治水提质“坪山模式”分析

褚俊英 ，王 浩 ，2，蒋云钟 ，周祖昊 ，黄 鹄 ，陈 松

（1.中国水利水电科学研究院，100038， 北京；2.水安全与水科学协同创新中心，210098， 南京；3.中国市政工程西北设计研究院有限公司深圳分公司，518000，深圳；4.中建水务环保有限公司，100037，北京）

一、坪山河流域概况

深圳市是我国最具经济活力的城市之一， 坪山河流域是深圳“东进战略” 的桥头堡。 坪山河属东江流域淡水河水系， 流经惠州市后汇入东江一级支流西枝江， 最后汇入东江，流域面积 129.4 km2。 流域年均约30%供水量通过东江调水工程供给， 东江既是坪山河流域的受水区， 也是坪山河流域重要的水源地，具有重要的战略地位。

坪山河流域建成区面积约占流域面积的一半，经济起步略晚，水污染负荷强度大， 综合治理空间相对略大，水源区尚有清洁基流。 在高密度、高强度人类活动影响下，坪山河流域当前面临突出的水问题， 具体表现在： 流域面临交接断面水质不达标、河流断流、防洪达标率低、滨水空间生态、景观与文化严重缺失，流域水管理智能化系统不足等方面，多数支流为劣V 类，存在黑臭现象，雨季污染尤为严重。 长期以来，坪山河流域主要着眼水体， 以断面水质诊断、末端治理、达标排放为主的水污染防治体系， 治理高度碎片化， 无法从根本上解决流域面临的突出水问题。

二、治水提质“坪山模式”主体内容

“坪山模式”是指以坪山河流域为研究对象， 从流域水循环及其伴生过程以及经济社会发展的特点为出发点，针对流域面临的水安全、水资源、水环境、水生态、水文化的突出问题， 为实现生态海绵流域的根本目标， 因地制宜进行流域综合治理的规划、设计、建设、实施的过程。

“坪山模式”的主体内容为“全链条—全要素—全过程”， 在宏观顶层规划层面，实现了 “理论—技术—应用”的全链条方案制定；在中观设计层面，进行全要素集成优化；在微观建设运行层面， 进行全方位过程控制， 实现工程建设一体化和标准化控制， 工程旱季雨季运行自动化控制以及工程管理与服务智慧化控制。

1.宏观规划——全链条方案制定

宏观顶层规划模式为全链条方案制定。 “坪山模式”实现了从“理论”到“技术”，再到“应用”的全链条方案制定。 其中，一是在理论层面，创新提出了流域综合治理的理论体系，包括流域综合治理的基础理论、 总体思路、 基本原则以及多维嵌套结构；二是在关键技术与阈值辨识层面，提出了流域综合治理的技术路线和技术支撑体系，主要包括流域水循环及其伴生过程机理辨识技术体系、流域综合治理全要素多过程综合模拟技术体系以及流域综合治理优化决策技术体系，分别为流域综合治理提供理论基础、 定量工具以及决策支持；三是在应用层面，提出了坪山河流域综合治理方案、对策与项目清单，为流域综合治理工程的规划、设计、建设和运行管理提供一体化支撑。

2.中观设计——全要素集成优化

中观方案设计模式为全要素集成优化。 在水环境方面，提出了“截污—调蓄—处理—回用”的一体化设计方案；在水资源、水生态方面，提出了多水源的生态补水优化设计方案；在水生态、水安全方面，提出了面向生态的河湖断面设计方案；在水安全方面，提出了融合低影响开发的流域防洪排涝设计方案；在水文化、水管理方面，提出了基于文化传承的流域水景观设计方案。

3.微观建设——全方位过程控制

微观建设运行模式为全方位过程控制。 与以往碎片化的建设和运行不同，坪山河干流整治的EPC 模式体现了高度的专业化与一体化，具体包括：一体化、专业化实施，工程建设创新与过程控制；标准化、制度化运行以及现代化、智能化调度。 坪山河流域构建了智慧管理与服务平台，面向流域水循环及其伴生过程的调度，实现了三大基本功能，具体包括信息服务功能、核心业务功能以及系统服务功能。

三、“坪山模式”水环境治理特征

坪山河流域面向交接断面水质达标开展了大体量、 全流域的水生态治理工程， 是我国流域综合治理的重要实践。 在水环境治理方面， 治水提质“坪山模式”为：以流域面临的水环境问题为导向，提出了 “精准截污、分散调蓄、分布处理、就地回用”的十六字解决方案，具有精准化、分散化、多源化以及经济性等特征。

