水环境综合治理工程技术探讨论文

水环境综合治理工程技术探讨论文

　　摘要：针对汛期溢流污水污染、水体流动性差、水景观差等城市河道通病，结合通惠河水环境综合治理工程，力求探索一种新的解决办法，还原一条流动的、清澈的、充满生机的河。具体措施包括建设污水调蓄深隧、旁侧蓄污廊道，利用湿地湖泊滞蓄雨水、污水等。

　　关键词：通惠河；溢流污水；污水调蓄；水环境

　　一、通惠河水环境综合治理的背景和意义

　　通惠河是北京市一条重要的行洪排水河道，西起东便门，经朝阳区至通州区入北运河，全长20.1km，总流域面积258km2。通惠河水系主要支流有28条，上游有南旱河、永引渠及京密引水渠等，中心城区有南护城河、北护城河、长河等,下游有二道沟、青年路沟。通惠河于1994—1995年进行了治理，治理标准为20年一遇洪水设计，校核标准高碑店闸以上为100年一遇，高碑店闸以下为50年一遇。通惠河干流上依次建有东便门橡胶坝、大北窑橡胶坝、高碑店闸、普济闸、通惠闸等建筑物。通惠河沿线建有污水干管，污水进入截污管线后至污水处理厂。根据规划，流域随着中心城建设发展，洪峰流量将比原治理规划有较大增长，根据《北京城区河湖洪水调度方案》，为减轻城区防洪排水压力，采取“西蓄东排，南北分洪”措施来保证城区防洪安全，采取分段滞蓄方式，以控泄干流及入河口流量原治理规划不增加。现状通惠河防洪满足要求。目前通惠河主要问题：①上游二环内中心城区存在大量的雨污合流管线，截流管管径偏小，汛期溢流污染河道，而老城区合流管道实现雨污分流非常困难；②通惠河治理于20世纪90年代，河道断面采用大量外露的硬化材料，植被少，自净能力差，河道生态景观有待提升；③缺水严重，水体流动性差，水华时有发生。通过对通惠河流域现状分析，利用现有排水系统、现有河道自净都不能有效改善水环境。提出工程设想：通过建设污水调蓄管道、调蓄池减少污水入河；寻找周边公园、绿地减少入河径流，充分利用水资源；遵循自然，建设生态河道，为有效地改善城市河道水环境做示范。

　　二、治污措施

　　1.通惠河流域排水系统情况通惠河流域二环内老城区存在大量的雨污合流管线，根据2013年北京市水务普查数据，二环路内合流管长559.56km，占二环内管线总长55.14%。合流制管线的问题：①截流管管径偏小，排水能力偏低，雨季雨污合流水除部分被截流至污水处理厂以外，其余均直接溢流排入河道，造成河道污染。污染通常表现为“短时、集中的冲击负荷”。②合流污水对下游污水处理厂的运行产生冲击负荷，没有调蓄功能作为防冲击负荷的措施，影响污水处理厂的正常运行。③建设年代较早，设计标准偏低，汛期排水能力不足，部分地区在汛期易发生内涝积水。2.减少污水入河措施通惠河沿线已建截污管线，基本不存在污水直排污染，污水来源主要是汛期雨污合流管溢流对河道水体造成污染。受工程用地、道路、建筑物、地下管线和历史文化保护要求多方面因素的制约,对通惠河上游旧城区许多次干、支干管线和胡同的“合改分”工作实施难度很大。结合国内外经验，需因地制宜采取综合措施来治污，提出通过建设污水调蓄隧道、调蓄池对超过截流倍数的雨水进行收集，待降雨过后再将调蓄池收集的溢流雨污水排入市政污水管线，进入污水处理厂进行处理达标排放，控制合流制溢流对河道的污染，同时提高区域排涝能力和兼顾水资源的有效利用。隧道调蓄方案的主要优点是适用于土地资源紧缺、对控制溢流污染要求高的地区，缺点是工程直接费用比较大、运行费用较一般调蓄池大，但是考虑征地费用减少后，两者的总造价(单价)相差不大。具体措施包括：在前三门暗沟下建设前三门深隧调蓄管道；河道内建设旁侧滞蓄廊道。（1）前三门深隧调蓄在合流管流域面积大、水体污染表征明显、有景观要求、建设条件较好的北护城河、前三门（崇文门、前门、宣武门）、南护城河等3个流域建设调蓄管道，不仅可解决合流管污染问题，并可同步提高区域排水能力。先期建设前三门深隧。在充分利用现有排水系统输送能力基础上，初拟在前三门暗沟下新建污水深隧直径6m、埋深30m，将溢流合流污水截流，临时存储，雨后通过新建泵站提升至污水干管再送到污水处理厂，处理后排入河道或回用。汇流区域：前三门盖板河，长7.3km，汇流面积共14.66km2，调蓄量16万m3，相当于区域降雨量15mm。（2）旁侧截污廊道及调蓄池在通惠河沿线新建污水截流廊道，将上游合流流域面积较小或没有水面景观区域及河道沿线超过截流倍数的雨水进行收集至旁侧截污廊道，送至新建调蓄池，经污水处理厂处理后排入河道或回用。截污廊道流程框图见图1。①汇流区域：西盖板河、东盖板河、筒子河、东南护城河排水系统及通惠河沿线，汇流面积共41.9km2。②截流水量：截流倍数取3，旱季污水量为6.5m3/s（估算），汛期截流水量26m3/s。③调蓄池容积：新建调蓄池不小于20万m3（截流倍数取3，进水时间2.5小时，安全系数1.5）。初定旁侧截污廊道宽4m、高3.5m，不占用河道行洪断面。初步选定在高碑店湖及西会公园处建地下蓄污池。将西盖板河、东盖板河、筒子河、东南护城河排水系统及通惠河沿线溢流污水通过旁侧截污廊道送至地下蓄污池滞蓄，蓄污容积20万m3。

