城镇“濒危”小河涌的近期整治研究
——以广东地区某河涌流域为例
2020-09-28王曼
王 曼
(北京市市政工程设计研究总院有限公司广东分院,广东 广州 510000)
我国南部地区水资源丰富,许多地方都曾是河网密布的水乡,但是随着城区内河涌覆盖消失、水体环境污染,曾经的水乡墨画演变为人人避之不及的臭水沟,更有甚者,河涌被覆盖,彻底从地图上消失。究其原因,一则因为河涌污染严重;二则在污染治理、截污措施的影响下,河涌成为无源之水;三则河涌上的防潮闸等水利措施,在保护人民生命及财产安全的同时阻碍了水体流动,导致污染物聚集。
1 案例河涌流域概况及存在的问题
1.1 流域概况
案例河涌位于广东省,全长约5.7km,流域总集雨面积约10.38km2,主要服务老旧城区和城中村,如图1所示。河涌原为农田排灌渠,随着城镇化快速发展,周边已无农田,原有灌溉功能已丧失,但仍作为城镇的主要行洪通道。
图 1 案例河涌
案例河涌自北向南接入丙河,为避免丙河潮汐水位影响,在案例河涌终点建有防潮闸。案例河涌边有一条甲河,案例河涌与甲河不连通,仅在案例河涌有排涝需求时,通过中下游的A排涝泵站,将洪水强排入甲河中。
案例河涌沿线除末段防潮闸以外,还有两座水闸——A水闸和B水闸。由于历史原因,A、B水闸之间的河段目前已被覆盖,成为暗渠。案例河涌没有源头水,周边区域排水体制为合流制系统,沿线已敷设污水管网进行截污,基本实现晴天无污水直排。
沿线有4处合流暗渠汇入案例河涌,晴天时无水排出,但雨天时合流暗渠溢流,溢流污水在河涌内贮存。雨后案例河涌水体无流动,类似一潭死水。目前,案例河涌已经采取了浮岛植物、加强曝气、一体化污水处理设施循环处理河水等传统手段,能在雨后一段时间内恢复河涌水质。但广东地区雨水丰沛,河涌水质恢复时间长,河涌黑臭问题无法彻底解决,雨后复黑情况严重。
1.2 存在的问题
2018年5月,生态环境部、住建部联合开展城市黑臭水体督查,案例河涌不满足黑臭考核要求,具体存在的问题及相关分析如下。
(1)底泥上翻现象。案例河涌上游河段存在多处翻泥现象,甚至在硬底化的破损处也有翻泥。一方面,表明前期淤泥处置工作存在不足,底泥尚未彻底清除的情况下进行硬底化覆盖;另一方面,也是因为水体长期不流通,有机物淤积在河底发生厌氧反应,产生气体顶托淤泥上翻。
(2)静水区黑臭严重。受历史遗留影响,河涌流域范围内均为末段截污的截流式合流制排水系统,晴天基本不存在污水入河的情况,污水通过合流渠箱及渠箱末段的截污管进行收集。但由于晴天污水水量较小、渠箱断面较大,污水流速基本低于不淤流速(0.6m/s)。合流渠箱此时便类似于污水处理厂的“沉淀池”,大量污染物沉积在渠底。雨天时,受广东地区降雨强度及截污管截流系数影响,合流渠箱渠底沉积污染物随着雨水溢流,污染物进入案例河涌。而案例河涌渠底不顺,中游局部河道低洼,存在水流静滞区段,合流渠箱中被雨水冲出的污染物在此聚集,厌氧发酵,导致黑臭。
(3)3处水质监测显示轻度黑臭。根据《城市黑臭水体整治工作指南》相关技术要求,案例河涌设置有3处水质监测点,监测指标为透明度、溶解氧和氨氮,监测结果表明河涌上、中、下游均为轻度黑臭,各指标平均值分别为透明度19.67cm、溶解氧4.6mg/L、氨氮9.17mg/L。
(4)局部河道被覆盖。A、B水闸之间的河段被覆盖,成为暗渠,丧失河道原有的功能。被覆盖的河段存在一定的偷排、漏排情况,但由于河道覆盖带来的执法困难,这种现象无法杜绝。晴天时,A水闸上游河道已成为“一潭死水”;雨天时,依靠A排涝泵站将案例河涌中的雨水排至甲河,完成排涝。
