楊接平，梁月英，武冰清，黃韜幸，杜宏翔

（1.中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，杭州311122；2.鐵科院（深圳）研究設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 深圳518000）

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，人民生活質(zhì)量逐漸改善，城市產(chǎn)污量逐漸增加，城市污水配套管網(wǎng)建設(shè)滯后，雨污合流、錯接亂排及轉(zhuǎn)載負(fù)荷增加等原因，導(dǎo)致大量的污水直排或溢流入河等問題， 城市河道生態(tài)系統(tǒng)遭到極大破壞， 最終致使河流水體呈現(xiàn)令人不悅的顏色和令人不適的氣味，即導(dǎo)致黑臭水體的產(chǎn)生。在住建部和環(huán)保部聯(lián)合發(fā)布的全國黑臭水體整治監(jiān)管平臺上，全國30個省市排查出黑臭水體2100個；截至2018年8月22日，已完成治理1745條，治理中264條，方案制定91條。黑臭水體不僅損害了城市人居環(huán)境，也嚴(yán)重影響城市形象，阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展，治理刻不容緩。 下面以深圳市潭頭河為例對黑臭水體治理進(jìn)行介紹。

1 水環(huán)境概況

潭頭河位于寶安區(qū)沙井北、松崗南，屬茅洲河二級支流， 為排澇河一級支流， 發(fā)源于五指耙水庫西側(cè)山谷，由東向西穿越廣深公路，廣深高速公路，于潭頭二村西匯入排澇河， 流域面積4.83km2， 其中城鎮(zhèn)面積4.5km2，河長5.3km。 潭頭河流經(jīng)密集城區(qū)段，沿河主要為工業(yè)區(qū)，局部為居住區(qū)，沿岸分布有沙井新橋和松崗潭頭等社區(qū)， 該區(qū)域處于松崗和沙井結(jié)合部，為跨街道河流， 屬于水環(huán)境治理上易忽略且難實(shí)施的盲區(qū)。根據(jù)管網(wǎng)資料及現(xiàn)場踏勘，潭頭河片區(qū)雨污混流情況嚴(yán)重。 沿線多年來大量污水的排入已對潭頭河造成了嚴(yán)重污染，旱季水體發(fā)黑，臭味蔓延百余米遠(yuǎn)。 河流的嚴(yán)重污染帶來了環(huán)境破壞： 原河道生態(tài)平衡破壞、魚蝦等基本滅絕，河槽的土壤遭污染、重金屬富集，地下水受污染，引起蚊蠅孽生、傳播疾病，嚴(yán)重影響了周圍環(huán)境和人民生活健康，制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。

2 現(xiàn)狀分析及存在問題

2.1 現(xiàn)狀排水體制及水質(zhì)情況

潭頭河片區(qū)排水管網(wǎng)不健全， 屬于雨污合流的排水體制。根據(jù)寶安區(qū)2018年第2季度河長制河流水質(zhì)監(jiān)測資料，如表1。 潭頭河現(xiàn)狀水質(zhì)屬于劣Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)、重度黑臭，其中化學(xué)需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）及總磷（TP）指標(biāo)均遠(yuǎn)超過GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》V類標(biāo)準(zhǔn)。

表1 深圳市寶安區(qū)2018年度第2季度河長制河流水質(zhì)狀況

2.2 污染源分析

2.2.1 點(diǎn)源污染現(xiàn)狀

根據(jù)相關(guān)測量及調(diào)查資料，潭頭河及其支流明渠段現(xiàn)狀共有排污口24個。 排污口主要為沿岸居民或廠房的生活污水口或工業(yè)污水口，尺寸在DN100～DN800和0.5×0.4～0.5×0.8m之間，總漏排污水量為1.9萬m3/d，如圖1。

圖1 沿岸漏排口現(xiàn)狀

2.2.2 面源污染現(xiàn)狀

根據(jù)分析統(tǒng)計(jì)， 潭頭河流域現(xiàn)狀建成區(qū)面積達(dá)367.68hm2，占流域面積的76.8%。 根據(jù)2013年12月深港產(chǎn)學(xué)研編制的《深圳市西部河流水環(huán)境治理策略研究》報(bào)告，深圳西部城市生活區(qū)COD面源污染物輸出速率為30t/km2·a， 故本流域建成區(qū)每年COD面源污染入河量達(dá)114.9t， 約相當(dāng)于45.7萬m3生活污水的污染負(fù)荷。 各類型用地面積組成及分布如表2，圖2。

