林曉文

（東莞市運(yùn)河治理中心,廣東 東莞 523000）

0 引言

東莞作為廣東省重要的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)市,大灣區(qū)的核心城市之一,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過(guò)程中,不可避免地對(duì)周邊環(huán)境造成一定影響。區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量差、水生態(tài)受損重、環(huán)境隱患多等問(wèn)題日漸突出,人民生活質(zhì)量受到影響,經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展受到制約。加強(qiáng)內(nèi)河涌水的流動(dòng)性,有效連通城市水系,在河涌節(jié)點(diǎn)處建設(shè)生態(tài)修復(fù)工程,實(shí)施底泥疏浚工程是水環(huán)境治理的有效途徑[1]。東莞市河涌通過(guò)內(nèi)源治理、活水保質(zhì)、生態(tài)修復(fù)等措施恢復(fù)和增強(qiáng)河湖水系的自凈功能,改善河道水環(huán)境,提升流域的生態(tài)景觀價(jià)值,提升區(qū)域整體形象,有效改善了投資環(huán)境和旅游環(huán)境,促進(jìn)其經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展。

1 河涌概況

東莞市大嶺山鎮(zhèn)內(nèi)河流眾多,共有42 條,按其下游去向可大致分為三大區(qū)域：大部分均向北流入黃沙河,稱為黃沙河片區(qū)；其次匯入松木山水庫(kù),稱為松木山片區(qū)；另有新崖坑水庫(kù)和沁林排渠下泄進(jìn)入長(zhǎng)安鎮(zhèn)蓮花湖-蓮花山梯級(jí)水庫(kù),稱為蓮花山片區(qū)。三大片區(qū)總集雨面積為94.13 km2。

由于前期城市污水系統(tǒng)建設(shè)未能及時(shí)跟上城市發(fā)展的步伐,現(xiàn)狀防洪排澇涌、灌溉涌兼做排水渠,污水就近散排。目前,流域水系污染較嚴(yán)重,受片區(qū)排水體制影響,污水直排現(xiàn)象普遍存在,支流深入片區(qū)內(nèi)部,一邊排澇,一邊排污,水質(zhì)惡劣,基本為劣V 類,并呈現(xiàn)黑臭狀態(tài),嚴(yán)重影響周邊居民的生活質(zhì)量,與東莞市水生態(tài)文明發(fā)展、品質(zhì)城市建設(shè)規(guī)劃不相符。盡管近年來(lái)流域范圍內(nèi)已開(kāi)展相關(guān)治理工作,但實(shí)施措施零散不成系統(tǒng),具體成效未能科學(xué)彰顯,流域范圍內(nèi)水環(huán)境整治迫在眉睫。

2 水環(huán)境綜合整治

2.1 內(nèi)源清淤治理方案

清淤清障河道總計(jì)18 條,總河長(zhǎng)25.194 km,根據(jù)底泥監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),其中8 條河道存在不同程度的底泥淤積現(xiàn)象,底泥污染較嚴(yán)重,結(jié)合防洪排澇和環(huán)保需求,對(duì)梅林河等8 條河道進(jìn)行清淤疏浚。

2.1.1清淤厚度

根據(jù)底泥現(xiàn)狀分析,大嶺山污染底泥厚度在0.30 m～0.8 m之間,污染底泥平均淤積厚度約為0.5 m,本次設(shè)計(jì)針對(duì)污染層、污染過(guò)渡層兩層厚度底泥進(jìn)行環(huán)保清淤削減底泥污染,考慮到淤泥處置成本,以及清淤機(jī)械開(kāi)挖深度的限制,本次清淤厚度采用0.5 m～0.8 m。

2.1.2清淤斷面

河道清淤需將水利防洪（排澇）及環(huán)保治污相結(jié)合,既滿足河道行洪斷面,又能去除淤積底泥的污染層、不破壞原河床底泥生態(tài)系統(tǒng)。結(jié)合實(shí)測(cè)河涌地形、岸坡型式及明暗渠型式,提出3 種清淤典型橫斷面型式。由于本工程擬整治河涌數(shù)量較多,長(zhǎng)度較長(zhǎng),河岸形式多樣,具體實(shí)施時(shí)可不拘泥于兩岸對(duì)稱,根據(jù)河涌實(shí)際地形靈活組合3 種斷面型式。

（1）典型清淤橫斷面1

該斷面型式適用于河道較為開(kāi)闊,兩岸為自然緩坡的河段,如梅林河、楓樹(shù)坑下游段等。清淤開(kāi)挖始坡位置自緩坡底部起,清淤邊坡坡比1∶2～1∶5,具體坡比根據(jù)地質(zhì)情況以及河段寬度確定。典型斷面見(jiàn)圖3。（2）典型清淤橫斷面2