2 案例河涌整治方案及成效
2.1 上游明渠段河底整治
A水闸上游的案例河河床因水流冲刷、地铁施工影响等,现状河床存在凹凸起伏的情况,导致水流静滞、部分河段雨季溢流污染沉积在河床,进而引起黑臭。整治措施:(1)针对河涌河底,按原设计河道纵坡0.5‰~0.8‰及河底高程进行修整,保证水体流动性,加快入河污染物的降解速度,避免发生堆积和厌氧发酵;(2)在河道中间做一道1.5m宽的流槽作为晴天补水(河涌补水为污水厂处理出水)的水流通道,保证案例河涌晴天时“细水潺潺”的景观效果及河底植物的生长。
对河底淤泥进行检测后发现淤泥富含有机物,其余污染指标符合《农用污泥污染物控制标准》(GB 4284—2018)中B级污泥产物的限值要求,可以用作园地、牧草地、不种植食用农作物的耕地。考虑河滨岸缓冲带生态修复与景观系统修复的重要意义,在保证河涌行洪通道的前提下,在河底流槽两侧堆晒河底淤泥后种植竹节草等植物,创造滨岸缓冲带,利用植物就地降解河底淤泥中的有机污染物质,减少淤泥的外运处理[1]。对河底淤泥进行翻晒利用,利用水生植物的生长需要对底泥污染物进行就地降解,大大减少了淤泥的处理处置费用。河底修整横断面如图2、图3所示。河底修整后,利用污水厂处理出水对案例河涌进行补水,每天补水量为 2万 m3/d。
图2 渠底已硬化段修整示意图(单位:mm)
图3 渠底淤积段修整示意图(单位:mm)
2.2 中游暗渠段揭盖复涌
A、B水闸间的覆盖段,在排水系统完善、水质有效改善的前提下,通过揭盖复涌及河道景观提升,一方面恢复案例河涌的河道生态功能,另一方面杜绝暗渠两侧的偷排、漏排行为。
(1)直接覆盖断面。直接覆盖段两侧为悬臂式挡墙,中间有三排中柱支撑盖板。改造方案为侧壁锚杆加固后拆除顶板及中柱,最后对涌底进行软质化改造。中间留槽2m,留槽两侧堆填原渠底淤泥后种植竹节草等植物。
(2)箱涵断面。根据原箱涵钢筋图进行结构计算及复核,箱涵开孔率可达到80%。原箱涵每12m设置一道伸缩缝,此次开孔每12m开9.6m孔洞,孔洞两侧各留1.2m板带作为支撑。对渠底进行软质化改造,留槽2m并种植竹节草等植物。将原箱涵板带改造为花池,种植勒杜鹃等植物,如图4~图6所示。
图4 箱涵断面暗渠复涌示意图(单位:mm)
图5 直接覆盖段揭盖复涌效果
图6 箱涵段暗渠复涌效果
3 结束语
分析案例河涌黑臭原因,归根结底还是由流域范围内雨污合流排水导致的。目前,河涌流域范围已经在推进区域雨污分流改造和渠箱清污分流改造工作,从源头上解决河涌黑臭问题。但受工程时序影响,无法快速见效。文章主要针对河涌治理的近期工作进行介绍,在推进分流改造工作、彻底解决河涌黑臭源头前,有效解决河涌雨后复黑的问题,改善周边居民的生活环境,提升居民幸福感。近年来,在中央环保部、住建部的大力督查下,我国在黑臭水体治理方面已取得了较为明显的成效。但是,我国黑臭水体数量多、污染程度严重、情况复杂,许多城镇“小”河涌无法获得较大的治理投入[2-3]。同时,由于工程建设周期较长,河涌黑臭现象无法迅速改善。而这些小河涌恰恰最贴近居民生活环境,许多居民深受黑臭水体毒害。
文章以案例河涌综合整治为例,提出一种城镇“濒危”小河涌的近期治理思路,深入分析、把握关键因素、因地制宜,力争小投入、高回报。该工程仅用时半年,案例河涌的雨后黑臭问题已经得到解决,得到周边居民的广泛好评。希望文章研究能抛砖引玉,给其他类似的城镇黑臭水体治理带来启发,在进行河涌综合整治时,考虑工程的近远期结合,发挥最好的治理效果。