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(qiáng)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(jī)質(zhì)含量較高，污染嚴(yán)重。
2 污染現(xiàn)狀
2.1外源有機(jī)物污染
一級強(qiáng)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(bǔ)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(qiáng)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(qiáng)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(kuò)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(jī)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(bǔ)充氧氣，在死亡后分解礦化形成耗氧有機(jī)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(qiáng)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(jī)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(bǔ)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(jì)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(bǔ)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(qiáng)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(jī)械清淤。機(jī)械清淤就是對有條件下機(jī)械疏淘的河（渠）道，使用（長臂）挖掘機(jī)、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(jī)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(jī)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(jī)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(bǔ)充土著微生物，替換原有的高效微生物生態(tài)床，運行維護(hù)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(qiáng)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(bǔ)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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