廣州市烏涌綜合治理總體設(shè)計方案探討

李 勇 王旭陽

（天津市市政工程設(shè)計研究院天津300051）

廣州市烏涌綜合治理總體設(shè)計方案探討

李 勇 王旭陽

（天津市市政工程設(shè)計研究院天津300051）

結(jié)合烏涌流域排水規(guī)劃與排水現(xiàn)狀，制定了排污口截污、截污管網(wǎng)完善、初雨調(diào)蓄、河道整治和水生態(tài)修復與保持的綜合治理總體設(shè)計方案，方案實施后可達到“旱季污水100%截流，雨季溢流污染削減70%”的治水目標。

烏涌；截污；初雨調(diào)蓄；河道整治；水生態(tài)修復

廣州市水網(wǎng)密集，共有大小河涌213條。城鎮(zhèn)居民傍水而居，生活污水大多直接排入臨近河涌[1]。近年來，隨著城區(qū)截污改造工程的進行，河涌水質(zhì)有明顯改善。但由于流域截污管網(wǎng)未實現(xiàn)全覆蓋，初雨徑流污染未有效控制，已治理河道水質(zhì)難以長期維持等問題，河涌黑臭、水質(zhì)惡化等現(xiàn)象依然存在。

廣東省、廣州市政府高度重視河涌水環(huán)境整治，提出“水更清”方針，確立了“旱季污水100%截流，雨季溢流污染削減70%”的治水目標。

1 項目概況

烏涌屬于珠江水系，北起蘿崗區(qū)水口水庫，南至珠江，干流總長6.2 km，流域總面積約14.7 km2，有下沙涌、三戽涌、左支涌等主要支涌。烏涌流域?qū)儆诖笊车匚鬯幚硐到y(tǒng)，北部科學城地區(qū)為分流制排水系統(tǒng)，科學城以南地區(qū)為截流式合流制排水系統(tǒng)。

烏涌主涌截污管道較為完善，2009年對下沙涌、三戽涌等支涌進行了截污改造[2]，目前整個流域已敷設(shè)截污管道約21.2 km，污水收集率達到80%以上。

按照“旱季污水100%截流，雨季溢流污染削減70%”的目標，復核烏涌流域污水治理現(xiàn)狀，制定烏涌綜合治理總體設(shè)計方案。

1.1 烏涌水質(zhì)情況

根據(jù)廣州市城市排水監(jiān)測站2015年烏涌水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，烏涌水質(zhì)為劣Ⅴ類，未達標項目主要是氨氮、總磷、五日生化需氧量、化學需氧量，水體呈現(xiàn)典型的生活污水和面源污染特征。

1.2 烏涌流域存在的主要問題

針對烏涌流域污染現(xiàn)狀及污水管網(wǎng)的建設(shè)情況，烏涌水環(huán)境主要存在五個方面問題：（1）部分排污口未接入截污管道，直排河涌；（2）截污管網(wǎng)未覆蓋整個流域；（3）沿線未建初雨調(diào)蓄設(shè)施，合流污水雨季溢流及初期雨水徑流污染嚴重；（4）部分河道未整治，河岸沖刷嚴重；（5）已采取治理措施的河道，治理效果難以長期保持。

表1 烏涌水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)

2 總體設(shè)計方案

2.1 總體設(shè)計思路

本工程在充分掌握烏涌流域現(xiàn)狀及規(guī)劃情況的基礎(chǔ)上，遵循以下設(shè)計思路：（1）對烏涌流域污染源調(diào)查分析，將直接排放污水入河的排污口接入污水管網(wǎng)，控制點源污染；（2）對烏涌流域現(xiàn)狀污水收集系統(tǒng)的復核計算，補充完善截污管網(wǎng)系統(tǒng)，接駁村鎮(zhèn)污水，達到旱季污水100%截流；（3）新建初雨調(diào)蓄設(shè)施，控制初雨徑流和合流污水雨季溢流污染，達到雨季溢流污染削減70%；（4）對沿線未整治河道進行生態(tài)護岸、護坡處理，恢復河道功能，維護河流健康；（5）基于生態(tài)工程學原理，運用生態(tài)修復技術(shù)，實現(xiàn)河涌水質(zhì)的修復與保持。

