以深圳寶安“咸水涌”黑臭水體治理設(shè)計為案例，在沿海城市高密度建成區(qū)，從控源截污、清淤修復(fù)、活水循環(huán)、原位修復(fù)等多個方面，研究了感潮河段黑臭水體的治理技術(shù)措施，通過對污染源、河道自身現(xiàn)狀的分析，系統(tǒng)闡述了黑臭水體治理的關(guān)鍵問題，并介紹了工程的具體方案。
1 項目概況
咸水涌屬于珠江口前海灣水系，位于寶安區(qū)，是廣東省“天更藍(lán)、水更清”環(huán)保計劃重點整治的對象之一。寶安區(qū)屬低山丘陵濱海區(qū)，背山面海，崗巒起伏。地勢是東北高西南低，地貌類型豐富。寶安區(qū)地形較為復(fù)雜，主要地貌類型為低山、丘臺地和平原，最高海拔為寶安區(qū)羊臺山山頂587.21m。東北部主要為低山，中部及北部主要為丘陵臺地，西部主要是沖積平原，并殘存一些低丘，而西南海岸多為泥岸，灘涂資源豐富。
咸水涌位于寶安區(qū)西鄉(xiāng)街道，與西鄉(xiāng)河隔岸相鄰，是西鄉(xiāng)街道辦防洪排澇的主要組成部分。主要匯集莊邊、流塘、河?xùn)|三村及新安街道裕安路以北區(qū)域的洪水，起源于西鄉(xiāng)大道與廣深高速公路交匯處西側(cè)低山區(qū)，集雨面積共9.1km2，河長共6.8km。
G107國道上游現(xiàn)狀已暗渠化，107國道下游至寶安大道的河道周邊建筑密集，現(xiàn)狀河道為寬7～16m的砌石明渠，由于河床高，斷面寬窄不一，形成咸水涌排水的瓶頸段。寶安大道下游段，為矩形明渠段，現(xiàn)在整治完成，河底寬24.5m。咸水涌上游暗渠的排水從G107國道下面流出，經(jīng)過總口截污的一級強化處理工程，出水的物理指標(biāo)較之前有一定的提升，出水透明度尚可，但是還有明顯的惡臭刺鼻味道，且總口截污至出海口總體河底淤泥黑臭現(xiàn)象嚴(yán)重，有機質(zhì)含量較高，污染嚴(yán)重。
2 污染現(xiàn)狀
2.1外源有機物污染
一級強化處理站出水水質(zhì)較差，對咸水涌水質(zhì)產(chǎn)生較大的影響，是造成該流域水體黑臭惡化的重要原因。
G107國道至寶安大道區(qū)間已經(jīng)先后實施了《西鄉(xiāng)街道咸水涌河?xùn)|村段截污排澇工程》和《深圳前海深港合作區(qū)外圍及流域上游水質(zhì)改善子工程——咸水涌中游段截污改善工程》，該區(qū)間兩岸沿著現(xiàn)有河道走向于河堤擋土墻迎水面設(shè)置排水收集管，再在一定的位置（由現(xiàn)出水管位置確定）匯集后排入排澇箱涵。
經(jīng)過咸水涌相關(guān)的雨污分流工程和截污工程，大多數(shù)排污口都已經(jīng)整治，或者已經(jīng)進(jìn)行截污設(shè)計，但是還存在一些截污口需要進(jìn)行截污詳見表1、圖1~圖3。
圖2咸水涌污水散排口照片
圖3咸水涌寶安大道游散排口照片
咸水涌新安六路段新湖路至咸水涌水閘段右岸還沒有相關(guān)的雨污分流工程，寶安大道至自由七隊九巷區(qū)間還有個別居民散排口需要查漏補缺。
西鄉(xiāng)汽車站以上游全部已經(jīng)暗涵化，上游污水在此處總口截污，利用分散處理設(shè)備將上游收集的污水在此處進(jìn)行一級強化處理，可有效去除懸浮物。根據(jù)現(xiàn)場觀察，其出水水質(zhì)透明度一般，出水呈泡沫狀，物理指標(biāo)尚可。但生化指標(biāo)有待提升，河道兩岸有強烈難聞的氣味，出水的COD、BOD5以及氮、磷指標(biāo)仍然較高，生化指標(biāo)有待提升，對河道下游影響較大。由于西鄉(xiāng)汽車站處兩岸民居密集，沒有可以擴展的用地，因此對總口截污進(jìn)行提標(biāo)改造不具有可行性，因此考慮在下游對河道進(jìn)行曝氣造流，進(jìn)一步提高咸水涌的生態(tài)修復(fù)功能。
2.2河流水動力條件不足
感潮河段受海水頂托，流動困難，造成下游污水滯留，大量有機物沉積于河底厭氧發(fā)酵，使水體黑臭。此外，由于潮汐震蕩入河，使河道沉積底泥中的污染物經(jīng)擾動后重新進(jìn)入水體，進(jìn)而造成河道的黑臭。主要體現(xiàn)在咸水涌下游G107國道至排海口段，兩岸已截污較為完全，但水動力不足，水流較緩，受常年淤積底泥影響，水體通透度不高，仍出現(xiàn)水體黑臭或有異味的現(xiàn)象。
2.3內(nèi)源底泥污染