圖2 潭頭河流域各類型用地分布

表2 潭頭河流域各用地面積組成分析

2.2.3 內(nèi)源污染

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，河道淤積嚴(yán)重，如圖3。潭頭河為茅洲河二級支流，排澇河一級支流，為感潮河道，當(dāng)上游沒有持續(xù)下泄河水時， 河道堆積底泥無法隨河水流入大海，會造成在河道下游的淤積，此時若再受海水潮汐影響，底泥將被雙向水流反復(fù)沖刷，加快底泥污染物向水體的釋放。 根據(jù)測量資料， 淤積深度0.5～1.5m，全河段淤泥量約2.16萬m3。

圖3 潭頭河底泥污染情況

3 黑臭水體治理

3.1 治理思路

依據(jù)國務(wù)院發(fā)布的《水污染防治行動計(jì)劃》，城市黑臭水體綜合治理的技術(shù)體系應(yīng)按照 “控源截污—水質(zhì)凈化—生態(tài)修復(fù)”的理念和模式，同時堅(jiān)持工程建設(shè)與長效管理兩手抓的策略［1］。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”等原則。 針對潭頭河水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果及污染源狀況，潭頭河的治理思路為：在控源截污和內(nèi)源治理的基礎(chǔ)上，對河道進(jìn)行清水補(bǔ)給和生態(tài)修復(fù)，打造河清景綠水岸，將潭頭河打造成跨街道界河綜合治理示范河流。

3.2 治理措施

3.2.1 控源截污

由于城市中的排水管網(wǎng)基本是雨污合流， 污水直接排入附近河流，造成河流污染日趨嚴(yán)重。 因此，首先要實(shí)施城市雨污分流改造，進(jìn)行截污控源［2］。 控源截污包括正本清源、沿河截污及面源控制3部分。

3.2.1.1 正本清源

完善雨、污水管網(wǎng)系統(tǒng)，形成分流制排水體制，全面實(shí)現(xiàn)雨污分流，徹底消除入河排污口。潭頭河流域的正本清源先后通過松崗街道樓崗潭頭片區(qū)雨污分流管網(wǎng)工程、 沙井街道黃埔廣深高速以東片區(qū)雨污分流管網(wǎng)工程、 沙井街道新橋片區(qū)雨污分流管網(wǎng)工程及茅洲河流域（寶安片區(qū)） 正本清源工程來實(shí)現(xiàn)，其中前3個工程主要為一、二級污水干管的建設(shè)，第4個工程為三、四級支管網(wǎng)建設(shè)，最終實(shí)現(xiàn)流域的雨污分流的全覆蓋。

（1） 松崗街道樓崗、 潭頭片區(qū)雨污分流管網(wǎng)工程。該工程主要涉及潭頭、東方等社區(qū)，由潭頭河、廣深高速、 松裕路和田園路合圍形成。 片區(qū)面積約4.78km2。 工程主要內(nèi)容包括：市政道路污水管道、工業(yè)區(qū)污水管道、住宅區(qū)室外污水管道、住宅合流立管改造及相關(guān)配套的其他構(gòu)筑物，如圖4。

圖4 松崗街道樓崗、潭頭片區(qū)雨污分流管網(wǎng)工程

（2） 沙井街道黃埔廣深高速以東片區(qū)雨污分流管網(wǎng)工程。 該工程服務(wù)范圍選擇沙井街道黃埔廣深高速以東片區(qū)，屬于沙井污水處理廠服務(wù)范圍，具體為北至松崗街道，西至廣深高速公路，南至寶文路，東至規(guī)劃甘霖路長流陂水庫邊， 總服務(wù)范圍約6.93km2。 工程主要內(nèi)容包括：市政道路污水管道、工業(yè)區(qū)污水管道、住宅區(qū)室外污水管道、住宅合流立管改造及相關(guān)配套的其他構(gòu)筑物，如圖5。

圖5 沙井街道黃埔廣深高速以東片區(qū)雨污分流管網(wǎng)工程

（3） 沙井街道新橋片區(qū)雨污分流管網(wǎng)工程。 該工程服務(wù)范圍北至潭頭河和磨園沖，西至沙井河，南至北環(huán)路， 東至廣深高速公路， 總服務(wù)范圍約2.39km2。 工程主要內(nèi)容包括：市政道路污水管道、工業(yè)區(qū)污水管道、住宅區(qū)室外污水管道、住宅合流立管改造及相關(guān)配套的其他構(gòu)筑物，如圖6。

