黑臭水體治理工程方案分析

任艷龍， 張曉琳， 楊 清

（1.天津市市政工程設(shè)計研究院四川分院，四川 成都，610041；2.天津市市政工程設(shè)計研究院 天津，300392）

2015年4月2日，國務(wù)院印發(fā)《水污染防治行動計劃》（即“水十條”），提出2017年底前，直轄市、省會城市、計劃單列市建成區(qū)基本消除黑臭水體；同時提出了全國各地區(qū)的控制性主要指標，其中到2020年，珠江流域水質(zhì)優(yōu)良（達到或優(yōu)于Ⅲ類）比例總體達到70%以上。為此，廣州市要求城市建成區(qū)內(nèi)在2017年底前基本消除黑臭；2030 年底前，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除。

1 河涌現(xiàn)狀

大山東涌位于廣州市番禺區(qū)北部大石街道，下游匯入三枝香水道，屬于珠江北江的一條支流，主要承擔流域行洪排澇功能，治理前已基本喪失水體自凈能力。大山東涌全長約2.8 km，流域面積約2.35 km2，寬5～33 m，整體比降0.6‰；大部分河段橫穿植村、大山村等城中村建筑密集區(qū)，沿線除起點處約160 m被蓋板覆蓋外，其余均為明溝。

2 河涌流域污染及水質(zhì)分析

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研，污染源主要為沿線生活污水直排、合流管道直排以及河道底泥內(nèi)源污染等。

2.1 污染源

2.1.1 居民生活污水

大山東涌流域的植村片區(qū)和大山村片區(qū)屬于城中村，人口密度高、建筑密集、基礎(chǔ)設(shè)施不完善，居民生活污水和部分小作坊生產(chǎn)廢水直接排入大山東涌，嚴重污染水質(zhì)。

2.1.2 合流管道

大山東涌所在的大石片區(qū)幾條主要道路，如南大路、朝陽東路和群賢路等，雖然鋪設(shè)了雨污水管道，但現(xiàn)狀排水管道破損、淤積嚴重，存在較多的錯接、混接問題，致使部分污水通過雨水管道排入大山東涌，造成污染。

2.1.3 河道底泥

由于長期污染，大山東涌河道底泥中含有大量的污染物，污染物的釋放增加了水體中污染物總量，對河道水質(zhì)的惡化作用是長期、緩慢的。底泥的厭氧環(huán)境也為厭氧微生物的生長創(chuàng)造了條件，在污染物數(shù)量的累積下厭氧發(fā)酵[1]。

2.2 水質(zhì)分析

2.2.1 沿線排污口

如表1中依次給出了順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的控制流程圖和控制依賴圖的結(jié)構(gòu)。為了方便表示，可以對程序的節(jié)點用0到n的自然數(shù)表示。其中程序的入口節(jié)點記作0節(jié)點，依次標號。

對大山東涌沿線主要較大排污口進行統(tǒng)計，見表1。

表1 大山東涌沿線主要排污口

2.2.2 水質(zhì)檢測

選取了典型斷面進行水質(zhì)檢測，見表2。

表2 大山東涌典型斷面水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)mg/L

由表2可知，大山東涌水質(zhì)溶解氧、化學(xué)需氧量、氨氮、總磷等指標超標嚴重[2]，整體水質(zhì)為劣Ⅴ類。

3 治理方案

3.1 排污口截污

根據(jù)現(xiàn)場踏勘，結(jié)合河涌寬度、沿岸建筑布局、污染源分布等因素，將大山東涌分成3 個污水系統(tǒng)，分別采取涌底埋管、涌邊堤岸新建截污渠箱及涌邊鋪設(shè)截污支管等不同的截污方案。

3.1.1 南大路—群賢路

圖1 南大路—群賢路段河涌現(xiàn)狀

針對現(xiàn)狀，采取在河涌左岸新建截污渠箱，在河涌右岸鋪設(shè)截污支管的設(shè)計方案對沿線排污口進行截污，系統(tǒng)末端通過一體化污水提升泵站提升后接入市政污水管網(wǎng)。見圖2。

圖2 南大路—群賢路段截污系統(tǒng)橫斷面

截污渠箱水力計算見表3。

表3 南大路—群賢路段截污渠箱水力計算

3.1.2 群賢路—朝陽東路

該段污水系統(tǒng)總服務(wù)面積約17.8 hm2，最高污水量約1 740 m3/d。該段河涌大部分穿越城中村區(qū)域，河涌兩岸建筑密集，斷面最窄處僅3 m左右，沿線排污口以每家每戶散排口為主，有一些較大的合流排口。見圖3。

圖3 群賢路—朝陽東路段河涌現(xiàn)狀

考慮到該段河涌斷面較窄以及兩岸現(xiàn)狀的復(fù)雜性，在河涌底部鋪設(shè)截污干管，在岸邊鋪設(shè)污水收集支管，污水收集支管通過涌邊收納井排入涌底截污干管，系統(tǒng)末端新建一體化污水提升泵站，經(jīng)提升后接入市政污水管網(wǎng)。見圖4。

圖4 群賢路—朝陽東路段截污系統(tǒng)橫斷面

截污干管水力計算見表4。

表4 群賢路～朝陽東路段截污干管水力計算

3.1.3 新光快速路以西污水系統(tǒng)

該段污水系統(tǒng)總服務(wù)面積約5.5 hm2，最高污水量約540 m3/d，沿線排污口主要分布在西側(cè)城中村區(qū)域且位于大山東涌下游，河道斷面較寬，平均寬度13 m。見圖5。

圖5 新光快速路以西段河涌現(xiàn)狀

結(jié)合實際情況，在河涌西岸新建截污渠箱進行截污，系統(tǒng)末端新建一體化污水提升泵站，經(jīng)提升后接入市政污水管網(wǎng)。見圖6。

圖6 新光快速路以西段截污系統(tǒng)橫斷面

截污渠箱水力計算見表5。

表5 新光快速路以西段截污渠箱水力計算

3.2 河涌清淤

中小河道常用的清淤方式主要有排干清淤、水下清淤和環(huán)保清淤[3]。大山東涌上游和中游主要穿越城中村，河道狹窄，兩側(cè)建筑密集，機械出入不便，下游河道斷面較寬，水量較大。

因此，結(jié)合現(xiàn)狀，在朝陽東路以南段（中上游）采用河涌排干后機械+人工清淤的方式，朝陽東路以北（下游）段采用水下機械清淤的方式。見表6。

表6 清淤方式對比

清淤量共計23 000 m3，河涌清除淤泥通過汽車運至底泥處理場，經(jīng)過減量化、無害化、穩(wěn)定化處理，滿足相關(guān)要求后用于填埋場覆蓋土、河岸護坡等。

4 工程實施后河涌變化

通過一段時間的運營管理，大山東涌已基本消除黑臭，河中已無漂浮雜物，水體功能也在逐步恢復(fù)。見圖7。

圖7 工程實施后的河涌

5 結(jié)語

本項目在前期現(xiàn)場調(diào)研及現(xiàn)場設(shè)計基礎(chǔ)上提出了控源截污、底泥清淤、“一河一策”等工程和制度措施，旨在能夠解決河涌的外源和內(nèi)源污染問題；但黑臭水體治理是一項長期復(fù)雜工程，工程措施只是其中一部分，后期還需要結(jié)合河涌流域范圍內(nèi)雨污分流改造、海綿城市建設(shè)等措施進行源頭治理；同時新建的截污渠箱、管網(wǎng)、泵站等排水構(gòu)筑物也需要運營及維護管理；因此只有建立長效管理機制，才能保障河涌的長治久清。□■