水環(huán)境綜合治理工程技術(shù)探討論文

　　摘要：針對汛期溢流污水污染、水體流動(dòng)性差、水景觀(guān)差等城市河道通病，結合通惠河水環(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)生機的河。具體措施包括建設污水調蓄深隧、旁側蓄污廊道，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)區至通州區入北運河，全長(cháng)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，中心城區有南護城河、北護城河、長(cháng)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，治理標準為20年一遇洪水設計，校核標準高碑店閘以上為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)。根據規劃，流域隨著(zhù)中心城建設發(fā)展，洪峰流量將比原治理規劃有較大增長(cháng)，根據《北京城區河湖洪水調度方案》，為減輕城區防洪排水壓力，采取“西蓄東排，南北分洪”措施來(lái)保證城區防洪安全，采取分段滯蓄方式，以控泄干流及入河口流量原治理規劃不增加�，F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)內中心城區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，而老城區合流管道實(shí)現雨污分流非常困難；②通惠河治理于20世紀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�，河道生態(tài)景觀(guān)有待提升；③缺水嚴重，水體流動(dòng)性差，水華時(shí)有發(fā)生。通過(guò)對通惠河流域現狀分析，利用現有排水系統、現有河道自?xún)舳疾荒苡行Ц纳扑�環(huán)境。提出工程設想：通過(guò)建設污水調蓄管道、調蓄池減少污水入河；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情況通惠河流域二環(huán)內老城區存在大量的雨污合流管線(xiàn)，根據2013年北京市水務(wù)普查數據，二環(huán)路內合流管長(cháng)559.56km，占二環(huán)內管線(xiàn)總長(cháng)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。污染通常表現為“短時(shí)、集中的沖擊負荷”。②合流污水對下游污水處理廠(chǎng)的運行產(chǎn)生沖擊負荷，沒(méi)有調蓄功能作為防沖擊負荷的措施，影響污水處理廠(chǎng)的正常運行。③建設年代較早，設計標準偏低，汛期排水能力不足，部分地區在汛期易發(fā)生內澇積水。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)和歷史文化保護要求多方面因素的制約,對通惠河上游舊城區許多次干、支干管線(xiàn)和胡同的“合改分”工作實(shí)施難度很大。結合國內外經(jīng)驗，需因地制宜采取綜合措施來(lái)治污，提出通過(guò)建設污水調蓄隧道、調蓄池對超過(guò)截流倍數的雨水進(jìn)行收集，待降雨過(guò)后再將調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)行處理達標排放，控制合流制溢流對河道的污染，同時(shí)提高區域排澇能力和兼顧水資源的有效利用。隧道調蓄方案的主要優(yōu)點(diǎn)是適用于土地資源緊缺、對控制溢流污染要求高的地區，缺點(diǎn)是工程直接費用比較大、運行費用較一般調蓄池大，但是考慮征地費用減少后，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)暗溝下建設前三門(mén)深隧調蓄管道；河道內建設旁側滯蓄廊道。（1）前三門(mén)深隧調蓄在合流管流域面積大、水體污染表征明顯、有景觀(guān)要求、建設條件較好的北護城河、前三門(mén)（崇文門(mén)、前門(mén)、宣武門(mén)）、南護城河等3個(gè)流域建設調蓄管道，不僅可解決合流管污染問(wèn)題，并可同步提高區域排水能力。先期建設前三門(mén)深隧。在充分利用現有排水系統輸送能力基礎上，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，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。匯流區域：前三門(mén)蓋板河，長(cháng)7.3km，匯流面積共14.66km2，調蓄量16萬(wàn)m3，相當于區域降雨量15mm。（2）旁側截污廊道及調蓄池在通惠河沿線(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(guān)區域及河道沿線(xiàn)超過(guò)截流倍數的雨水進(jìn)行收集至旁側截污廊道，送至新建調蓄池，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匯流區域：西蓋板河、東蓋板河、筒子河、東南護城河排水系統及通惠河沿線(xiàn)，匯流面積共41.9km2。②截流水量：截流倍數取3，旱季污水量為6.5m3/s（估算），汛期截流水量26m3/s。③調蓄池容積：新建調蓄池不小于20萬(wàn)m3（截流倍數取3，進(jìn)水時(shí)間2.5小時(shí)，安全系數1.5）。初定旁側截污廊道寬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、東南護城河排水系統及通惠河沿線(xiàn)溢流污水通過(guò)旁側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)挖掘河道自身調蓄能力及尋找周邊低洼綠地、公園、新的建設區實(shí)現雨水滯蓄，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.高碑店湖綜合調蓄池隨著(zhù)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運行，并建設地下蓄洪池，湖區滯蓄雨水量增10萬(wàn)m3，增加河道的調蓄能力。2.西會(huì )濕地公園利用通惠河周邊西會(huì )公園，建設西會(huì )濕地公園，占地面積約25hm2，建設潛流濕地、下沉蓄水坑塘，潛流濕地下建設蓄污池，蓄水約20萬(wàn)m3，蓄水坑塘與河道連通，蓄滯雨水，調蓄雨水量約10萬(wàn)m3。

　　四、水質(zhì)改善

　　1.小水景觀(guān)現狀通惠河通過(guò)閘壩維持著(zhù)水面，河道的流動(dòng)性差，夏季易發(fā)生水華、水體黑臭等現象�；�于嚴重缺水的現實(shí)，提出開(kāi)閘、塌壩、降水位運行，形成流動(dòng)的濕地型水系、干凈的“小水景觀(guān)”，而不是寬闊的臟水水面，由此降低成本，節約水源。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，設計水量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)，設計水量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

　　通惠河治理于20世紀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�。通惠河治理中，模擬天然河道，河道平面維持原河道自然走向，根據兩岸建設區情況，宜寬則寬，宜彎則彎，創(chuàng )造不同的生境。斷面設計采用復式梯田式斷面，設置子槽、淺水灣，人為營(yíng)造深潭和淺灘，利于不同水深的生物生長(cháng)。選用適宜動(dòng)植物生長(cháng)的各種透水型護坡材料，通透的護坡材料不僅滿(mǎn)足水、土、氣的三相交換，還起到凈化水質(zhì)作用。

　　六、結論

　�。�1）雨季溢流污染普遍存在，對城市河道水質(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,而是結合城市的發(fā)展,因地制宜地指定改造方案，采取建設截流設施、調蓄池、升級改造管網(wǎng)、提高污水廠(chǎng)處理能力等措施，不斷完善城市排水系統，加強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、修復建立在尊重自然基礎上，建立在人水和諧基礎上。通過(guò)建設生態(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：

　　[1]王金如.北京的水問(wèn)題及防治策略[R].北京市水利規劃設計研究院，2006.

　　[2]王強,等.北京市舊城區合流制排水系統改造策略研究[C].中國城市規劃年會(huì )論文集,2012.

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