深圳龙华河流域面源污染治理方法探讨

吴殷健

中都工程设计有限公司，广东 广州 510000

文章讨论的深圳龙华河是一条流域范围内建筑区较为密集的河流，其面源污染的类型以溢流污染为主，既雨水径流通过合流管渠进入河道的截污系统，当雨量超过截污系统的截流倍数时，合流污水直接溢流至河道，造成污染；然后是初期雨水的污染，根据该工程实测数据，降雨开始的10～20min的径流雨水污染浓度较高，COD可以达到250～300mg/L，与常规污水的COD相当，其直接排入河道是导致河道水质变差的成因之一。

1 龙华河水质污染情况

龙华河为观澜河左岸一级支流，源头在羊台山北侧，由西北流向东南，转向东后汇入观澜河。流域面积为36.59km2，河长10.35km。流域内多年平均径流深为950mm，多年平均径流量为3476.1万m3，其旱季径流量只占全年径流量的10%，因此龙华河是一条典型的雨源型河流。

龙华河左右岸已建设截污管道，参考龙华河河道综合整治工程原设计参数，龙华河截污管道每天可以截流3.3万t污水进入污水处理厂。旱季时，龙华河河道内流淌的基本是上游水库渗流下来的生态基流，并没有大量生活污水进入河道内，而龙华河流域4—10月为雨季，其余时间为旱季，降雨周期长且集中。

该工程实测数据显示龙华河进入雨季后氨氮含量开始升高，考虑到龙河已进行两岸的截污管道建设，旱季污水已得到有效的治理，因此雨季时的面源污染是龙华河污染的主要原因。

2 面源污染成因分析

2.1 面源污染的类别

雨季时面源污染按排水制度划分为两大类，一是分流制的初期雨水污染，二是合流制的合流污水溢流污染，合流制区域也有初期雨水污染的问题，但是由于其没有进行雨污系统的分流，因此其最终表现出来的污染问题都可以归为合流污水溢流导致的污染。这也引申出另一个问题就是虽然合流区域经过雨污分流改造，但是没有针对该区域的初期雨水进行分析研究，制定相关的防治初期雨水污染的措施，因此也有可能在雨污分流改造后遭遇初期雨水污染的问题，初期雨水污染是面源污染形成的主要原因。

2.2 面源污染污染物浓度分析

降雨历时COD数据变化趋势图如图1所示。

图1 降雨历时COD数据变化趋势图

由图1可知，COD随降雨历时变长而急剧下降直至稳定，城中村路面、工业园区路面由于初期浓度较高，分别为476mg/L和453mg/L，在径流形成后前10min污染物浓度总体呈明显下降趋势，但过程中浓度存在一定的波动，这主要和路面污染源的不确定性有关，其他下垫面由于初期浓度值较低，在下降过程中的波动很小，但在降雨30min后都基本稳定。末期径流中COD值为52～92mg/L，超过了污水综合排放三级标准，这些径流汇入市政管道中将加重水体的COD负荷，增加后续处理负荷。另外，初期雨水水量大，大量进入市政管道，也容易造成溢流污染的风险。

2.3 影响初期雨水水质的因素

根据上述数据的分析，得出降雨历时5～10min中的污染物浓度较高，而导致初期雨水污染物浓度较高的因素如下：

（1）下垫面性质影响雨水径流水质。下垫面类型对雨水径流水质影响较大，路面形成的径流水质明显差于屋面形成的径流水质，并且不同功能的路面所形成的雨水径流水质也差别较大。市政道路、城中村路面以及工业园区路面较校园路面和生活小区路面污染严重，且污染程度为城中村路面＞工业园区路面＞市政路面，这主要是因为不同功能的路面因人为活动、路面污染状况的不同，产生的污染物浓度也不相同。城中村作为旧城发展留下的典型区域，建筑物密集，垃圾堆放零乱，村内每天流通电动车、货车、私家轿车等各类交通工具，移动污染源多。工业园区内人员活动较有规律性，尤其是在上下班时间，人口密度大，活动时间集中，带来的污染源较密集，在工业区内有大型运输车辆卸装货，车辆漏油以及货物搬运过程中产生的杂物都将成为工业园区路面径流污染源。市政路面污染源主要是来自过往的车辆，尽管车流量大于前两个下垫面，但是污染源相对简单，且路面有清洁车定期清洗，污染物浓度也稍低。生活小区为新建的小型住宅区，物业管理管理完善，卫生管理严格，路面污染源更简单。屋面COD和SS浓度比路面低，这是因为屋面主要污染源来自大气降尘，几乎无人为因素干扰，污染程度低。

