深圳龍華河流域面源污染治理方法探討

吳殷健

中都工程設計有限公司，廣東 廣州 510000

文章討論的深圳龍華河是一條流域范圍內建筑區較為密集的河流，其面源污染的類型以溢流污染為主，既雨水徑流通過合流管渠進入河道的截污系統，當雨量超過截污系統的截流倍數時，合流污水直接溢流至河道，造成污染；然后是初期雨水的污染，根據該工程實測數據，降雨開始的10～20min的徑流雨水污染濃度較高，COD可以達到250～300mg/L，與常規污水的COD相當，其直接排入河道是導致河道水質變差的成因之一。

1 龍華河水質污染情況

龍華河為觀瀾河左岸一級支流，源頭在羊臺山北側，由西北流向東南，轉向東后匯入觀瀾河。流域面積為36.59km2，河長10.35km。流域內多年平均徑流深為950mm，多年平均徑流量為3476.1萬m3，其旱季徑流量只占全年徑流量的10%，因此龍華河是一條典型的雨源型河流。

龍華河左右岸已建設截污管道，參考龍華河河道綜合整治工程原設計參數，龍華河截污管道每天可以截流3.3萬t污水進入污水處理廠。旱季時，龍華河河道內流淌的基本是上游水庫滲流下來的生態基流，并沒有大量生活污水進入河道內，而龍華河流域4—10月為雨季，其余時間為旱季，降雨周期長且集中。

該工程實測數據顯示龍華河進入雨季后氨氮含量開始升高，考慮到龍河已進行兩岸的截污管道建設，旱季污水已得到有效的治理，因此雨季時的面源污染是龍華河污染的主要原因。

2 面源污染成因分析

2.1 面源污染的類別

雨季時面源污染按排水制度劃分為兩大類，一是分流制的初期雨水污染，二是合流制的合流污水溢流污染，合流制區域也有初期雨水污染的問題，但是由于其沒有進行雨污系統的分流，因此其最終表現出來的污染問題都可以歸為合流污水溢流導致的污染。這也引申出另一個問題就是雖然合流區域經過雨污分流改造，但是沒有針對該區域的初期雨水進行分析研究，制定相關的防治初期雨水污染的措施，因此也有可能在雨污分流改造后遭遇初期雨水污染的問題，初期雨水污染是面源污染形成的主要原因。

2.2 面源污染污染物濃度分析

降雨歷時COD數據變化趨勢圖如圖1所示。

圖1 降雨歷時COD數據變化趨勢圖

由圖1可知，COD隨降雨歷時變長而急劇下降直至穩定，城中村路面、工業園區路面由于初期濃度較高，分別為476mg/L和453mg/L，在徑流形成后前10min污染物濃度總體呈明顯下降趨勢，但過程中濃度存在一定的波動，這主要和路面污染源的不確定性有關，其他下墊面由于初期濃度值較低，在下降過程中的波動很小，但在降雨30min后都基本穩定。末期徑流中COD值為52～92mg/L，超過了污水綜合排放三級標準，這些徑流匯入市政管道中將加重水體的COD負荷，增加后續處理負荷。另外，初期雨水水量大，大量進入市政管道，也容易造成溢流污染的風險。

2.3 影響初期雨水水質的因素

根據上述數據的分析，得出降雨歷時5～10min中的污染物濃度較高，而導致初期雨水污染物濃度較高的因素如下：

（1）下墊面性質影響雨水徑流水質。下墊面類型對雨水徑流水質影響較大，路面形成的徑流水質明顯差于屋面形成的徑流水質，并且不同功能的路面所形成的雨水徑流水質也差別較大。市政道路、城中村路面以及工業園區路面較校園路面和生活小區路面污染嚴重，且污染程度為城中村路面＞工業園區路面＞市政路面，這主要是因為不同功能的路面因人為活動、路面污染狀況的不同，產生的污染物濃度也不相同。城中村作為舊城發展留下的典型區域，建筑物密集，垃圾堆放零亂，村內每天流通電動車、貨車、私家轎車等各類交通工具，移動污染源多。工業園區內人員活動較有規律性，尤其是在上下班時間，人口密度大，活動時間集中，帶來的污染源較密集，在工業區內有大型運輸車輛卸裝貨，車輛漏油以及貨物搬運過程中產生的雜物都將成為工業園區路面徑流污染源。市政路面污染源主要是來自過往的車輛，盡管車流量大于前兩個下墊面，但是污染源相對簡單，且路面有清潔車定期清洗，污染物濃度也稍低。生活小區為新建的小型住宅區，物業管理管理完善，衛生管理嚴格，路面污染源更簡單。屋面COD和SS濃度比路面低，這是因為屋面主要污染源來自大氣降塵，幾乎無人為因素干擾，污染程度低。

