水環(huán)境綜合治理工程技術(shù)探討論文
摘要：針對(duì)汛期溢流污水污染、水體流動(dòng)性差、水景觀差等城市河道通病，結(jié)合通惠河水環(huán)境綜合治理工程，力求探索一種新的解決辦法，還原一條流動(dòng)的、清澈的、充滿(mǎn)生機(jī)的河。具體措施包括建設(shè)污水調(diào)蓄深隧、旁側(cè)蓄污廊道，利用濕地湖泊滯蓄雨水、污水等。
關(guān)鍵詞：通惠河；溢流污水；污水調(diào)蓄；水環(huán)境
一、通惠河水環(huán)境綜合治理的背景和意義
通惠河是北京市一條重要的行洪排水河道，西起東便門(mén)，經(jīng)朝陽(yáng)區(qū)至通州區(qū)入北運(yùn)河，全長(zhǎng)20.1km，總流域面積258km2。通惠河水系主要支流有28條，上游有南旱河、永引渠及京密引水渠等，中心城區(qū)有南護(hù)城河、北護(hù)城河、長(zhǎng)河等,下游有二道溝、青年路溝。通惠河于1994—1995年進(jìn)行了治理，治理標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水設(shè)計(jì)，校核標(biāo)準(zhǔn)高碑店閘以上為100年一遇，高碑店閘以下為50年一遇。通惠河干流上依次建有東便門(mén)橡膠壩、大北窯橡膠壩、高碑店閘、普濟(jì)閘、通惠閘等建筑物。通惠河沿線(xiàn)建有污水干管，污水進(jìn)入截污管線(xiàn)后至污水處理廠(chǎng)。根據(jù)規(guī)劃，流域隨著中心城建設(shè)發(fā)展，洪峰流量將比原治理規(guī)劃有較大增長(zhǎng)，根據(jù)《北京城區(qū)河湖洪水調(diào)度方案》，為減輕城區(qū)防洪排水壓力，采取“西蓄東排，南北分洪”措施來(lái)保證城區(qū)防洪安全，采取分段滯蓄方式，以控泄干流及入河口流量原治理規(guī)劃不增加。現(xiàn)狀通惠河防洪滿(mǎn)足要求。目前通惠河主要問(wèn)題：①上游二環(huán)內(nèi)中心城區(qū)存在大量的雨污合流管線(xiàn)，截流管管徑偏小，汛期溢流污染河道，而老城區(qū)合流管道實(shí)現(xiàn)雨污分流非常困難；②通惠河治理于20世紀(jì)90年代，河道斷面采用大量外露的硬化材料，植被少，自?xún)裟芰Σ睿拥郎鷳B(tài)景觀有待提升；③缺水嚴(yán)重，水體流動(dòng)性差，水華時(shí)有發(fā)生。通過(guò)對(duì)通惠河流域現(xiàn)狀分析，利用現(xiàn)有排水系統(tǒng)、現(xiàn)有河道自?xún)舳疾荒苡行Ц纳扑h(huán)境。提出工程設(shè)想：通過(guò)建設(shè)污水調(diào)蓄管道、調(diào)蓄池減少污水入河；尋找周邊公園、綠地減少入河徑流，充分利用水資源；遵循自然，建設(shè)生態(tài)河道，為有效地改善城市河道水環(huán)境做示范。
二、治污措施
1.通惠河流域排水系統(tǒng)情況通惠河流域二環(huán)內(nèi)老城區(qū)存在大量的雨污合流管線(xiàn)，根據(jù)2013年北京市水務(wù)普查數(shù)據(jù)，二環(huán)路內(nèi)合流管長(zhǎng)559.56km，占二環(huán)內(nèi)管線(xiàn)總長(zhǎng)55.14%。合流制管線(xiàn)的問(wèn)題：①截流管管徑偏小，排水能力偏低，雨季雨污合流水除部分被截流至污水處理廠(chǎng)以外，其余均直接溢流排入河道，造成河道污染。污染通常表現(xiàn)為“短時(shí)、集中的沖擊負(fù)荷”。②合流污水對(duì)下游污水處理廠(chǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生沖擊負(fù)荷，沒(méi)有調(diào)蓄功能作為防沖擊負(fù)荷的措施，影響污水處理廠(chǎng)的正常運(yùn)行。