陳世輝

（陽江市機(jī)電排灌管理總站，廣東陽江 529600）

0 引言

水閘和排灌泵站為重要的水利工程設(shè)施，發(fā)揮著水勢調(diào)節(jié)、防洪抗?jié)?、河道管理等功能。我國珠三角地區(qū)年均降水量大、地勢平坦、城市內(nèi)河流分布密集，在城市水體治理中，水閘和排灌泵站設(shè)施被廣泛應(yīng)用。然而因前期設(shè)計規(guī)劃不合理、后期監(jiān)管不到位等因素的影響，水閘及排灌泵站并未充分發(fā)揮出水環(huán)境治理的功能，需要對水閘及排灌泵站工程做優(yōu)化升級，以加快水環(huán)境治理進(jìn)程。

1 工程背景

馬南河位于廣東省陽江市城區(qū)內(nèi)，20世紀(jì)80年代后，陽江市發(fā)展進(jìn)入快車道，工業(yè)生產(chǎn)活動頻繁開展使得馬南河成為一條“納污河”，全市超70%的廢水均排入到該河道中，其納污面積達(dá)到9.5km2。城市發(fā)展建設(shè)初期，污水處理設(shè)施、系統(tǒng)的建設(shè)并不完善，隨著城市人口數(shù)量的進(jìn)一步增加及工業(yè)行業(yè)的發(fā)展，馬南河的污染情況逐漸加劇，成為陽江市出名的“臭水溝”。

2012年，馬南河污染綜合治理工作全面開展，陸續(xù)完成河道清淤、河床硬化、雨污分流、河岸美化等工作。2017年，為進(jìn)一步強(qiáng)化馬南河水環(huán)境治理成效，改善水體黑臭狀態(tài)，決定對原有的水閘排電站進(jìn)行改造，在泵站設(shè)施的基礎(chǔ)上添加新的潛水泵，河流低潮階段，使用閘門隔斷將內(nèi)河水排干，開展內(nèi)河清淤工作，然后通過外江水引流的方式倒灌沖洗河床。以上水環(huán)境治理方案有效解決了以往水環(huán)境治理系統(tǒng)中水閘及排水泵站利用不充分、黑臭水體治理效果不明顯的問題，在很大程度上推動了馬南河治理進(jìn)程，現(xiàn)對有關(guān)治理經(jīng)驗做分析總結(jié)。

2 基于水閘和排水泵站的水環(huán)境治理方案

2.1 水閘和排水泵站存在的問題

陽江市地處珠江三角洲，其城市水環(huán)境治理系統(tǒng)中水閘和排水泵站的應(yīng)用情況與廣東省的大體情況基本一致，均存在設(shè)施建設(shè)滯后于城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、防洪防澇及水污染治理效果不足的問題，水閘和排水泵站的總體布局缺乏科學(xué)性，且尚未實現(xiàn)水閘和排水泵站的信息化管理。

陽江市水閘及排水泵站的分布相對零散，數(shù)量多，若在夜間突發(fā)暴雨天氣，排水泵站調(diào)度相對緩慢，容易引發(fā)城市內(nèi)澇問題[1]。另外，陽江市為亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季雨水及臺風(fēng)天氣較多，河流除承擔(dān)自然降水帶來的壓力，還可能發(fā)生海水倒灌，導(dǎo)致陽江市水環(huán)境治理情況非常復(fù)雜。在借助水閘及排水泵站進(jìn)行水環(huán)境治理時，還需重點(diǎn)解決以上問題。

2.2 水環(huán)境治理的總體目標(biāo)