1.精准截污

坪山河流域的“精准截污”主要体现在污染源调查详细化、污染负荷削减指标定量化，以及污染削减措施精细化等方面。 在坪山河流域的综合治理中，进行了污染负荷全方位的平衡计算，提出了从源头减排、过程阻断、末端治理等全过程、精细化的流域污染治理措施。 例如，在源头减排方面，强化了工业废水、居民生活、建成区污染负荷减排和水源地保护等方案设计。 在过程阻断方面，采用截污管网取代了原设计的截留箱涵，总长度达到27.32km， 将污水输送到水质净化站进行处理。 由于雨季前期的污染物浓度与中后期差别较大，净化比较低。 通过智能截流井的建设，截流污染负荷浓度较高的初期雨水，实现闸门的自动关闭，后期的清洁雨水溢流入河， 增大了河道的生态流量。在末端治理方面，提出了河流生态修复与污染削减方案。 坪山河流域还利用物联网、云计算、大数据等现代技术建立流域智慧水务系统，利用无人机对水体异常、杂物漂浮、污水直排、侵占河道等开展实时监管，并通过云服务器24 小时不间断向计算机端、手机端监控系统发送实时数据或发出报警提示，为流域综合治理提供信息化技术支撑。

2.分散调蓄

传统的“大截排”和“集中调蓄”的方式需要在河流下游设置大规模的调蓄设施，通常占地大、投资要求高。 本项目创新采取了“分散调蓄”的做法，在干流沿线以及支流河口新建碧岭、锦龙、汤坑等7 座调蓄池，总规模达到22 万m3/d。 以分散式的调蓄设施代替集中的调蓄处理设施， 可有效收集初期雨水， 减少初期雨水溢流对河道的污染，同时还能起到减少占地、节省投资的作用。此外，坪山河流域还通过增强水库调蓄能力，实现洪水控制管理，为河道防洪标准提高创造条件； 尽可能发挥明沟系统、 塘床系统及河道系统的调蓄作用，新增水面滞蓄洪水。

3.分布处理

与传统的“集中处理”方式不同，坪山河流域充分体现空间均衡思想，因地制宜布设分布式初期雨水面源、污水分布式处理系统以及底泥处理系统等分布式处理系统，兼顾效率、效果与经济成本， 实现了流域不同空间的差异化治理。 坪山河流域新增分布式小型污水处理站（即南布、碧岭），减少了污水管网投资，便于生态补水。新增污水处理设施布置在规划绿地中，并采用地下式污水处理站， 上部为城市绿化，可作为公共活动空间。

4.就地回用

在节水优先、提高水资源利用效率的基础上，坪山河流域采用“垂直流人工湿地群”技术，创新优化湿地填料，深度处理上洋污水厂尾水，尾水通过建设的人工湿地群系统 （如赤坳湿地、 南布湿地等8 个人工湿地，总面积 37.98 hm2，总处理能力13.5 万 m3/d），达到地表水IV 类标准后， 就近回补河道，确保维持河道旱季水量，实现水资源的再利用。 在保障经济社会用水的前提下，在坪山河流域下游建设再生水补水管网工程6.26 km，增加河道生态水量，避免了从下游输水到上游进行补水， 最终形成本地水、外调水、非常规水等多水源协同的水资源优化配置格局，改善了水动力学过程， 提升了河流水环境容量， 促进坪山河流域生态系统的良性循环。

四、治水提质“坪山模式”的实施效果

坪山河流域综合治理过程中，以问题为导向，始终坚持“流域统筹、单元控制、系统均衡”三大基本原则， 以尽可能小的经济成本，建设流域综合治理的样板方案，推动流域的可持续发展。

坪山河流域的综合治理取得了显著社会经济效益， 国考省考断面水环境质量得到改善，2018 年上洋断面省考水质检测数据显示，坪山河氨氮指标达到Ⅲ类， 总磷指标优于Ⅳ类，超预期完成交界断面水质考核任务。 2019 年，上洋断面主要指标全年稳定达到Ⅳ类， 部分月份水质达到Ⅲ类。 总体上， 坪山河上洋断面年均值从劣Ⅴ类转变为稳定达到地表水Ⅳ类标准， 坪山区 99 条小微黑臭水体已全面消除黑臭。 “坪山河干流综合整治及水质提升工程”获得深圳市2018 年度治污保洁工程优秀项目，成为城市水环境治理的表率。

五、结 论

借鉴国内外先进经验，坪山河流域综合治理在理论和技术上不断创新， 创建了具有坪山特色且可复制、可推广的“坪山模式”，实现了治水提质、防洪排涝、生态修复以及景观文化等多重目标。

“坪山模式”具示范效应，可辐射、 带动、 推动其他流域的综合治理， 带来显著的社会、 经济与生态效益。