③建設(shè)年代較早，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，汛期排水能力不足，部分地區(qū)在汛期易發(fā)生內(nèi)澇積水。2.減少污水入河措施通惠河沿線(xiàn)已建截污管線(xiàn)，基本不存在污水直排污染，污水來(lái)源主要是汛期雨污合流管溢流對(duì)河道水體造成污染。受工程用地、道路、建筑物、地下管線(xiàn)和歷史文化保護(hù)要求多方面因素的制約,對(duì)通惠河上游舊城區(qū)許多次干、支干管線(xiàn)和胡同的“合改分”工作實(shí)施難度很大。結(jié)合國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，需因地制宜采取綜合措施來(lái)治污，提出通過(guò)建設(shè)污水調(diào)蓄隧道、調(diào)蓄池對(duì)超過(guò)截流倍數(shù)的雨水進(jìn)行收集，待降雨過(guò)后再將調(diào)蓄池收集的溢流雨污水排入市政污水管線(xiàn)，進(jìn)入污水處理廠(chǎng)進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)排放，控制合流制溢流對(duì)河道的污染，同時(shí)提高區(qū)域排澇能力和兼顧水資源的有效利用。隧道調(diào)蓄方案的主要優(yōu)點(diǎn)是適用于土地資源緊缺、對(duì)控制溢流污染要求高的地區(qū)，缺點(diǎn)是工程直接費(fèi)用比較大、運(yùn)行費(fèi)用較一般調(diào)蓄池大，但是考慮征地費(fèi)用減少后，兩者的總造價(jià)(單價(jià))相差不大。具體措施包括：在前三門(mén)暗溝下建設(shè)前三門(mén)深隧調(diào)蓄管道；河道內(nèi)建設(shè)旁側(cè)滯蓄廊道。（1）前三門(mén)深隧調(diào)蓄在合流管流域面積大、水體污染表征明顯、有景觀要求、建設(shè)條件較好的北護(hù)城河、前三門(mén)（崇文門(mén)、前門(mén)、宣武門(mén)）、南護(hù)城河等3個(gè)流域建設(shè)調(diào)蓄管道，不僅可解決合流管污染問(wèn)題，并可同步提高區(qū)域排水能力。先期建設(shè)前三門(mén)深隧。在充分利用現(xiàn)有排水系統(tǒng)輸送能力基礎(chǔ)上，初擬在前三門(mén)暗溝下新建污水深隧直徑6m、埋深30m，將溢流合流污水截流，臨時(shí)存儲(chǔ)，雨后通過(guò)新建泵站提升至污水干管再送到污水處理廠(chǎng)，處理后排入河道或回用。匯流區(qū)域：前三門(mén)蓋板河，長(zhǎng)7.3km，匯流面積共14.66km2，調(diào)蓄量16萬(wàn)m3，相當(dāng)于區(qū)域降雨量15mm。（2）旁側(cè)截污廊道及調(diào)蓄池在通惠河沿線(xiàn)新建污水截流廊道，將上游合流流域面積較小或沒(méi)有水面景觀區(qū)域及河道沿線(xiàn)超過(guò)截流倍數(shù)的雨水進(jìn)行收集至旁側(cè)截污廊道，送至新建調(diào)蓄池，經(jīng)污水處理廠(chǎng)處理后排入河道或回用。截污廊道流程框圖見(jiàn)圖1。①匯流區(qū)域：西蓋板河、東蓋板河、筒子河、東南護(hù)城河排水系統(tǒng)及通惠河沿線(xiàn)，匯流面積共41.9km2。②截流水量：截流倍數(shù)取3，旱季污水量為6.5m3/s（估算），汛期截流水量26m3/s。③調(diào)蓄池容積：新建調(diào)蓄池不小于20萬(wàn)m3（截流倍數(shù)取3，進(jìn)水時(shí)間2.5小時(shí)，安全系數(shù)1.5）。初定旁側(cè)截污廊道寬4m、高3.5m，不占用河道行洪斷面。初步選定在高碑店湖及西會(huì)公園處建地下蓄污池。將西蓋板河、東蓋板河、筒子河、東南護(hù)城河排水系統(tǒng)及通惠河沿線(xiàn)溢流污水通過(guò)旁側(cè)截污廊道送至地下蓄污池滯蓄，蓄污容積20萬(wàn)m3。