基于水閘和排灌泵站的水環(huán)境治理需重點(diǎn)實現(xiàn)三項治理目標(biāo)：①降低水體污染。在既定河段內(nèi)，不同時間自然水體體量不同，但污染物的排放卻有明顯的規(guī)律性，各時段內(nèi)基本保持一致。水環(huán)境治理通過雨污分流，可有效降低既定時段內(nèi)水體內(nèi)的污染物總量。②加快水體流動。流速過慢是導(dǎo)致水體發(fā)臭的一大原因，利用水閘和排灌泵站，可對水體流速做有效控制，加速水體置換，減少污染物在河道內(nèi)的囤積，以緩解水體發(fā)臭的問題。③提高河流自我凈化、修復(fù)能力。該目標(biāo)也是水環(huán)境治理的核心目標(biāo)，將外江引水與截污、雨污分流等方式相結(jié)合，保證上游有源源不斷的清水供應(yīng)到河道內(nèi)，使得河流本身可發(fā)生自我凈化，多方面出發(fā)治理水體黑臭問題。

2.3 水環(huán)境治理方案創(chuàng)新

陽江市馬南河水環(huán)境治理的總體方案為通過水閘及排水泵站的優(yōu)化部署，配合外江引流對河道內(nèi)現(xiàn)有的淤泥、污染物做全面清理，以有效改善水體黑臭狀態(tài)。該方案對于引水方便的城區(qū)內(nèi)河道治理效果突出，方案實施技術(shù)要點(diǎn)如下：

2.3.1 水閘和排灌泵站改建

陽江市馬南河水體黑臭治理工程在原有水閘和排灌泵站的基礎(chǔ)上添加潛水泵，對水閘電排站進(jìn)行升級，確保升級后的水泵能夠滿足后期引水需求。將水閘與排灌泵站相結(jié)合的水環(huán)境治理工藝并不少見，早在2008年，廣州市水電設(shè)計院即設(shè)計出將二者相結(jié)合的水環(huán)境樞紐工程。該工程改變原有泵站的電動機(jī)轉(zhuǎn)向，使用新型的排水水泵和抽水水泵，并將其與水閘聯(lián)合布置，形成整體結(jié)構(gòu)，能夠保證排污、引水等活動順利開展[2]，圖1為典型的改造方案。

圖1 水閘和排灌泵站改造

以上改造可進(jìn)一步強(qiáng)化泵站的排灌兩用功能，在排灌泵站入口處添加水閘和前池，在出口位置淺化閘閥及引水設(shè)備即可。改造后的閘門和排灌泵站能夠在雨季發(fā)揮防洪排澇功能，一般情況下用于疏排城市污水，調(diào)節(jié)水閘狀態(tài)即可順利完成引水換水，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，適用范圍廣。

2.3.2 引水工程

馬南河水環(huán)境治理中使用的引水排污方案可分為排污和換水兩個主體環(huán)節(jié)。在利用水閘及水泵將內(nèi)河水隔斷后，使用挖掘機(jī)、鏟車等大型設(shè)施，與人工相配合，開展河道清淤工作。本次馬南河黑臭治理工程供清除河底淤泥1.5萬m3，利用輕型鏟車將河道中淤泥運(yùn)輸至河道兩側(cè)集中堆放，晾干后再轉(zhuǎn)移至指定位置做統(tǒng)一處理。河底清淤的同時，由人工清理河岸墻壁上的雜草、雜樹等，避免植物過度生長導(dǎo)致河岸墻體遭破壞。

本工程河底清淤工作約開展2周，后通過外江水引流倒灌，對河道進(jìn)行沖刷清潔，并利用水閘和水泵將沖刷過程形成的污水排除到河道外。在對水閘和排灌泵站做優(yōu)化升級后，其排水能力較之前有顯著提升，最大吞吐量可達(dá)到?jīng)_刷污水的數(shù)倍，可在污水產(chǎn)生的當(dāng)天將其徹底排除。在引水過程中，實時監(jiān)控現(xiàn)場清污進(jìn)展，保證將河道內(nèi)污染物有效清除。

2.3.3 換水工程

在河道內(nèi)污水基本排干后，大量引入外江水，補(bǔ)充現(xiàn)有水體水量，以便最大限度地稀釋黑臭水體，并開展河道兩側(cè)的生態(tài)治理和綠化工程。