圖6 沙井街道新橋片區(qū)雨污分流管網(wǎng)工程

松崗街道樓崗、潭頭片區(qū)，沙井街道黃埔廣深高速以東片區(qū)， 沙井街道新橋片區(qū)中與潭頭河相關(guān)的區(qū)域分別為潭頭河及磨園沖北側(cè)區(qū)域、 潭頭河左支南側(cè)區(qū)域、潭頭河及磨園沖南側(cè)區(qū)域，上述區(qū)域主要為工廠區(qū)和居住區(qū)。工廠區(qū)偷排工業(yè)廢水時常發(fā)生，廢水對河道水質(zhì)影響巨大。

（4）茅洲河流域（寶安片區(qū)）正本清源工程。作為茅洲河流域水環(huán)境綜合整治工程的重要補(bǔ)充， 正本清源工程是對前期及片區(qū)雨污分流管網(wǎng)工程的進(jìn)一步推進(jìn)。 片區(qū)雨污分流管網(wǎng)工程重點(diǎn)在于促使主干通暢，最終實(shí)現(xiàn)終端順暢接駁；正本清源工程不同于片區(qū)雨污分流工程， 其主要對象為區(qū)域內(nèi)各建筑排水小區(qū)，重點(diǎn)在于從源頭梳理錯接亂排，實(shí)現(xiàn)源頭收集，通過三級、四級支管網(wǎng)的建設(shè)。 本工程新建污水管是在茅洲河流域片區(qū)雨污分流管網(wǎng)工程的基礎(chǔ)上，沿現(xiàn)狀支路及巷道敷設(shè)，就近接入附近現(xiàn)狀污水支干管系統(tǒng)、片區(qū)雨污分流干管系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)污水全覆蓋收集，最終形成完整的源頭收集、毛細(xì)發(fā)達(dá)、主干通暢、終端接駁的污水收集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如圖7。

圖7 正本清源工程范圍示意

該工程基本覆蓋了整個潭頭河流域。因此，該工程的順利實(shí)施對潭頭河點(diǎn)源污染和面源污染的去除至關(guān)重要。 目前，該工程正處于施工階段。

3.2.1.2 沿河截污

由于現(xiàn)狀潭頭河自身基本無納污功能， 要保證河道水質(zhì)， 需要對排入河道的漏排污水口及混流口進(jìn)行全部截流，使旱季污水收集率達(dá)100%。

根據(jù)潭頭河沿線污水排放口分布特點(diǎn)， 結(jié)合周邊污水管道建設(shè)情況，采取合流制排水體制，截流倍數(shù)n0=3， 就近接入現(xiàn)狀配套污水干管及擬建污水管網(wǎng)中。通過設(shè)計(jì)截流井，針對較大的排污口設(shè)置限流設(shè)施，旱流污水100%進(jìn)入市政污水干管內(nèi)，平均日截流污水量為0.50萬m3/d，雨季時，超出設(shè)計(jì)截流倍數(shù)的雨水流入河道內(nèi)，以控制入廠處理規(guī)模。本截污完善工程新建污水管總長1.70km （DN300～DN600），遷改雨水管總長210m（DN300～DN1500），遷改污水管總長192m（DN400～DN800）。

3.2.1.3 面源控制

面源污染控制主要用于城市初期雨水、 地表固體廢棄物等污染源的控制與治理。 本工程結(jié)合海綿城市的建設(shè)，采用低影響開發(fā)（LID）技術(shù)、初期雨水控制與凈化技術(shù)及生態(tài)護(hù)岸與隔離（阻斷）技術(shù)對面源污染進(jìn)行控制，在上游建設(shè)生態(tài)滯留帶，河道明渠段沿線建設(shè)生態(tài)岸線，對城市初期雨水進(jìn)行過濾，減小入河面源污染，如圖8。