經(jīng)現(xiàn)場勘察，咸水涌從107國道至金科路橋處有大量淤泥和河床漂浮物，尤其是寶安大道下游河床淤泥加厚，大面積淤泥裸露，水深過淺，嚴(yán)重影響河道景觀和水流流速。河道內(nèi)的水體部分污染物日積月累，通過沉降作用或隨顆粒物吸附作用進(jìn)入到水體底泥中。在酸性、還原條件下，污染物和氨氮從底泥中釋放，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷及氮氣導(dǎo)致底泥上浮，這也是水體黑臭的重要原因之一。此外，城市河道中有大量營養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致河道中藻類過量繁殖。這些藻類在生長初期給水體補充氧氣，在死亡后分解礦化形成耗氧有機物和氨氮，導(dǎo)致季節(jié)性水體黑臭現(xiàn)象并產(chǎn)生極其強烈的腥臭味道。河道淤泥對周邊居民的生化環(huán)境造成很大的負(fù)面影響。
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，咸水涌河道河道淤泥淤積不均勻，部分河床淤泥較厚，詳見圖4。
圖4咸水涌河床淤泥
根據(jù)實際考察，咸水涌大部分河道在水較淺時，露出大面積且較厚的淤泥，淤泥呈黑臭，咸水涌淤泥厚度約為150～600mm，是河道水體污染的持續(xù)釋放源。
咸水涌下游為感潮河段，由于上游沒有持續(xù)下泄河水，河道堆積底泥無法隨河水流入大海，造成在河道下游的淤積。同時受海水潮汐影響，底泥被雙向水流反復(fù)沖刷，加快了底泥污染物向水體的釋放。河道底泥是咸水涌的內(nèi)部污染源，淤泥減量是控制水體質(zhì)量的關(guān)鍵因素。
2.4水深及水體溫度影響
咸水涌部分河段水深較淺、水動力不足，且深圳地區(qū)溫度較高，在陽光長時間作用下，水溫的升高將加快水體中的微生物和藻類殘體分解有機物及氨氮速度，加速溶解氧消耗，從而直接導(dǎo)致水體復(fù)氧能力衰退，局部水域或水層虧氧問題嚴(yán)重，形成適宜藍(lán)綠藻快速繁殖的水體條件，增加水華暴發(fā)風(fēng)險，引發(fā)水體水質(zhì)惡化，加劇水體黑臭。同時，底泥在高溫作用下，微生物厭氧反應(yīng)速度加快，底泥中的硫化物含量增加，向水體釋放硫化氫等惡臭物質(zhì)，進(jìn)一步加劇河道黑臭現(xiàn)象。
咸水涌沿線及周邊已建、在建、待建工程眾多，但并未完全解決咸水涌污染問題，主要問題如下：
（1）截污工程及雨污分流工程未覆蓋全線，部分排污口消除難度大，仍有排污口將污水排入咸水涌。（2）部分工程年代久遠(yuǎn)，污水管道及檢查井存在“跑冒滴漏”現(xiàn)象。（3）下游感潮河段由于受到潮汐和底泥污染的雙重作用，距地表水環(huán)境功能要求仍有一定差距。（4）咸水涌屬于三面光河道，水源組成上主要是污水和再生水廠補水。
3 治理方案
3.1技術(shù)選擇原則
根據(jù)《城市黑臭水體整治工作指南》要求，城市黑臭水體整治技術(shù)的選擇應(yīng)遵循“適用性、綜合性、經(jīng)濟性、長效性和安全性”的原則。
3.2總體思路
根據(jù)上層次城市及水務(wù)專項規(guī)劃，結(jié)合《深圳市治水提質(zhì)工作計劃（2015～2020年）》中提出的“治水十策”要求，對工程整治提出總體設(shè)計思路。
在統(tǒng)籌前海灣片區(qū)水系布局總體治理思路和方案基礎(chǔ)上，考慮區(qū)域截污工程、雨污分流、分散處理工程等相關(guān)工程與咸水涌的銜接，根據(jù)河流特點、存在問題及治理目標(biāo)要求，提出黑臭水體綜合治理系統(tǒng)方案，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的對比可得出，并結(jié)合咸水涌實際情況和治理目標(biāo)等現(xiàn)實要求，采用多種技術(shù)組合，因地制宜，對癥下藥。根據(jù)現(xiàn)場情況，擬采用底泥疏浚、管道截污、鼓風(fēng)曝氣等技術(shù)組合解決咸水涌河道黑臭的問題。
具體思路如下：
（1）基于雨污分流、正本清源，對咸水涌兩岸排污口進(jìn)行查漏補缺。本工程充分利用現(xiàn)有截污工程，不會造成重復(fù)投資浪費。本工程擬將污水口直接接入現(xiàn)有管網(wǎng)，對混流口上游錯接的污水口進(jìn)行重新駁接，為確保截流效果，盡可能實現(xiàn)沿河埋管的貫通。
