李朗河流域水環境治理分析

歐志蘭

（深圳市廣匯源環境水務有限公司,廣東 深圳 518020）

深圳近幾年黑臭水體治理初現成效,但都是以消除黑臭為目標,未形成流域化治理理念。隨著國家對治水提質工作重視,要全面消除黑臭,提出“以水質為目標,以管網為基礎,以河道為中心”的思路,開展全流域水環境治理工作。本次就以龍崗區李朗河流域為例,進行流域治理分析。

1 李朗河流域概況

李朗河發源于黃牛湖水庫上游海拔214.5 m 的梧桐山牛尾嶺,由西北向東南流經上下李朗社區,經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5.9 km,河床平均比降為7.6‰。

埔地嚇污水處理廠一期設計規模5 萬m3/d,平均處理規模5 萬m3/d,負荷率為100%；二期設計規模5 萬m3/d,平均處理規模5.13 萬m3/d,負荷率為102.6%。埔地嚇污水處理廠一、二期均處于滿負荷運行狀態,高峰期時產能不足,存在高峰期污水溢流問題。

另埔地嚇污水處理廠2018 年實際進水COD 濃度約為設計值的71%,實際進水BOD 濃度僅為設計值的51%,總進水濃度遠低于設計值。

2 存在的問題

根據河道水質達標缺口分析,在目前污水廠不提標、不拓能、沒有調蓄池的基礎上,很難滿足交接斷面V 類水的考核要求。

目前項目區污水系統老舊,雨污分流不徹底,污水干支管缺失、污水系統不夠獨立,導致晴天地下水及外來水源進入污水系統造成污水廠溢流,雨季污水合流水溢流河道。

同時面源污染影響較大,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,通過雨水系統排放至河道,造成嚴重的河道污染。目前流域區內亦尚未形成針對初期雨水的收集、調蓄及處理系統,沿河截流管道基本僅針對于合流排放口及暗涵,且管徑相對較小,無法滿足收集初期雨水的要求。

而這些問題是不可能一次性全部解決的,需循循漸進,分步達成目標。本工程旨在打好治水基礎。

3 整治目標

完成治水基礎階段,流域內基本消除城市黑臭水體、河道交接斷面水質達地表水Ⅴ類；河流明渠段消除黑臭,無污水直排,暗渠段實現清污剝離；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雜性,可以將綜合治水分為三個階段：基礎階段、攻堅階段、愿景階段。基礎階段最主要的目標為保障水安全、基本改善水環境,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。第二階段為攻堅階段,即在基本解決黑臭的基礎上,提高污水收集率、控制溢流污染,提高水質達標率；這一階段需要從系統上分析項目區內各個市政設施之間的相關聯系和存在問題,并從系統上解決基礎階段溢流問題。第三階段為愿景階段,進一步梳理管網系統,暗涵治理,完善面源污染控制,可以從河道生態功能性、景觀提升及智慧運維方面,進一步鞏固及提升水環境綜合治理的效果,達到以水興城,實現“宜居宜業宜游”的愿景。

5 工程措施

結合流域污水系統整治存在的問題,圍繞河道斷面水質穩定達標目標,穩步推進正本清源,逐步實現正本清源全覆蓋,提高雨污分流率,減小管網壓力；完善、修復污水干支管網,提高污水轉輸能力,減少管網溢流污染；加強溢流及面源污染控制,減少雨季入河污染,提高雨季河道水質保證率；提高河道水容量,恢復河道自凈能力,加快雨后水質恢復速度。

5.1 正本清源

項目對流域內101 個地塊進行正本清源整治,整治面積為0.47 km2。流域內雨污分流工程實施完成后,大部分區域可實現雨污分流,其占比為95%以上,其削減貢獻主要為在降雨期間,原有合流制溢流污染變為初期雨水污染,本工程實施后,則其削減量見表1。