2.2 工程設(shè)計方案

烏涌沿岸有排污口30余個，可分為兩類：一類是沿岸已鋪設(shè)截污管，排污口未接入；另一類是沿岸尚未鋪設(shè)截污管，污水直排。

2.2.1 對于沿岸已鋪設(shè)截污管的排污口，通過設(shè)置截流井將污水接入現(xiàn)狀截污管道。

針對傳統(tǒng)截流井存在無法防止倒灌、無法阻止污水中固體污染物質(zhì)溢流污染河道等弊端，提出兩個方案。

（1）方案一：改進型截流井。針對傳統(tǒng)截流井存在的問題，對傳統(tǒng)截流井進行改進，在合流管道入河出水口前增設(shè)浮箱式拍門或橡膠止回閥，解決河道洪水時倒灌問題；出水口與進水管標高相同，未設(shè)置截流堰，因此不影響管道的過流能力，降低水浸風險；在截流井內(nèi)設(shè)置截流調(diào)控裝置，降低溢流污染。

（2）方案二：設(shè)過濾篩網(wǎng)的截流井。暴雨時，合流污水攜帶大量污染物質(zhì)，如果溢流至河道中，造成嚴重污染。這些污染物質(zhì)包括生活污水中包含的固體雜質(zhì)以及雨水管道中沉積的泥沙及大的固體物質(zhì)。為了安全截留固體物質(zhì)，采用全自動運轉(zhuǎn)并且具有自動清理功能的機械格柵或過濾裝置，保證過濾裝置始終處于最大過水狀態(tài)，不發(fā)生堵塞。

方案一在造價、維護管理成本上均低于方案二，在景觀要求不高的大多數(shù)區(qū)域，可采用改進型截流井；在景觀要求較高的地區(qū)，可采用設(shè)過濾篩網(wǎng)的截流井。

2.2.2 針對河涌沿岸尚未鋪設(shè)截污管的排污口，有條件鋪設(shè)截污管網(wǎng)的區(qū)域，可結(jié)合本工程截污管道完善方案的實施，逐步將排污口接入；沒有條件鋪設(shè)截污管網(wǎng)的區(qū)域，可沿河涌堤岸在排污口附近建設(shè)截污與污水處理一體化設(shè)施，根據(jù)排污口分布情況靈活布置。技術(shù)流程為：污水收集→投加生物制劑并曝氣→生物填料接觸氧化區(qū)（氧化溝）→污泥沉淀區(qū)（1/3污泥平流泵回流到曝氣區(qū)）→纖維轉(zhuǎn)盤過濾→生物浮島→清水排入河涌[3]。

2.3 截污管網(wǎng)完善方案

2.3.1 烏涌左支流系統(tǒng)子項方案

擬于烏涌左支流右岸沿科林路南側(cè)鋪設(shè)DN500截污管道，沿碧山村北側(cè)道路鋪設(shè)DN500截污管道，沿線收集姬堂村、碧山村等城中村污水；擬于烏涌左支流左岸沿舊圍村南側(cè)道路、石化路、廣園快速路鋪設(shè)DN800～DN1200截污管道，沿白新街鋪設(shè)DN500～DN600截污管道，沿線收集舊圍村、合慶圍村等城中村污水。

2.3.2 烏涌右支流系統(tǒng)子項方案

擬于烏涌右支流左岸沿科林路向南鋪設(shè)DN800截污管道，完善左岸截污管網(wǎng)；擬于烏涌右支流右岸沿岐山工業(yè)園北側(cè)道路鋪設(shè)DN500～DN800截污管道，沿岐山路鋪設(shè)DN500截污管道，沿魚茅路鋪設(shè)DN500～DN1000截污管道，沿線收集岐山工業(yè)園、吉山村污水。

2.3.3 烏涌（廣園路以南）系統(tǒng)子項方案

擬沿鎮(zhèn)東路由北向南鋪設(shè)DN800截污管道，沿大沙地東路由西向東鋪設(shè)DN500～DN600截污管道，沿線收集街坊污水接入現(xiàn)狀截污管道。