（2）對107國道至寶安大道區(qū)間河涌擋土墻上的排水收集管進(jìn)行修復(fù)，部分老舊損壞的管道需要替換。
（3）結(jié)合咸水涌的沿河淤泥較厚，內(nèi)源污染嚴(yán)重的情況，需要沿河對咸水涌進(jìn)行河道清淤。
（4）考慮到一級強化處理處理站出水生化指標(biāo)較差且咸水涌水體生態(tài)性較差的特點，同時解決咸水涌水動力不足的問題，采用水體原位修復(fù)工藝，提高咸水涌水動力和自我凈化修復(fù)能力。
在上述工程措施基礎(chǔ)上，按“建管并重”的原則提出相應(yīng)的工程管理結(jié)構(gòu)設(shè)置、管理調(diào)度方案、日常管理要求，通過“綜合整治、防搶結(jié)合”確保工程治理的長效性得以發(fā)揮。
4 具體方案
4.1排污口截污
擬定咸水涌明渠段敷設(shè)截污管，對沿線23個漏排口進(jìn)行截流，總體上大致分為兩種截流方式，根據(jù)不同的排污口采用不同的方法：
（1）在河床擋土墻上固定污水收集管匯集居民散排口后接入現(xiàn)狀入涵排水管。
（2）設(shè)置截流井將混流口污水截流至現(xiàn)狀污水管道。①XSC?01～XSC?11由沿?fù)跬翂π陆―N200～300的污水收集管匯集后再接入入涵排水管，最后排向固戍再生水廠,可以盡量減少對箱涵的開孔，減少投資和降低施工難度；②XSC?12～XSC?23排污口為新安六路段咸水涌的混流口。在現(xiàn)狀混流管上設(shè)置槽式截流井并采用DN400的截污管將污水截流到沿新安六路敷設(shè)的現(xiàn)狀污水管中（見圖5、圖6），可以有效截流旱時污水和初期雨水，最后匯集到寶源南路的污水干管，排至污水泵站最后抽送至固戍污水廠進(jìn)行集中處理，有效減少外源污染源對咸水涌水體的污染。
圖5截污管接入現(xiàn)狀污水管處理方式
4.2清淤疏浚
根據(jù)河道的水文特征、清淤深度、場地實際情況以及工期、環(huán)保等諸多因素，河、渠清淤主要有以下兩種方案，見表2。
方案一：人工清淤+汽車運輸。人工清淤即人工方式采用簡易工具及人力運輸器械將淤泥開挖，并以汽車運至棄淤場所。
圖6污水收集管匯集散排口污水接入現(xiàn)狀入涵排水管
方案二：機械清淤。機械清淤就是對有條件下機械疏淘的河（渠）道，使用（長臂）挖掘機、船塢相結(jié)合的方式在河（渠）道內(nèi)進(jìn)行淤泥疏掏。考慮咸水涌部分河段寬度較窄，且兩岸民居密集，大型機械難以進(jìn)入；部分河段放置了水體原位修復(fù)設(shè)備，此部分河段采用機械清淤會帶來諸多不便。
綜上所述，根據(jù)本工程所處的地理位置、清淤規(guī)模、以及清淤期間生態(tài)環(huán)境要求、寬度、水深、土質(zhì)、堆泥場位置及要求等，確定咸水涌全河段采用機械清淤為主，人工清淤為輔的方式，清淤量為17000m3。
4.3原位修復(fù)
根據(jù)河道現(xiàn)狀并結(jié)合當(dāng)前河道生態(tài)環(huán)境整治進(jìn)度與實施的客觀需要，將河道分成兩段，即G107國道至寶安大道段和寶安大道至咸水涌水閘段，分別進(jìn)行設(shè)計，初擬出不同的技術(shù)方案：
4.3.1G107國道至寶安大道段方案
選擇方案一“納米純氧曝氣+本土微生物活化技術(shù)”。采用納米純氧曝氣提高水體充氧效率，采用人工水草富集微生物，實現(xiàn)污染物有效去除。考慮到盡量不占用河道行洪斷面，采用本土微生物活化技術(shù)為河道補充土著微生物，替換原有的高效微生物生態(tài)床，運行維護穩(wěn)定、方便，不會占用大量河岸用地，投資和運行費用相對較低。
4.3.2寶安大道至咸水涌水閘段
寶安大道至新湖路段采用納米曝氣高效微生物生態(tài)床技術(shù)，可以強化氨氮的硝化，有效保障氨氮水平在8mg/L以下，避免出現(xiàn)黑臭水體。在新湖路至咸水涌水閘采用曝氣造流技術(shù)，可以提高水動力，補充河道溶解氧。對于感潮河段，這是很有效的技術(shù)方法。
微信對原文有刪減。原文標(biāo)題：黑臭水體治理技術(shù)探討——以深圳寶安咸水涌為例；原文作者：張卿、龍柯勝、吳春雷、楊淑芳、林玉鵬、張健君；作者單位：深圳市市政設(shè)計研究院有限公司。刊登在《給水排水》2018年第7期。
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