若在沒有水閘及排灌泵站輔助下進(jìn)行開閘引水，因潮位高度不足，可上溯程長度非常有限。為保證整個河道均得到有效治理，潮位標(biāo)高一般不應(yīng)低于2.8m。馬南河水體黑臭治理工程在2月開展，當(dāng)時廣東省正處于非汛期，治理過程不受洪水、排澇的影響，因此借助水閘及排灌泵站進(jìn)行引水倒灌可有效提高水位，水深增量在1～1.5m。注意在引水倒灌過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制引入外江水水面增長速度，以減緩水溫上升，延長有機(jī)質(zhì)腐化周期，可有效減輕水體發(fā)臭的現(xiàn)象。馬南河引水補(bǔ)水工程在水體黑臭治理中發(fā)揮出關(guān)鍵作用，其引水主要來自漠陽江。通過提升泵站，將漠陽江江水引流至北湖，調(diào)節(jié)北湖出水閘門開閉程度，對馬南河水體進(jìn)行補(bǔ)水，以逐漸恢復(fù)該流域原本的生態(tài)流量，提高其自我凈化、自我修復(fù)能力。

除以上引水方法外，在基于水閘和排灌泵站的水環(huán)境治理中，還可利用自然降水對水體進(jìn)行凈化。在發(fā)生降雨天氣時，水體內(nèi)雨污比逐漸擴(kuò)大，水體凈化效果也隨之上升。另外，自然雨水中含有的有害物質(zhì)非常少，在現(xiàn)代水環(huán)境治理中，雨水已被作為重要的水資源而循環(huán)利用，借助自然降水對目標(biāo)治理水域進(jìn)行補(bǔ)水換水，十分符合當(dāng)前水環(huán)境治理的要求。該引水方案的具體應(yīng)用流程為：在暴雨來臨之前，將目標(biāo)治理河段的水體基本排干，蓄滿雨水，并維持2-3d，然后借助水閘及排灌泵站將水體排出。該過程具體持續(xù)時間還要根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果確定。在汛期，為達(dá)到防洪防澇的要求，目標(biāo)河段的蓄滿度應(yīng)稍有降低，預(yù)留1m左右的靈活空間，避免出現(xiàn)水體外溢的現(xiàn)象[3]。該水環(huán)境治理方案對自然降水的依賴程度極高，因此治理成效非常容易受到氣象條件的影響，若引水過程中雨量突然減小或暴雨終止，已抽干的河段因無水體補(bǔ)充會產(chǎn)生更嚴(yán)重的發(fā)臭現(xiàn)象。因此在具體實踐中，自然降水換水的方法通常要與外部水源引入的方法結(jié)合使用，對閘門及排灌泵站的性能提出更高要求，需結(jié)合實際情況合理選擇。

2.3.4 二次污染防治

引水換水水環(huán)境治理方案的最大問題在于，將治理過程產(chǎn)生的污水排放到其他水域是否會造成水體二次污染。結(jié)合南馬河黑臭水體治理經(jīng)驗，即便不開展外江引水換水工程，河道內(nèi)的污染物仍然要隨流域變化而進(jìn)入其他水系。在治理過程中，河道內(nèi)絕大多數(shù)污染物已隨淤泥被清除，其余部分污染物在經(jīng)引入水體系數(shù)后，較流域本身流動對其他水域產(chǎn)生的影響得到明顯削弱，提前清淤也成為馬南河水環(huán)境治理工程較以往引水換水工程的一大創(chuàng)新點(diǎn)，幾乎不涉及二次污染的問題。

3 結(jié)論

現(xiàn)階段，水環(huán)境治理工作進(jìn)展如火如荼，在制定治理方案時，應(yīng)結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H特點(diǎn)，將引水換水、截污、雨污分流等治理方式結(jié)合應(yīng)用，充分利用現(xiàn)有的水閘和排灌泵站設(shè)施，逐漸改善水體黑臭問題，恢復(fù)河流生態(tài)凈化能力，使得水環(huán)境治理工程長期發(fā)揮生態(tài)效益。