圖8 補(bǔ)水管道平面布置

3.2.2 內(nèi)源治理

潭頭河由明渠和暗涵組成， 河道內(nèi)淤積物常年堆積，得不到及時清理，直接導(dǎo)致現(xiàn)狀水質(zhì)較臭，嚴(yán)重影響了城市風(fēng)貌及周圍居民的日常生活。 清淤疏浚適用于底泥污染嚴(yán)重水體的初期治理， 通過將淤泥中的污染物遷出水體， 減少底泥中的污染物向水體釋放［3］。 設(shè)計(jì)對河道進(jìn)行清淤清障，提高水質(zhì)并使水流暢通。 根據(jù)河道的水文特征、清淤深度、場地實(shí)際情況及工期、環(huán)保等諸多因素，明渠段采用機(jī)械清淤，橋梁段和箱涵段采用人工清淤。

本工程清淤范圍包括潭頭河主支河口至田園路、 左支107國道暗涵匯合口～上游， 磨園沖河口至107國道段明渠，總長7.82km。 清淤總量2.16萬m3，清淤底泥送至茅洲河1#底泥場處理。

3.2.3 清水補(bǔ)給

潭頭河本身天然基流量很小，截流入河污水后，河道旱季幾乎變成干河，為滿足河流水環(huán)境容量、景觀水體等功能需求，需要對其補(bǔ)水。本工程在潭頭河上設(shè)2個補(bǔ)水點(diǎn)，分別為磨園沖起端及干流廣深公路暗渠轉(zhuǎn)明渠處。 潭頭河補(bǔ)水以沙井污水處理廠再生水為水源，補(bǔ)水規(guī)模為4.9萬m3/d，其中磨園沖補(bǔ)水量1.20萬m3/d，干流補(bǔ)水量3.70萬m3/d。

3.2.4 生態(tài)修復(fù)

3.2.4.1 生態(tài)岸帶建設(shè)

本工程通過沿河生態(tài)全流域滯留池、生態(tài)濕地、生態(tài)水岸、河道生態(tài)滯留帶的建設(shè)，將潭頭河河道沿線形成一個完整的海綿體，實(shí)現(xiàn)對雨洪管控的同時，對水生態(tài)進(jìn)行修復(fù)，在河道上游構(gòu)建生態(tài)支流帶，沿線構(gòu)建生態(tài)水岸，總綠化面積18.74萬m2，恢復(fù)河道水生態(tài)循環(huán)， 解決黑臭水體問題， 恢復(fù)片區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)，如圖9。

圖9 生態(tài)岸帶建設(shè)布局

3.2.4.2 人工增氧

城市河道中的溶解氧含量是重要的水質(zhì)指標(biāo)之一，當(dāng)水中溶解氧濃度較低時，水中有機(jī)污染物得不到充分降解而通過厭氧菌的分解引起腐敗現(xiàn)象，產(chǎn)生甲烷、硫化氫、硫醇和氨等惡臭氣體，使水體變質(zhì)發(fā)臭；此外，除厭氧微生物外，溶解氧是所有水生生物生存的必要條件， 一般當(dāng)水中溶解氧含量在5～7mg/L時，魚蝦可正常生長繁殖，而當(dāng)溶解氧含量低于2mg/L時，一般魚類停止進(jìn)食，當(dāng)溶解氧含量低于1.3mg時，蝦將窒息死亡。 河水中的溶解氧主要來源于大氣和水生植物光合作用復(fù)氧兩種形式， 潭頭河明渠段地勢平坦，流速較低，容易形成死水區(qū)域，單靠自然復(fù)氧作用，不能滿足水體溶解氧的需求，在高溫條件下容易發(fā)生局部水域或水層虧氧問題， 設(shè)計(jì)采用人工增氧措施對河道進(jìn)行增氧。

設(shè)計(jì)采用納米曝氣人工增氧對潭頭河明渠段進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，提高河道生態(tài)凈化能力，從而提升潭頭河水質(zhì)，避免河道黑臭，如圖10。 納米氣泡可在水中保持幾個月，納米曝氣設(shè)備安裝于河道岸邊，且設(shè)備采用外罩隔離，以減小對周邊環(huán)境的噪聲影響。

圖10 潭頭河人工增氧范圍

4 結(jié)語

根據(jù)潭頭河黑臭的現(xiàn)狀分析， 在控源截污和內(nèi)源治理的基礎(chǔ)上， 對潭頭河進(jìn)行清水補(bǔ)給和生態(tài)修復(fù)，徹底消除河道黑臭，潭頭河的水質(zhì)及環(huán)境將全面改善，成為一條河清景綠水岸的示范性生態(tài)河道，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┮粋€極佳的游憩場所。