高密度建成区域黑臭水体治理思路
——以厦门市新阳主排洪渠为例
2019-03-14桑非凡
桑非凡,黄 月
(1.中国市政工程华北设计研究总院有限公司北京分公司,北京 100081;2.成都拓尔思信息技术有限公司,成都 610094)
随着城市建设进程不断加快,建成区尤其城乡结合区域排水管网建设进程不同步,雨污混接、污水直排、管网渗漏等问题严重,造成水体黑臭现象。本文选取厦门市新阳主排洪渠为研究对象,研究范围内主要用地为工业和城中村,属于高密度建成区域,其治理对同类型南方城市黑臭水体整治有借鉴效果。
1 河道现状概况
新阳主排洪渠位于厦门市海沧区中东部,河道总长约4.92 km,流域总面积31 km2。流域范围内主要河流水系包括埭头溪、祥露溪、环湾南溪、新阳主排洪渠、1#排洪渠、3#排洪渠和5#排洪渠。流域范围内北侧为城市建成区,以工业(8.7km2)和城中村(2.34km2)为主,南侧为山体,地势南高北低,排水体制为城中村合流制,其余建成区基本实现分流。
2 水体黑臭问题及成因
2.1 主要问题
根据水质检测结果,新阳主排洪渠、环湾南溪为重度黑臭水体,上游埭头溪、祥露溪为轻度黑臭,水系水质严重影响沿岸居民生活,如图1所示。造成流域黑臭的主要原因如下。
一是城中村污水直排:流域内有8个自然村,总人口达17.32万人,村庄主要为合流制,多未设置化粪池,同时排水管线淤积,截污管道截污效果差,造成大量生活污水直排。二是合流制溢流:村庄已设置的截污管线管径较小,截流倍数不足1,雨天大量污水溢流入河道。三是分流制雨污混接:部分工业生产废水及生活废水接入雨水管道排入新阳主排洪渠。四是面源污染:流域内工业占比较多,硬化面积较大,城中村生活垃圾随意堆积,雨水冲刷造成的面源污染不容小觑。五是内源污染:城中村污水未经处理直接排河,水体富营养化严重,水底淤泥淤积严重。
图1 新阳主排洪渠流域水体黑臭情况
2.2 成因分析
根据流域现状情况对入河污染负荷进行测算,按各河道污染负荷贡献排序,埭头溪、祥露溪、5#排洪渠以面源污染为主,环湾南溪、1#排洪渠、3#排洪渠以分流制混接污染为主,新阳主排洪渠以合流制直排为主。总体来看,流域入河污染负荷以合流制直排为主,面源污染次之,分流制混接再次,合流制溢流和内源污染较少。
3 总体治理思路
新阳主排洪渠黑臭水体治理按照“控源截污、内源治理、生态修复、活水提质”的技术路线,首先以截污纳管为前提,尽量避免污水和初期雨水直排河道。为减少内源污染,对河道进行生态清淤。同时,采用增氧和水质净化技术的组合,提高水体净化能力。后期结合生态补水、生态岸线建设和人工生态系统构建等方式逐步对水生态系统进行修复,实现水质治理目标。流域治理总体思路路线如图2所示。
4 水环境综合治理方案
4.1 控源截污方案
4.1.1 混错接改造
对新阳主排洪渠周边所有雨水井进行排查,笔者发现64个雨水井晴天有明显出水,来水涉及44家工厂,其中厂区内生活污水混接的企业有38家,厂区外管网错接的企业有3家,在建施工工地废水流入雨水管的企业有3家。
表1 新阳主排洪渠流域入河污染负荷贡献情况
图2 新阳主排洪渠流域治理技术路线
4.1.2 沿河排口截污
开展新阳主排洪渠沿线及上游排口污水截流工程,共改造雨污水排口16个,截流污水量约2.6万t/d。河道周边均有市政污水管网,各排口主要采取分散式截污的方式,将污水就近截入市政污水管线。
表2 沿河排口截污方案
4.1.3 面源污染控制
结合新阳主排洪渠所在马銮湾海绵城市建设试点区海绵城市建设,源头改造105个项目,其中建筑小区7个,工业企业47个,公建设施10个,市政道路37个,公园绿地4个,通过源头措施可削减35%~45%面源污染。
4.2 内源治理方案
对新阳主排洪渠全线进行清淤,主要采用绞吸船清淤,并通过管道输送淤泥至堆置场地,局部施工困难路段采用水上挖掘机及水力冲挖将淤泥盘运至绞吸船施工范围,清淤总量25.9万m3。
4.3 生态修复方案
为进一步提升新阳主排洪渠汇水分区水环境容量,需对新阳主排洪渠进行生态修复:一方面结合雨水台地16000 m2在非雨季时对河水进行循环处理;另一方面在河道内设置生态绿岛3300 m2进一步净化水质,同时根据新阳主排洪渠日常调度规则,为提高主排洪渠水体流动性、维持河道基本流速,经过水动力学计算,设置了156处河道曝气机,考虑到景观效果,将其中7处改为瀑布式河道曝气机。
4.4 活水提质方案
根据上位规划和相关方案,新阳主排洪渠远期利用马銮湾再生水厂出水进行补给,但由于马銮湾再生水厂到2020年才能投入使用,近期主排洪渠缺乏补给水源,故近期主要通过自身水体循环和CSO调蓄池存蓄水量进行补给。
针对此种情况,区分旱天和雨天工况制定方案:旱天利用河道自身水量进行循环补给,在新垵村6000 m3调蓄池西侧设置规模10000 m3/d一体化处理设备,在新景桥处取水,沿河边新建300 m DN200连接管输送至一体化处理设备,处理后排入河道进行循环补给。雨天一方面通过雨水台地对雨水进行处理后补给河道,另一方面将6000 t调蓄池调蓄水量经DN200连接管输送至一体化设备,处理后排放河道进行补水。
5 结语
本文从“控源截污、内源治理、生态修复、活水提质”系统介绍了黑臭水体治理的总体思路和技术方案,通过新阳主排洪渠黑臭水体治理实践,提出黑臭水体治理过程中需要注意的几个问题。
(1)注意工程的系统性。受政策影响,国内黑臭水体综合整治工作如火如荼,但整治前需对症下药,制定系统化方案,切忌“头疼医头,脚疼医脚”,造成工程零散,边界不清晰,上下游互相干扰,造成治理失效。
(2)因地制宜,充分了解现状。“黑臭在水里、根源在岸上”,要充分调查研究河道周边乃至整个汇水流域范围内地块、道路、管线、排口情况,充分收集基础资料并做好水质水量检测工作,只有这样才能针对水体黑臭情况因地制宜制定方案。
(3)与海绵城市建设工作衔接。海绵城市建设以解决水体黑臭和城市内涝问题为目标,黑臭水体整治应结合海绵城市建设工作进行,通过源头LID改造有效削减城市面源污染,将监测体系纳入海绵城市监测平台,方便后期统一管控,最终达到长治久清。