表1 李朗河流域污染物削減量

5.2 干支管改、擴建

流域內區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,導致現狀有較多雨水排放口排放污水。

現狀市政排水管道錯綜復雜,首先對現狀市政污水管分區域由下游向上游逐條進行梳理。

（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通上下游,原合流管道改為雨水管道接入雨水管道內。

（2）市政道路上仍為雨污合流管,進行雨污分流改造。

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

經初步梳理,項目區域存在市政干管缺失約1.45 km。針對項目區內管道缺失問題,考慮新建市政污水管網,實現市政污水管網全覆蓋；同時在利用現狀排水箱涵作為污水通道的市政道路上新建污水系統主干管,實現污水系統完整獨立；另外對于片區內存在的市政道路排水瓶頸、錯接漏接、大管接小管、管道倒坡等現狀提出點對點的解決方案,確保污水系統的完整性與功能性,本項目對該部分未進行梳理設計,本章不進行詳述。

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生,雨水沖刷大氣和城市機動車道、商業區、工廠等地表,把大量有毒有害物質帶入自然水體,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。

由于沒有長期對雨季初期雨水、后期雨水的實測污染物濃度,故本次污染物濃度參考深圳地區的地表徑流污染研究文獻及《城鎮雨水調蓄工程技術規范》等規范、指南上污染物數據,本次城市面源污染物參數取值見表2。

表2 城市面源污染物參數取值表 單位：mg/L

本方案初期雨水降雨量按照10 mm 計,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的降雨次數為50 次。

利用末端調蓄池削減排水系統雨天出流的污染負荷,已經成為城鎮面源污染控制的主要工程性措施之一,其運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的混合水輸送至下游管道或污水處理廠。

根據排水系統的匯水面積和該排水區域的用地性質,設置一定容積的調蓄池,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的不完善,源頭清潔基流被河道大截排系統全部截入污水系統,這對污水進廠濃度產生較大影響。針對該問題,本項目提出清基剝離工程,完善截流系統,考慮在現有截流系統的基礎上,新建截流管道,補全缺失部分,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,將上游兩段暗涵內清水轉輸管轉換為污水截流管,打開總口截流堰,下游暗涵則在暗涵兩側新建截流堰。

5.5 清水補給

李朗河為雨源性河道,基流量小,河道一旦出現污染,恢復能力差,時間長,極大影響感官,長期以往,污染物累計沉淀,轉為內源污染,因此,需要通過人工增加河道水量,增加河道水容量,稀釋河道水質污染濃度,通過補水加快河道水質恢復速度。

李朗河雖有基流,但其流量不足以滿足河道生態需水量,李朗河流域內可用于補水水源有黃牛湖水庫、埔地嚇污水處理廠尾水。黃牛湖水庫為小型水庫,庫容不足以滿足李朗河日常補水,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模為5 萬m3/d,遠期為13 萬m3/d,回用規模近期為1 萬m3/d,遠期2 萬m3/d,回用對象主要為工業用水及市政雜用水,除此之外的其余污水廠出水可作為河道的生態補水。

根據沙灣河、白泥坑、簡坑河綜合整治工程,白泥坑、簡坑河同樣在埔地嚇污水處理廠內建設補水泵站,向白泥坑河和簡坑河補水,白泥坑河補水量為0.63 萬m3/d,簡坑河補水量為0.67 萬m3/d,沙灣河補水量為4 萬m3/d,埔地嚇污水處理廠有富余尾水對李朗河進行補水。

綜上,李朗河補水400 m3/h,設計DN400 補水管道,設計流速為0.88 m/s。

補水管道設計起點埔地嚇污水處理廠,位于河道下游河道的北側,距離河道較近,從污水處理廠內設的補水泵站引出的DN400 補水管道,引到李朗河道左側巡堤路,埋設補水管,沿河道及附近的市政道路上引到李朗公園南側總口截污堰下游進行補水。

6 結論與建議

總體來說,目前李朗河小流域通過水環境治理已基本消除了黑臭,但仍然存在水質不穩定,局部時間段黑臭反復的現象,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,流域內排水管網仍不完善、高水位和高峰期溢流仍然存在,流域內初小雨污染仍未有效控制,因此,在旱季時,存在污水溢流風險；雨天時,本流域內的河道、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,水質無法得到保證。

李朗河流域水環境治理的下一步計劃應在本工程基礎上進入攻堅階段,即在基本解決黑臭的基礎上,提高污水收集率、控制溢流污染,提高水質達標率；從系統上分析李朗河流域各市政設施之間的相關聯系和存在問題,從系統上解決基礎階段溢流問題。