（2）降雨前旱天天数影响雨水径流水质。降雨时间间隔不同，对雨水径流水质影响也不同。一般而言，降雨时间间隔越大，降雨之间污染物积累越多，形成的雨水径流污染负荷越高。特别是雨季初期，深圳雨季一般在4月，初期降雨类型为小雨，其特征是雨量小，雨峰不明显，降雨期间形成的雨水径流污染物浓度随降雨历时增长的变化较小，一直处于较高的污染浓度。经过长时间的旱季，污染积累可观，在降水量不足以冲刷污染物的情况下，雨季初期的几场降雨的污染物浓度都普遍偏高。随着雨季的到来，降水量变大，降雨间隔变小的情况下，雨水径流才进入初期（降雨历时5～10min），污染物浓度偏高，后期污染物浓度急剧下降趋于平稳的状态。

综上所述，面源污染的形成路线如下：一是雨水形成径流时，将各类型的路面、屋面的污染物带入其中，形成污染浓度较高的雨水径流并进入市政管道；二是由于雨水径流量远远高于旱季时污水流量，截污管道无法完全收集污染物，导致污染物溢流进入河道水体最终造成污染。

3 面源污染治理的常用方式

根据上述的分析，不难看出面源污染治理措施要从径流污染形成的源头和溢流污染的末端下手整治，这样才能从根本上解决问题。在综合国内外面源污染处理经验后，目前治理面源污染的常用方式主要有源头治理和末端治理两项措施。

3.1 源头治理

源头治理是指从引起合流制管道溢流的原因出发，通过减少雨水径流污染，在水量和水质两个方面减小进入合流制管道系统的径流量和污染负荷，从根本上消除和减少合流制管道溢流的措施。源头治理的主要措施是在完成大片区的雨污分流改造前提下，以海绵城市建设理念增加雨水渗透和滞留设施。

3.2 末端治理

末端治理是指通过一定的控制措施处理溢流污水，常用方法包括建立调蓄池、采用旋流分离等物理和化学处理法，以及生物降解处理法。综合国内外的治理经验，调蓄是解决合流制溢流污染中非常有效的末端治理措施，在国外得到了广泛应用。在德国，一般不对分流制系统雨水进行处理，如有必要，则采用雨水调蓄池对雨水进行沉淀处理，但必须对合流制系统雨水进行处理，在保证流入污水处理厂的水量不超过其设计允许流量的同时，确保直接排放的雨水对水体造成的冲击性负荷在可接受的范围。

源头治理和末端治理双管齐下才是解决面源污染的最优方法，但是对于一个范围内基本为建成区的流域而言，全流域开展海绵城市建设短期内无法完成，但是可作为控制溢流污染的长期工程措施来分批建设。要暂时缓解面源污染带来的问题，可在一些大型合流排口位置增设调蓄池或其他末端处理设施控制合流污水进入河道，因此针对面源污染，该项目最终确定采取以调蓄为主，长期源头治理为辅的方案。

4 结束语

随着国家对河道水质达标的要求越来越严格，在河道水质治理的问题上，也应根据流域的本质特点进行研究分析。在龙华河流域范围内，由于旱季污水进入河道的问题随着两岸截污管道建成得以解决，但仍受雨季面源污染的影响，当雨季来临时，龙华河入观澜河入口处仍需设置橡胶坝防止溢流污水进入观澜河。面源污染治理应从长期考虑，从源头上减少污染，控制径流量是长久有效的治理方法，但是由于受到很多现状因素的影响，末端治理控制污染进入河道的方案也需配合使用，这样才能从根本上消除面源污染带来的影响。