广州市合流渠箱清污分流实践分析

李孟宣

(广州市水生态建设中心,广东 广州 510403)

广州市位于珠江三角洲的北缘,水系发达,河涌众多,市区内拥有大小河流221 条,总长度约为854. 2km[1]。 在城市化初期,居民临涌而居,生活污水直接排入河涌和明渠,随着城市化进程的不断加快,这些河涌和明渠逐渐被覆盖为暗渠,形成合流渠箱[2]。广州市政府一直十分重视河涌水质的提升,在治理147 条黑臭河涌期间,对合流渠箱的截污闸都进行了提升改造,取得了一定成效,但仍有部分地区存在雨污管错接、混接,造成河涌复黑、复臭。

2020 年11 月,广州市颁布了《广州市总河长令(第9 号)》,要求2023 年底前完成全市443 条合流渠箱清污分流改造工作,并以“全周期管理”为指引,延伸河湖长制治理模式,推进水务高质量发展,实现合流渠箱长制久清。 本文初步梳理了广州市合流渠箱清污分流治理思路,及其对改善水环境的成效,以期为其他城市合流渠箱清污分流的实施提供参考。

1 合流渠箱清污分流概况

合流渠箱在城市化初期发挥了巨大作用,不仅拓宽了城市的建设用地,而且增强了城市的防洪排涝能力[3]。 随着城市的迅猛发展,在分析沙河涌、猎德涌、驷马涌等河涌截污工程实施效果后,发现合流渠箱作为城市排污的长期通道,会使渠箱水体黑臭并积存淤泥,影响雨季行洪能力[4]。

广州市以往合流渠箱改造主要采用末端截污、沿渠截污、末端补水等方案,这种方案虽然在一定程度上避免了河涌复黑、复臭,但在雨季仍会有大量合流污水进入河涌[5],如2021 年9 月,未进行合流渠箱清污分流的石岗西涌合流渠箱,在暴雨后开闸泄洪导致下游水体变黑。

为进一步保障黑臭水体治理成效,2016 年以后广州市对合流渠箱的改造逐渐转向污水入厂、清水入河、源头治理的方案[6]。 2020 年,印发实施《广州市排水户分类分级管理办法》,建立“行业分类、接驳分级”的排水户差异化管控体系,完善源头治理方案。

2 合流渠箱清污分流改造思路

2.1 合流渠箱清污分流改造目标

广州市中心城区道路狭窄,管线复杂,城区部分公共道路缺少污水管,城中村内排水系统相对混乱[7],黑臭水体治理后,复黑、复臭现象频发。 广州市清污分流改造充分发挥线性工程特点,分段评定,将工程建设和效果评定相结合,工程完工后对合流渠箱清污分流效果进行了3 次评定。 未通过评定的渠箱立刻返工,将工程实际效果作为最终要求,避免工程完工后效果不佳,从而导致多次治理、重复治理。 主要分阶段实现以下4 个目标:

a.整治排水单元,实现周边排水单元源头分流,确保排水户污水接入市政污水管网。

b.区域内实现雨污分流,深入渠箱内部清查排水口,对雨水管、污水管错接、混接的情况进行整改,确保合流渠箱为清水通道。

c.长期打开截污闸。 末端有截污闸的渠箱,打开截污闸,恢复渠箱排山水、雨水的功能,增强抗洪排涝能力。

d.建立长效机制,保障合流渠箱清污分流改造长制久清,排水系统井然有序。

2.2 合流渠箱清污分流改造方案

为实现合流渠箱清污分流的目标,结合现场实际情况,清污分流改造一般分为以下3 阶段:

a.工程建设。 实现清污分流整改,污水入厂、清水入河。

b.效果评定。 加强清污分流效果评定,保障清污分流的成效。

c.强化管养。 设定维护制度,抽查、核查工程效果。

合流渠箱清污分流技术路线见图1。

图1 合流渠箱清污分流技术路线

3 合流渠箱清污分流改造方案效果分析

3.1 工程成果

采用先摸查后设计的方式,在拥有准确的勘探资料条件下设计方案。 摸查合流渠箱排污口,梳理流域范围内的排水单元。 采用降低合流渠箱内水位的方式,暂时暴露隐蔽的排水口,绘制出渠箱排污口分布示意图(见图2),将排污口改接到新建污水管。

图2 渠箱排污口示意图

按照现状用地性质,将排水单元进行划分[8],主要分为住宅、城中村、机关事业单位、商业企业、工业等类型。 统筹规划渠箱改造和排水单元创建,绘制流域内清污分流示意图(见图3),图3 中利用不同颜色区分出排水单元类型,并明确合流渠箱、市政污水管、与河涌相连的闸门等情况。

