本方案初期雨水降雨量按照10 mm 計(jì),即降雨量小于等于10 mm 降雨為初期雨水,大于10 mm 降雨為后期雨水。深圳市2014 年總降雨量為2148.6 mm,降雨次數(shù)為133 次,日降雨量10 mm 以下降雨總量為221.2 mm,日降雨量大于10 mm的降雨次數(shù)為50 次。

利用末端調(diào)蓄池削減排水系統(tǒng)雨天出流的污染負(fù)荷,已經(jīng)成為城鎮(zhèn)面源污染控制的主要工程性措施之一,其運(yùn)行方式是降雨期間收集降雨初期混合水,降雨停止后再將所存儲(chǔ)的混合水輸送至下游管道或污水處理廠。

根據(jù)排水系統(tǒng)的匯水面積和該排水區(qū)域的用地性質(zhì),設(shè)置一定容積的調(diào)蓄池,即在溢流前,將合流制污水和分流制溢流及初小雨排至調(diào)蓄池,待洪峰消退后再排入市政污水管或截流管,從而減少溢流水量。

5.4 清基剝離

由于李朗河干流截污系統(tǒng)的不完善,源頭清潔基流被河道大截排系統(tǒng)全部截入污水系統(tǒng),這對(duì)污水進(jìn)廠濃度產(chǎn)生較大影響。針對(duì)該問(wèn)題,本項(xiàng)目提出清基剝離工程,完善截流系統(tǒng),考慮在現(xiàn)有截流系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,新建截流管道,補(bǔ)全缺失部分,將河道上下游流通通道打通。

李朗河干流明渠段已建沿河截污管,但暗涵仍采用大截排總口截污方式,為將李朗河暗涵總口截污取消,將上游兩段暗涵內(nèi)清水轉(zhuǎn)輸管轉(zhuǎn)換為污水截流管,打開(kāi)總口截流堰,下游暗涵則在暗涵兩側(cè)新建截流堰。

5.5 清水補(bǔ)給

李朗河為雨源性河道,基流量小,河道一旦出現(xiàn)污染,恢復(fù)能力差,時(shí)間長(zhǎng),極大影響感官,長(zhǎng)期以往,污染物累計(jì)沉淀,轉(zhuǎn)為內(nèi)源污染,因此,需要通過(guò)人工增加河道水量,增加河道水容量,稀釋河道水質(zhì)污染濃度,通過(guò)補(bǔ)水加快河道水質(zhì)恢復(fù)速度。

李朗河雖有基流,但其流量不足以滿足河道生態(tài)需水量,李朗河流域內(nèi)可用于補(bǔ)水水源有黃牛湖水庫(kù)、埔地嚇污水處理廠尾水。黃牛湖水庫(kù)為小型水庫(kù),庫(kù)容不足以滿足李朗河日常補(bǔ)水,但可用以緊急情況下沖洗河道；埔地嚇污水處理廠近期處理規(guī)模為5 萬(wàn)m3/d,遠(yuǎn)期為13 萬(wàn)m3/d,回用規(guī)模近期為1 萬(wàn)m3/d,遠(yuǎn)期2 萬(wàn)m3/d,回用對(duì)象主要為工業(yè)用水及市政雜用水,除此之外的其余污水廠出水可作為河道的生態(tài)補(bǔ)水。

根據(jù)沙灣河、白泥坑、簡(jiǎn)坑河綜合整治工程,白泥坑、簡(jiǎn)坑河同樣在埔地嚇污水處理廠內(nèi)建設(shè)補(bǔ)水泵站,向白泥坑河和簡(jiǎn)坑河補(bǔ)水,白泥坑河補(bǔ)水量為0.63 萬(wàn)m3/d,簡(jiǎn)坑河補(bǔ)水量為0.67 萬(wàn)m3/d,沙灣河補(bǔ)水量為4 萬(wàn)m3/d,埔地嚇污水處理廠有富余尾水對(duì)李朗河進(jìn)行補(bǔ)水。

綜上,李朗河補(bǔ)水400 m3/h,設(shè)計(jì)DN400 補(bǔ)水管道,設(shè)計(jì)流速為0.88 m/s。

補(bǔ)水管道設(shè)計(jì)起點(diǎn)埔地嚇污水處理廠,位于河道下游河道的北側(cè),距離河道較近,從污水處理廠內(nèi)設(shè)的補(bǔ)水泵站引出的DN400 補(bǔ)水管道,引到李朗河道左側(cè)巡堤路,埋設(shè)補(bǔ)水管,沿河道及附近的市政道路上引到李朗公園南側(cè)總口截污堰下游進(jìn)行補(bǔ)水。

6 結(jié)論與建議

總體來(lái)說(shuō),目前李朗河小流域通過(guò)水環(huán)境治理已基本消除了黑臭,但仍然存在水質(zhì)不穩(wěn)定,局部時(shí)間段黑臭反復(fù)的現(xiàn)象,一方面是由于雨季污水溢流所致,一方面由于工程瓶頸施工未完成,另一方面由于污水處理廠污水處理能力仍然不足,流域內(nèi)排水管網(wǎng)仍不完善、高水位和高峰期溢流仍然存在,流域內(nèi)初小雨污染仍未有效控制,因此,在旱季時(shí),存在污水溢流風(fēng)險(xiǎn)；雨天時(shí),本流域內(nèi)的河道、溝渠、河汊和水塘仍然存在CSO 雨季溢流污染和初小雨污染的沖擊,水質(zhì)無(wú)法得到保證。

李朗河流域水環(huán)境治理的下一步計(jì)劃應(yīng)在本工程基礎(chǔ)上進(jìn)入攻堅(jiān)階段,即在基本解決黑臭的基礎(chǔ)上,提高污水收集率、控制溢流污染,提高水質(zhì)達(dá)標(biāo)率；從系統(tǒng)上分析李朗河流域各市政設(shè)施之間的相關(guān)聯(lián)系和存在問(wèn)題,從系統(tǒng)上解決基礎(chǔ)階段溢流問(wèn)題。