圖1 截污管網(wǎng)完善方案平面圖

2.4 初雨調(diào)蓄方案

根據(jù)《廣州市排水工程設(shè)計指引》要求，按照5倍截流倍數(shù)復核烏涌流域合流制主干管道過流能力，除豐樂北路和烏涌干流左岸截污干管滿足過流能力外，其余均不滿足。針對現(xiàn)狀管道雨季5倍截流倍數(shù)復核不滿足要求的情況，同時為解決初期雨水徑流污染問題，擬采取的措施為修建初雨調(diào)蓄設(shè)施。

本工程北部科學城地區(qū)為新建地區(qū)，排水體制為分流制，同時建設(shè)用地相對充裕，因此本區(qū)域采用初雨調(diào)蓄池，按照分流制設(shè)7座初雨調(diào)蓄池。

本工程南部地區(qū)為建成區(qū)，排水體制為合流制，該區(qū)域建設(shè)用地緊張，因此采用淺層調(diào)蓄渠箱，按照合流制設(shè)3座初雨調(diào)蓄渠箱。

表2 烏涌流域初雨調(diào)蓄設(shè)施規(guī)格

2.5 河道整治方案

本工程需要整治的河道長度約5.4 km，河道斷面主要采用階梯式加筋石籠斷面，擋墻采用加筋石籠，堤頂后接大于1:5的斜坡綠化帶至規(guī)劃用地路面，按生態(tài)河道進行治理，采用草皮進行護坡綠化[4]。

圖2 加筋石籠河道斷面方案

2.6 水質(zhì)修復與保持方案

烏涌具有山溪性河流和感潮性河流雙重特征，對河道主要采用底質(zhì)改良、構(gòu)建水生態(tài)系統(tǒng)、高效生態(tài)浮島和曝氣增氧等綜合治理技術(shù)進行水質(zhì)修復與保持。

采取工程措施對烏涌沿線截污后，采用底質(zhì)改良技術(shù)對黑臭底泥進行生物清淤，投放固化微生物菌劑，促進黑臭底泥中污染物的分解；為保證微生物分解污染物所需的溶氧量，烏涌中上游河段可利用現(xiàn)狀地形，設(shè)置跌水曝氣，下游流速緩慢河段可根據(jù)需要設(shè)置噴泉式景觀曝氣；在各溢流口附近均勻設(shè)置高效生態(tài)浮島，其上植觀賞性挺水植被，吸收氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，其根系生物膜可分解有機物，浮島浮體下掛碳纖維生態(tài)草，增加微生物附著面積，強化各點污染源的污染物分解速率。

3 結(jié)語

結(jié)合烏涌流域排水規(guī)劃與排水現(xiàn)狀，針對本工程所包含的治污范圍，制定了系統(tǒng)的截污方案，可達到“旱季污水100%截流，雨季溢流污染削減70%”的目標。

值得注意的是，流域綜合治理方案實施效果除與工程措施有關(guān)外，與日常運營管理也是密不可分的。因此，烏涌綜合治理工程實施過程中，系統(tǒng)合理的工程方案，輔以良好的日常管理，方可保證最佳效果。

[1]邱維,汪傳新,阮小燕等.廣州市河涌截污存在的問題及對策[J].中國給水排水,2009,25(2):10-12.

[2]唐元.論烏涌系統(tǒng)截污完善工程設(shè)計[J].城市建設(shè)理論研究, 2011,(18).

[3]林燕春,劉彥光,劉建勛,等.廣州市河涌水環(huán)境原位治理生物修復技術(shù)[J].生物技術(shù)世界,2012(04).

[4]傅長鋒.生態(tài)水工學在河道整治工程設(shè)計中的應用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計,2007,(1):44-46.

李勇(1989—)，男，山東煙臺人，天津市市政工程設(shè)計研究院助理工程師，碩士研究生，主要從事給排水及環(huán)境工程相關(guān)設(shè)計研究工作。