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

1 河涌概況

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

由于前期城市污水系統建設未能及時跟上城市發展的步伐,現狀防洪排澇涌、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,受片區排水體制影響,污水直排現象普遍存在,支流深入片區內部,一邊排澇,一邊排污,水質惡劣,基本為劣V 類,并呈現黑臭狀態,嚴重影響周邊居民的生活質量,與東莞市水生態文明發展、品質城市建設規劃不相符。盡管近年來流域范圍內已開展相關治理工作,但實施措施零散不成系統,具體成效未能科學彰顯,流域范圍內水環境整治迫在眉睫。

2 水環境綜合整治

2.1 內源清淤治理方案

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

2.1.1清淤厚度

根據底泥現狀分析,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系統。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,具體坡比根據地質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,如大部分鎮內建成區河道。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,具體坡比根據地質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,總處理規模約6.3 萬m3,設計3 個月完成處理,日處理規模為688 m3/d,取設計處理規模700 m3/d。

機械脫水重視過程環保和循環利用；重視后端水的處理,使回排水水質明顯優于原水,使水環境治理過程也能做到節能環保、循環利用、資源再生,同時大大降低了后續的處置難度。

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,溢流至調理池,余水溢流至余水池,余水池內余水流入進入余水處理環節后,余水達標外排。調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；產生的泥餅含水率低、力學性質好,可即時利用回填。技術含量高,工廠化作業,現場文明施工程度高。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。

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流量,是維持河道基本形態、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量指標。適用于河頂寬度為0.3 m～31 m 的非季節性小型河流；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；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,在汛期進行防洪調度,在枯水期進行蓄水利用,由市或省三防辦統一調度；東莞市汛期為4 月～9 月,根據東莞市多個水庫多個年份的水位統計,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 生態修復

一個城市的河流治理僅僅通過截污和內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系統功能,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。

結合工程所在地現狀和水質情況,充分考慮技術可行性、治理周期、土地規劃用途和工程經濟性等多種限制因素,擬通過水陸生態系統、水生態系統等系統的構建,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,促進大嶺山鎮河道水體形成健康完善的生物群落,提高生態處理功能。構建高效曝氣系統,提高水體溶解氧濃度,促進生態處理能力,最終實現水質穩定達標和構建良好的景觀效果。

3 結論

水生態修復是在黑臭水體治理完成基礎之進行的生態系統的恢復,主要是水質和自然水文過程的改善,水域形態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。由于不同地區河流水文水質的差別,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。