三、雨水滯蓄
通過(guò)挖掘河道自身調(diào)蓄能力及尋找周邊低洼綠地、公園、新的建設(shè)區(qū)實(shí)現(xiàn)雨水滯蓄，可以減輕流域防洪排澇壓力，減少入河徑流量，提高雨洪利用率。1.高碑店湖綜合調(diào)蓄池隨著北京第一熱電廠(chǎng)遷走，高碑店湖不再有維持電廠(chǎng)循環(huán)水位的任務(wù)要求。選定高碑店湖作為調(diào)蓄池，滯蓄污水同時(shí)，還可以滯蓄雨水。高碑店湖占地約8萬(wàn)km2。高碑店湖日常降水位1.0m運(yùn)行，并建設(shè)地下蓄洪池，湖區(qū)滯蓄雨水量增10萬(wàn)m3，增加河道的調(diào)蓄能力。2.西會(huì)濕地公園利用通惠河周邊西會(huì)公園，建設(shè)西會(huì)濕地公園，占地面積約25hm2，建設(shè)潛流濕地、下沉蓄水坑塘，潛流濕地下建設(shè)蓄污池，蓄水約20萬(wàn)m3，蓄水坑塘與河道連通，蓄滯雨水，調(diào)蓄雨水量約10萬(wàn)m3。
四、水質(zhì)改善
1.小水景觀現(xiàn)狀通惠河通過(guò)閘壩維持著水面，河道的流動(dòng)性差，夏季易發(fā)生水華、水體黑臭等現(xiàn)象。基于嚴(yán)重缺水的現(xiàn)實(shí)，提出開(kāi)閘、塌壩、降水位運(yùn)行，形成流動(dòng)的濕地型水系、干凈的“小水景觀”，而不是寬闊的臟水水面，由此降低成本，節(jié)約水源。2.水體循環(huán)利用兩大循環(huán)體系，一是通惠河起點(diǎn)~原一熱取水口水體循環(huán)，為2008年修建，設(shè)計(jì)水量4萬(wàn)m3/d；二是通惠河~二道溝水體循環(huán)，利用原一熱大循環(huán)，設(shè)計(jì)水量13萬(wàn)m3/d，讓水流動(dòng)起來(lái)、循環(huán)起來(lái)，改善水質(zhì)。水體循環(huán)總平面示意圖，見(jiàn)圖2。
五、生態(tài)建設(shè)
通惠河治理于20世紀(jì)90年代，河道斷面采用大量外露的硬化材料，植被少，自?xún)裟芰Σ睢Ｍɑ莺又卫碇校M天然河道，河道平面維持原河道自然走向，根據(jù)兩岸建設(shè)區(qū)情況，宜寬則寬，宜彎則彎，創(chuàng)造不同的生境。斷面設(shè)計(jì)采用復(fù)式梯田式斷面，設(shè)置子槽、淺水灣，人為營(yíng)造深潭和淺灘，利于不同水深的生物生長(zhǎng)。選用適宜動(dòng)植物生長(zhǎng)的各種透水型護(hù)坡材料，通透的護(hù)坡材料不僅滿(mǎn)足水、土、氣的三相交換，還起到凈化水質(zhì)作用。
六、結(jié)論
（1）雨季溢流污染普遍存在，對(duì)城市河道水質(zhì)影響很大，解決溢流污染問(wèn)題不能依賴(lài)“合改分”的方法,而是結(jié)合城市的發(fā)展,因地制宜地指定改造方案，采取建設(shè)截流設(shè)施、調(diào)蓄池、升級(jí)改造管網(wǎng)、提高污水廠(chǎng)處理能力等措施，不斷完善城市排水系統(tǒng)，加強(qiáng)雨水資源的合理利用與管理、雨水徑流及合流制管道溢流污染控制。
（2）河道生態(tài)環(huán)境的改善、修復(fù)建立在尊重自然基礎(chǔ)上，建立在人水和諧基礎(chǔ)上。通過(guò)建設(shè)生態(tài)的、流動(dòng)的、能呼吸的河流，還原河流健康的生命。
參考文獻(xiàn)：
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