　　三、雨水滞蓄

　　通过挖掘河道自身调蓄能力及寻找周边低洼绿地、公园、新的建设区实现雨水滞蓄，可以减轻流域防洪排涝压力，减少入河径流量，提高雨洪利用率。1.高碑店湖综合调蓄池随着北京第一热电厂迁走，高碑店湖不再有维持电厂循环水位的任务要求。选定高碑店湖作为调蓄池，滞蓄污水同时，还可以滞蓄雨水。高碑店湖占地约8万km2。高碑店湖日常降水位1.0m运行，并建设地下蓄洪池，湖区滞蓄雨水量增10万m3，增加河道的调蓄能力。2.西会湿地公园利用通惠河周边西会公园，建设西会湿地公园，占地面积约25hm2，建设潜流湿地、下沉蓄水坑塘，潜流湿地下建设蓄污池，蓄水约20万m3，蓄水坑塘与河道连通，蓄滞雨水，调蓄雨水量约10万m3。

　　四、水质改善

　　1.小水景观现状通惠河通过闸坝维持着水面，河道的流动性差，夏季易发生水华、水体黑臭等现象。基于严重缺水的现实，提出开闸、塌坝、降水位运行，形成流动的湿地型水系、干净的“小水景观”，而不是宽阔的脏水水面，由此降低成本，节约水源。2.水体循环利用两大循环体系，一是通惠河起点~原一热取水口水体循环，为2008年修建，设计水量4万m3/d；二是通惠河~二道沟水体循环，利用原一热大循环，设计水量13万m3/d，让水流动起来、循环起来，改善水质。水体循环总平面示意图，见图2。

　　五、生态建设

　　通惠河治理于20世纪90年代，河道断面采用大量外露的硬化材料，植被少，自净能力差。通惠河治理中，模拟天然河道，河道平面维持原河道自然走向，根据两岸建设区情况，宜宽则宽，宜弯则弯，创造不同的生境。断面设计采用复式梯田式断面，设置子槽、浅水湾，人为营造深潭和浅滩，利于不同水深的生物生长。选用适宜动植物生长的各种透水型护坡材料，通透的护坡材料不仅满足水、土、气的三相交换，还起到净化水质作用。

　　六、结论

　　（1）雨季溢流污染普遍存在，对城市河道水质影响很大，解决溢流污染问题不能依赖“合改分”的方法,而是结合城市的发展,因地制宜地指定改造方案，采取建设截流设施、调蓄池、升级改造管网、提高污水厂处理能力等措施，不断完善城市排水系统，加强雨水资源的合理利用与管理、雨水径流及合流制管道溢流污染控制。

　　（2）河道生态环境的改善、修复建立在尊重自然基础上，建立在人水和谐基础上。通过建设生态的、流动的、能呼吸的河流，还原河流健康的生命。

　　参考文献：

　　[1]王金如.北京的水问题及防治策略[R].北京市水利规划设计研究院，2006.

　　[2]王强,等.北京市旧城区合流制排水系统改造策略研究[C].中国城市规划年会论文集,2012.

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