论文摘要

 

 
 
在深圳市坪山河、六盘水市三岔河河道全域治理中,以“五位一体”的治水理念和“治污、防洪、生态修复+城市建设”的“3+1”治水思路统领全局,系统开展城市河道、湿地等水体生态修复,全面实施控源截污,强化排水口、截污管和检查井的系统治理,开展水质提升、河道疏浚、植被恢复、垃圾填埋等工作,从而构建人水和谐的宜居环境。
 
 
1 概述
党的十九大报告提出,生态环境保护任重道远,建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。必须树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念,坚持节约资源和保护环境的基本国策,像对待生命一样对待生态环境,统筹山水林田湖草系统治理,实行最严格的生态环境保护制度,形成绿色发展方式和生活方式,建设美丽中国,为人民的生产生活创造良好的环境,为全球生态安全做出贡献。用再生态的理念,修复城市中被破坏的自然环境和地形地貌,改善生态环境质量,是治理“城市病”、改善民生的重大举措,是适应经济发展新常态、推动供给侧结构性改革的有效途径,是城市转型发展的重要标志。在城市黑臭水体整治的基础上,系统开展水体生态修复,控源截污,强化排水口、截污管和检查井的系统治理,通过水体清淤,因地制宜地改造渠化河道,重塑自然岸线和滩涂,恢复滨水植被群落,增加水生动植物、底栖生物等,增强水体自净能力,恢复和保持水系的自然连通和流动性,从而构建良性循环的城市水系统,是修复城市自然生态环境质量的重要抓手。
中建城市建设发展有限公司(以下简称“中建城市发展”)积极响应党中央号召,落实“城市双修”指导意见,通过PPP、EPC、DB等模式,在深圳、六盘水、呼和浩特、德州、潍坊、秦皇岛、保定等多个城市,积极参与生态环境修复工程建设,积累了一定施工经验。鉴于生态环境修复工程承发包模式多样、工程涉及面广、线长、专业多、工程协调量大、专业要求高、投资回报期长等特点,以深圳市坪山河干流综合整治及水质提升工程和贵州省六盘水市钟山区乌江源头三岔河流域(大湾镇段)生态环境综合整治工程两条城市主河道全域治理项目为例,分享项目实施思路与步骤,为“城市双修”在全国范围推进作参考。
  
2 深圳市坪山河治理案例
2.1 工程概况
坪山河位于深圳市东北部坪山区,发源于梅沙尖,干流从西南至东北纵贯新区全境,河道全长13.5km,深圳市境内流域面积129.4平方公里。坪山河是淡水河一级支流,位于东江淡水河上游,属东江水源地(见图1)。东江水质事关广东省和香港特别行政区4000多万人的饮水安全。10多年来,随着城市化水平的不断提高,坪山河流域经济迅猛发展,人口急剧增长,坪山河担负了过重的污染负荷。坪山河的水文特征、地理特点决定了河流的自净能力差、环境容量小,致使流域水质下降、生态恶化,成为制约城市可持续发展的重要因素,被广东省环保厅列为10大重点区域环境问题之一挂牌督办,要求2020年坪山河出境交接断面水质重金属指标达到Ⅲ类,其他指标优于Ⅳ类。根据现状条件和功能定位,需开展水质提升、防洪整治、水景观及生态修复等工作,该工程以EPC模式承揽,为中国建筑首个EPC河道治理工程。
 
2.2 治理思路
在坪山区城市化和工业化进程中,水生态环境领域逐渐积累了一些深层次的矛盾和问题,水资源与水环境的改善已成为坪山区亟须解决的问题。本项目提出以 “五位一体”的治水理念和“治污、防洪、生态修复+城市建设”的“3+1”治水思路统领全局,构建防洪排涝达标及水质改善体系,全面修复生态系统,以“坪山湖”为核心构建“一河六景”,激活城市空间,提升城市形象,提高土地价值,打造一座山水交融、河城共生的田园都市,助力深圳东进战略(见图2)。
2.3 重点与难点
2.3.1截污系统不完善,支流河道水质差
目前,坪山河流域配套污水支管网及接驳建设严重滞后,乱接乱排现象普遍,污水收集率不足70%,大量污水直接排入河道,应推进流域截污系统建设,综合治理水污染。
2.3.2污水厂尾水深度处理能力不足
河道内水体主要为污水处理厂尾水,干流最下游污水处理厂距交接断面较近,污水厂出水离省交接断面水质要求(2015年NH3-NV类,其他达IV类)差距较大。处理后的尾水作为河道补水,支流上游的清洁基流未能有效剥离,流入干流的11条支流均为混流污水,导致混流污水量大,且下游处理能力不匹配,导致干流水质难以达标。依据流域特征,开辟河道及其蓝线内空间,实现水体深度处理是交接断面水质达标的重要措施。
2.3.3雨污分流不彻底,初期雨水携带面源污染物
由于配套雨污分流制管网设施建设滞后,导致混接乱排现象较为严重。再加上排水管渠系统的维护、管理不足,人们对分流制排水的认识不够到位,排水管渠分流排水的作用受到削弱。降雨以后,雨污混流进入截污干管,使截流污水及支流污水直接溢流进入主河道。因此,推进源头区雨污分流是增加雨水利用率、提高污水处理效率、增加初期雨水处理的关键。
2.4 实施方案
2.4.1 水质提升
按照源头减排、过程阻断及末端处理的总体思路,以交接断面水质达标为载体,开展水污染防治措施。通过“截流—调蓄—处理”的新旧截污系统均衡,降低工程规模,构建全天候达标的污水收集处理系统(见图3)。
 