圖1 典型清淤橫斷面1

該斷面型式適用于河涌?jī)砂稙槠鍪瘬鯄Φ暮佣?如大部分鎮(zhèn)內(nèi)建成區(qū)河道。為保證兩岸擋墻的安全,清淤開(kāi)挖始坡位置與兩岸擋墻墻腳需預(yù)留一定的安全距離,即清淤保護(hù)范圍,對(duì)于涌面寬度大于15 m 的河段,安全距離為3.0 m,河寬小于15 m 的河段,安全距離為1.0 m～2.0 m,清淤邊坡坡比1∶2～1∶5,具體坡比根據(jù)地質(zhì)情況以及河段寬度確定。典型斷面見(jiàn)圖2。

圖2 典型清淤橫斷面2

（3）典型清淤橫斷面3

該斷面型式適用于河涌為暗涵的河段,清淤開(kāi)挖始坡位置自暗涵邊墻墻腳處起。典型斷面見(jiàn)圖3。

圖3 典型清淤橫斷面3

2.1.3底泥處理

針對(duì)大嶺山河道底泥,建設(shè)集中式底泥處理廠,總處理規(guī)模約6.3 萬(wàn)m3,設(shè)計(jì)3 個(gè)月完成處理,日處理規(guī)模為688 m3/d,取設(shè)計(jì)處理規(guī)模700 m3/d。

機(jī)械脫水重視過(guò)程環(huán)保和循環(huán)利用；重視后端水的處理,使回排水水質(zhì)明顯優(yōu)于原水,使水環(huán)境治理過(guò)程也能做到節(jié)能環(huán)保、循環(huán)利用、資源再生,同時(shí)大大降低了后續(xù)的處置難度。

首先將清淤底泥輸送到底泥處理廠,進(jìn)入格柵沉渣池,大塊垃圾被攔截,底泥隨液體進(jìn)入沉淀池,溢流至調(diào)理池,余水溢流至余水池,余水池內(nèi)余水流入進(jìn)入余水處理環(huán)節(jié)后,余水達(dá)標(biāo)外排。調(diào)理池淤泥通過(guò)喂料泵泵送至脫水車間,板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水。該工藝淤泥處理減量化程度高,泥餅含水率可降至35%,減少了后期外運(yùn)及處置費(fèi)用；產(chǎn)生的泥餅含水率低、力學(xué)性質(zhì)好,可即時(shí)利用回填。技術(shù)含量高,工廠化作業(yè),現(xiàn)場(chǎng)文明施工程度高。見(jiàn)圖4。

圖4 底泥處理工藝流程圖

2.2 活水保質(zhì)工程

補(bǔ)水活源由于涉及水源的多樣性及復(fù)雜性,需要從流域、區(qū)域上充分考慮水資源的配置,滿足補(bǔ)水水量的要求。

2.2.1活水水源

本區(qū)域補(bǔ)水水源主要有三個(gè)：①水庫(kù)；②中水；③外河。中水指污水處理廠或分散式污水處理站排放的尾水,外江主要指已補(bǔ)水的較大河涌。部分小河涌可通過(guò)增設(shè)堰壩存蓄雨水保持河涌有水狀態(tài)。

2.2.2活水平衡分析

本次整治工程共有3 條河涌進(jìn)行補(bǔ)水,分別是水朗排渠、楓樹(shù)坑排渠和大坑洞排渠。下面分別對(duì)補(bǔ)水量和水源可用水量進(jìn)行分析。

（1）蒙大拿法

采用此法計(jì)算的流量為天然生態(tài)流量,是維持河道基本形態(tài)、防治河道斷流、避免河流水生物群落遭到無(wú)法恢復(fù)的破壞所需基本流量。汛期按多年平均徑流量的30%計(jì)算,枯水期按多年平均徑流量的10%計(jì)算；本次活水保質(zhì)工程主要在枯水期進(jìn)行,因此按多年平均徑流的10%,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 蒙大拿法計(jì)算成果

（2）R2CORSS 法

此法將河流平均深度、平均流速和濕周長(zhǎng)度作為棲息地質(zhì)量指標(biāo)。適用于河頂寬度為0.3 m～31 m 的非季節(jié)性小型河流；補(bǔ)水深度以0.25 m 計(jì),補(bǔ)水頻率以7 d 換水一次。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 R2CORSS 法計(jì)算成果