（2）降雨前旱天天數影響雨水徑流水質。降雨時間間隔不同，對雨水徑流水質影響也不同。一般而言，降雨時間間隔越大，降雨之間污染物積累越多，形成的雨水徑流污染負荷越高。特別是雨季初期，深圳雨季一般在4月，初期降雨類型為小雨，其特征是雨量小，雨峰不明顯，降雨期間形成的雨水徑流污染物濃度隨降雨歷時增長的變化較小，一直處于較高的污染濃度。經過長時間的旱季，污染積累可觀，在降水量不足以沖刷污染物的情況下，雨季初期的幾場降雨的污染物濃度都普遍偏高。隨著雨季的到來，降水量變大，降雨間隔變小的情況下，雨水徑流才進入初期（降雨歷時5～10min），污染物濃度偏高，后期污染物濃度急劇下降趨于平穩的狀態。

綜上所述，面源污染的形成路線如下：一是雨水形成徑流時，將各類型的路面、屋面的污染物帶入其中，形成污染濃度較高的雨水徑流并進入市政管道；二是由于雨水徑流量遠遠高于旱季時污水流量，截污管道無法完全收集污染物，導致污染物溢流進入河道水體最終造成污染。

3 面源污染治理的常用方式

根據上述的分析，不難看出面源污染治理措施要從徑流污染形成的源頭和溢流污染的末端下手整治，這樣才能從根本上解決問題。在綜合國內外面源污染處理經驗后，目前治理面源污染的常用方式主要有源頭治理和末端治理兩項措施。

3.1 源頭治理

源頭治理是指從引起合流制管道溢流的原因出發，通過減少雨水徑流污染，在水量和水質兩個方面減小進入合流制管道系統的徑流量和污染負荷，從根本上消除和減少合流制管道溢流的措施。源頭治理的主要措施是在完成大片區的雨污分流改造前提下，以海綿城市建設理念增加雨水滲透和滯留設施。

3.2 末端治理

末端治理是指通過一定的控制措施處理溢流污水，常用方法包括建立調蓄池、采用旋流分離等物理和化學處理法，以及生物降解處理法。綜合國內外的治理經驗，調蓄是解決合流制溢流污染中非常有效的末端治理措施，在國外得到了廣泛應用。在德國，一般不對分流制系統雨水進行處理，如有必要，則采用雨水調蓄池對雨水進行沉淀處理，但必須對合流制系統雨水進行處理，在保證流入污水處理廠的水量不超過其設計允許流量的同時，確保直接排放的雨水對水體造成的沖擊性負荷在可接受的范圍。

源頭治理和末端治理雙管齊下才是解決面源污染的最優方法，但是對于一個范圍內基本為建成區的流域而言，全流域開展海綿城市建設短期內無法完成，但是可作為控制溢流污染的長期工程措施來分批建設。要暫時緩解面源污染帶來的問題，可在一些大型合流排口位置增設調蓄池或其他末端處理設施控制合流污水進入河道，因此針對面源污染，該項目最終確定采取以調蓄為主，長期源頭治理為輔的方案。

4 結束語

隨著國家對河道水質達標的要求越來越嚴格，在河道水質治理的問題上，也應根據流域的本質特點進行研究分析。在龍華河流域范圍內，由于旱季污水進入河道的問題隨著兩岸截污管道建成得以解決，但仍受雨季面源污染的影響，當雨季來臨時，龍華河入觀瀾河入口處仍需設置橡膠壩防止溢流污水進入觀瀾河。面源污染治理應從長期考慮，從源頭上減少污染，控制徑流量是長久有效的治理方法，但是由于受到很多現狀因素的影響，末端治理控制污染進入河道的方案也需配合使用，這樣才能從根本上消除面源污染帶來的影響。