截至2023 年1 月底,广州市已完成达标认定排水单元数量20719 个,面积为67969.23hm2,达标认定面积占全市总排水单元面积的89.54%。 认定全市累计355 条渠箱基本达到清污分流改造标准。

改造工程有效整改了污水管错接、混接、漏接,规范了周边排水户污水排放。 通过图纸清晰标注排口和单元类别,明确各单位责任,以工程实际效果为指引,有效提高了工程质量,并指出后续评定的侧重点,为保持渠箱水质长期稳定打下基础。

3.2 管理成效

通过合流渠箱清污分流改造,实现了污水入厂、清水入涌。 晴天,上游无活水来源的渠箱,基本处于断流状态;上游有活水来源的渠箱,渠箱水质有明显好转,实现河涌长制久清。 雨天,消除污水溢流河涌问题,提升进入污水处理厂的污水浓度,实现污水处理厂提质增效[9]。 打开合流渠箱末端截污闸,清理河涌淤泥,释放行洪断面,降低城市内涝风险,实现污涝同治[10]。

工程完工后对合流渠箱清污分流效果进行评定,每条合流渠箱共检查4 次,评定3 次,4 次检查时间需涵盖受纳水体丰、平、枯3 个水文期,3 次评定需涵盖一次雨后48h 内水质检测。 评定效果以合流渠箱最终出水水质、拆除截流措施为主要检测依据,观感、气味、透明度等条件为辅助检测依据,综合评定清污分流成效,部分渠箱水质变化结果见表1。

表1 部分合流渠箱水体氨氮浓度 单位:mg/L

合流渠箱在未完全清污分流改造前(2021 年8月),水体氨氮浓度通常大于8mg/L,属于黑臭水体。在清污分流改造后(2021 年10 月),水体中氨氮浓度明显下降,但仍然较高,一方面是由于排污口未完全截流,另一方面是由于渠箱常年作为排污通道,底泥黑臭影响水质。

在清淤并复核改造工程后(2021 年12 月,2022 年3 月),水体中氨氮浓度明显下降,雨后(2022 年6 月)水体氨氮浓度虽有所回升,但浓度均小于5mg/L,在可接受范围内。 在之后的暗访巡查(2023 年3 月)中,现场使用氨氮试纸进行快检,浓度均小于5mg/L。

经过横跨3 个水文期的多次评定,能够有效核实工程实效,及时发现改造后仍存在的问题,遏制渠箱水体复黑、复臭,截至2023 年1 月底,全市累计190 条渠箱通过四巡三检,打开末端截污闸,实现渠箱长制久清。

4 存在问题和优化改造

4.1 存在问题

合流渠箱清污分流的改造过程中,出现了一些问题,主要有以下3 类:

a.渠箱结构性缺陷。 部分渠箱本身年久失修,内部凸不平,凹陷处易形成死水,旱季藏污纳垢,雨季零存整取。 部分渠箱被建筑物骑压或位于主干道上,开挖修复工作难以推进。

b.前期规划不足。 流域内水环境治理与城市建设管理结合不到位,出水口为一级支流的渠箱在改造完成后,为保障主要河涌断面水质达标,渠箱末端闸门无法长期打开。

c.后期管理困难。 渠箱数量多,跨度范围大,维护机制不够完善。

4.2 优化改造

合流渠箱清污分流的优化改造主要目的是提高工程效果和优化管理效益,具体体现在以下4 个方面:

a.完善渠箱建设。 在渠箱凹陷处设立检查井定期养护,提高直连一级支流渠箱的评定标准,渠箱修复可采用非开挖修复技术,如短管内衬法、UV 内衬法,在不开挖工作坑前提下,对管道渗漏等问题进行有效处理[11]。

b.提升渠箱水质。 可通过上游定期补水、连通水系等措施,使渠箱内部水流畅通,不仅增强了城市排涝能力,而且使得渠箱水质得到进一步提高。

c.强化渠箱管理。 打造智慧排水平台,利用遥感、图像识别等技术协助排查,建立“五年一轮”存量渠箱缺陷修复机制,渠箱运行维护按效付费,精细化管理渠箱。

d.统筹区域水环境和城市建设。 渠箱改造结合不同海绵设施,如透水性铺装、生态屋顶、下沉式绿地、人工土壤渗滤等,进一步净化渠箱水质[12]。

5 结 语

合流渠箱清污分流改造落实了源头治理、系统治理、综合治理的理念,以工程建设和管理效益两方面为抓手,建立了“源头—过程—末端”的长效机制。 经过清污分流改造后,有效地预防了渠箱水复黑、复臭,基本实现生活污水全收集、全处理。 合流渠箱作为河涌的毛细血管,对实现“秀水长清”意义重大,未来应继续提升渠箱价值,统筹流域治理与城市建设,全面提升城市水环境质量,为高质量发展添砖加瓦。