對(duì)比可見(jiàn)兩種方法計(jì)算的生態(tài)需水量相差不大,因此河涌補(bǔ)水量可視補(bǔ)水水源來(lái)水量綜合選用。

2.2.3補(bǔ)水水源分析補(bǔ)水河涌,水朗排渠通過(guò)設(shè)置堰壩攔蓄雨水,以保持有水狀態(tài)；大坑洞排渠通過(guò)大坑洞水庫(kù)放水補(bǔ)水；楓樹(shù)坑排渠通過(guò)楓樹(shù)坑水庫(kù)補(bǔ)水,必要時(shí)可通過(guò)石槽坑水庫(kù)放水作為補(bǔ)充。

（1）水庫(kù)水量分析

東莞市水庫(kù)均以防洪功能為主,在汛期進(jìn)行防洪調(diào)度,在枯水期進(jìn)行蓄水利用,由市或省三防辦統(tǒng)一調(diào)度；東莞市汛期為4 月～9 月,根據(jù)東莞市多個(gè)水庫(kù)多個(gè)年份的水位統(tǒng)計(jì),水庫(kù)汛末水位從未蓄滿至正常蓄水位,汛初水位也從未下降至死水位,以多個(gè)水庫(kù)統(tǒng)計(jì),枯水期水庫(kù)存水量平均為興利庫(kù)容的30%；枯水期徑流量按年徑流量的10%計(jì)。

因此,在水庫(kù)無(wú)其它用水時(shí),扣除枯水期水庫(kù)蒸發(fā)量（占枯水期徑流量的10%）,枯水期水庫(kù)來(lái)水量=興利庫(kù)容×30%+枯水期來(lái)水量×90%,本方案以此方法計(jì)算水庫(kù)枯水期來(lái)水量,由于本次充當(dāng)水源的大坑洞水庫(kù)、楓樹(shù)坑水庫(kù)以及石槽坑水庫(kù)均不再承擔(dān)供水功能,因此來(lái)水量即為補(bǔ)水可用水量。

按照上述方法,計(jì)算大坑洞水庫(kù)、楓樹(shù)坑水庫(kù)以及石槽坑水庫(kù)的水庫(kù)可用水量見(jiàn)表3 ,枯水期按183 天,計(jì)算出每日補(bǔ)水流量。

表3 大嶺山補(bǔ)水水庫(kù)可用水量統(tǒng)計(jì)

（2）雨水量分析

枯水期年徑流量一般按年平均徑流量的10%計(jì),而補(bǔ)水流量按蒙大法亦為年徑流量的10%,理論上講,天然來(lái)水徑流即可實(shí)現(xiàn)保證河涌有水。但按景觀水位法計(jì)算值大于年徑流量,因此需另行設(shè)置堰壩進(jìn)行蓄水。

2.3 生態(tài)修復(fù)

一個(gè)城市的河流治理僅僅通過(guò)截污和內(nèi)源清理工程是不可能徹底解決河道水體的污染問(wèn)題,只有恢復(fù)河道的生態(tài)系統(tǒng)功能,延長(zhǎng)生物鏈,提高城市河道生物多樣性和河道自凈能力,才能達(dá)到治標(biāo)和治本的目的。

結(jié)合工程所在地現(xiàn)狀和水質(zhì)情況,充分考慮技術(shù)可行性、治理周期、土地規(guī)劃用途和工程經(jīng)濟(jì)性等多種限制因素,擬通過(guò)水陸生態(tài)系統(tǒng)、水生態(tài)系統(tǒng)等系統(tǒng)的構(gòu)建,水生植物帶建設(shè),種植挺水植物、浮葉植物及沉水植物的建設(shè),促進(jìn)大嶺山鎮(zhèn)河道水體形成健康完善的生物群落,提高生態(tài)處理功能。構(gòu)建高效曝氣系統(tǒng),提高水體溶解氧濃度,促進(jìn)生態(tài)處理能力,最終實(shí)現(xiàn)水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)和構(gòu)建良好的景觀效果。

3 結(jié)論

水生態(tài)修復(fù)是在黑臭水體治理完成基礎(chǔ)之進(jìn)行的生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù),主要是水質(zhì)和自然水文過(guò)程的改善,水域形態(tài)及地貌特征等生物棲息地的恢復(fù)和改善,生物群落多樣性恢復(fù)。由于不同地區(qū)河流水文水質(zhì)的差別,不同的治理修復(fù)技術(shù)適用條件不同,取得的治理效果和環(huán)境效益也相差甚遠(yuǎn)。因此,整治對(duì)策應(yīng)結(jié)合河涌實(shí)際情況,因地制宜,綜合各方面因素論證。