按照污染总量控制指标,严格实行水污染物源头减排。在已建干流干管基础上,构建沿河截污、污水干支管网建设、排水户接驳的3个层次的污水收集系统,推进正本清源,改善污水厂尾水深度处理,提升污水排放标准,提高河道水体水质。通过雨洪分流、清污分流,将上游清洁水体作为生态景观用水,增加水环境容量。
2.4.2 雨污分流
坚持截流初期雨水的雨污分流制排水体制,对现存的合流制管网进行全面改造,进一步提高污水收集率。结合旧城规划改造,逐步将合流管道改为分流管道,从根本上杜绝污水直接排入河流,避免水体污染。同时,由于雨水不进入污水处理厂,减轻污水厂负担,减缓中游瓶颈段防洪压力,保证出水水质相对稳定(见图4)。
2.4.3 污水深度处理
调整污水系统布局,建立分布式水质净化站、配套调蓄池及人工湿地,尾水深度处理后就近排入河道(见图5)。根据用水量预测,坪山干流上游和中游各建一座水质净化站,水质净化站采用地下式,地面建成景观节点,采用MBR工艺处理。
 
2.4.4 低影响开发
将河道作为城市最大的海绵体,在河道周边及蓝线范围内建设明渠系统、塘床系统,通过河湖生态修复构建完整的河流生态系统。对于面源污染较轻的排水口,设置海绵植物滤床,尽量减少初雨水调蓄池的数量。中下游段则通过海绵城市设施,对初雨水进行截流、下渗、过滤等处理。
 
3 六盘水市三岔河综合整治案例
3.1 工程概况
大湾镇规划总用地面积1484.88公顷,为六盘水市西大门。区域内第二产业为煤矿业,受经济发展影响,水体污染严重,生态环境受到破坏,与贵州省全域旅游的定位不相匹配。三岔河作为流经大湾镇的一条主河干道,蓄水能力和自调节功能下降,大湾镇原有生态湿地变成涝区,面源污染普遍。根据规划要求,对大湾镇三岔河进行综合治理,提升三岔河及大湾镇湿地的水体净化能力。
本工程包括污水收集管网、污水处理、人工湿地、垃圾卫生填埋场和配套设施建设等。其中,污水管网设计全长44.2km。污水处理厂近期规模按50000m³/d,远期规模按75000m³/d。湿地总面积216.22公顷,湿地率36.07%。垃圾填埋场库容为110.88万m3,服务年限15年,处理量150t/d。
3.2 污水管网工程
本工程污水管网按远期(2030年)一次设计并实施,服务整个大湾镇规划区,即远期污水量为75000m³/d,工业废水为45000m3/d。污水管网沿道路及河道布置,对于无污水负荷的道路不敷设污水管网,管网共计44.2平方公里,管径范围400~1000mm。
3.2.1 污水管线设计原则
按照城市规划要求,污水管线设计在满足规范要求的基础上,尽量沿现有河堤、河床、道路布置,减少对道路等基础设施的破坏和房屋拆迁。排水干管应布置在排水区域内地势较低或便于污水汇集的街道,尽可能方便材料运输和施工,同时应考虑维护和管理工作。排水管道穿越河流、铁路、高速公路、地下建(构)筑物或其他障碍时,应选择经济、合理的路线,尽量减少或避免穿越障碍物,减少对现有河岸防洪堤的影响。整条管线尽量采用重力流输送污水,免设中途泵站,减少运行费和二次污染。
3.2.2 污水管网布置方案
按照“厂网并举,管网先行”的原则,确保污水厂建成后能有效运转。根据污水厂位置并结合规划条件,生活污水区污水截流干管布置在地势较低的沿河路下,其余道路顺应地形,布置污水支管,工业污水区由工业企业自行处理达标后排放。污水管道沿规划道路敷设,污水管埋深以满足所服务的街坊污水接入为原则,便于各街坊污水排入污水干管。
污水管尽量沿道路坡向布置于人行道下,宽度不足时布置于慢车道下或绿化带下。路幅宽度<32m时,污水管线单侧布置。污水经处理后,于出口处接入人工湿地进行净化、回收、利用。污水管网每隔150 ~200m设置预留污水管,以方便周边地块后续使用(见图6)。
 
3.2.3 污水厂尾水排放管道设计
由水平衡分析可知,自当年8月至次年5月,湿地公园需从大湾污水处理厂引水,维持5.8m的景观常水位,年补水量约2000万m3。因此,在大湾污水厂与湿地公园之间需铺设主管道。考虑到引水管线路程较长,总体地势较平坦,必须采用压力管才能保证有效引水。管道水量及水头需满足湿地公园未来生态景观用水需求。
本工程将尾水管通过绿化带就近接入人工湿地,有压管采用DN700铸铁管,该工艺较传统的AO工艺出水效果好,脱氮效果显著。较氧化沟工艺占地面积小,更易于后期提标改造。较SBR工艺、曝气生物滤池工艺等耐冲击能力强、管理方便、投资低。
3.3 污水处理工程
污水厂平面布置应综合考虑工艺流程、水力沿程损失等因素,在满足使用功能的前提下,减少工程用地,实现节能减排。在工艺选取上,结合当地水质情况,选择稳妥可靠的“A2O+高密+滤布滤池”处理工艺。该工艺耐冲击负荷能力强,在气温、水量、水质变化时仍能保证出水水质稳定达标。
3.4 人工湿地公园
大湾湿地公园规划用地面积78公顷,由污水一级处理系统(占地3.5公顷)、垂直流人工湿地(占地15.0公顷)、表面流人工湿地(占地60.3公顷)组成。其生态补水主要引大湾污水处理厂尾水,污水经处理后达到一级A标准后排入湿地公园,最后纳入三岔河排放。
在湿地净化功能区建145个处理单元,其中,水平潜流人工湿地单元125个,表面流人工湿地单元20个。采用“水平潜流+表面流”人工湿地水质净化系统,总面积为62.5公顷。湿地围坝坝顶宽度为2m,迎水面坝坡1:1.75,背水面坝坡1:1.5。迎水面坝坡采用绿色生态型护坡,背水面坝坡采用草皮护坡。回填3:7灰土层夯实作为人工湿地底部和边坡的防渗层,人工湿地浆砌石和钢混结构墙等构筑物需做防水砂浆等防渗处理,保证水体不会直接进入隔离沟和布水槽等。
3.5 垃圾填埋场工程
目前,大湾镇生活垃圾为混装收集,主要以厨余垃圾、塑料为主,有机成分呈上升趋势,而灰土、砖瓦等无机物成分相对减少,并趋于稳定。大湾镇作为旅游重镇,原始垃圾组分复杂,但劳动力资源相对丰富,因此,垃圾分选可采用机械与人工相结合的方式。
贮料池底部设置渗滤液收集盲沟,内设HDPE穿孔管、反滤层、铸体蓖盖板。渗滤液排至垃圾分选站污水收集池,再送至填埋场垃圾渗滤液处理系统统一处理。贮料池上部设吊车抓斗,将垃圾提升至进料斗,进料斗接板式给料机,板式给料机兼作人工分选平台。人工分选后,经磁选机、滚筒筛筛分后,分筛上物和筛下物,再分别进行二级磁选。分选出的可回收物运到包装车间进行分类打包,由叉车运至仓库储存。
 
4  结语
 “城市双修”是贯彻习近平总书记系列重要讲话精神,以创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,完善城市功能,改善环境质量,打造和谐宜居、富有活力、各具特色的现代化城市的重要抓手。其中,城市河道治理是“城市双修”的重要组成部分。本文两个案例均以系统治理为思路,以城市主河全域生态质量提升为目标,将水质提升、河道疏浚、植被恢复、垃圾填埋等内容统筹考虑,为建设新型海绵城市,提升城市生态环境质量提供参考。
文/中建城市建设发展有限公司 尉家鑫 袁 梅 史建锋 袁寒黛
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