东莞市河涌水环境治理修复对策研究

林晓文

（东莞市运河治理中心,广东 东莞 523000）

0 引言

东莞作为广东省重要的经济强市,大湾区的核心城市之一,在社会经济快速发展过程中,不可避免地对周边环境造成一定影响。区域水环境质量差、水生态受损重、环境隐患多等问题日渐突出,人民生活质量受到影响,经济社会高质量可持续发展受到制约。加强内河涌水的流动性,有效连通城市水系,在河涌节点处建设生态修复工程,实施底泥疏浚工程是水环境治理的有效途径[1]。东莞市河涌通过内源治理、活水保质、生态修复等措施恢复和增强河湖水系的自净功能,改善河道水环境,提升流域的生态景观价值,提升区域整体形象,有效改善了投资环境和旅游环境,促进其经济社会持续发展。

1 河涌概况

东莞市大岭山镇内河流众多,共有42 条,按其下游去向可大致分为三大区域：大部分均向北流入黄沙河,称为黄沙河片区；其次汇入松木山水库,称为松木山片区；另有新崖坑水库和沁林排渠下泄进入长安镇莲花湖-莲花山梯级水库,称为莲花山片区。三大片区总集雨面积为94.13 km2。

由于前期城市污水系统建设未能及时跟上城市发展的步伐,现状防洪排涝涌、灌溉涌兼做排水渠,污水就近散排。目前,流域水系污染较严重,受片区排水体制影响,污水直排现象普遍存在,支流深入片区内部,一边排涝,一边排污,水质恶劣,基本为劣V 类,并呈现黑臭状态,严重影响周边居民的生活质量,与东莞市水生态文明发展、品质城市建设规划不相符。尽管近年来流域范围内已开展相关治理工作,但实施措施零散不成系统,具体成效未能科学彰显,流域范围内水环境整治迫在眉睫。

2 水环境综合整治

2.1 内源清淤治理方案

清淤清障河道总计18 条,总河长25.194 km,根据底泥监测数据,其中8 条河道存在不同程度的底泥淤积现象,底泥污染较严重,结合防洪排涝和环保需求,对梅林河等8 条河道进行清淤疏浚。

2.1.1清淤厚度

根据底泥现状分析,大岭山污染底泥厚度在0.30 m～0.8 m之间,污染底泥平均淤积厚度约为0.5 m,本次设计针对污染层、污染过渡层两层厚度底泥进行环保清淤削减底泥污染,考虑到淤泥处置成本,以及清淤机械开挖深度的限制,本次清淤厚度采用0.5 m～0.8 m。

2.1.2清淤断面

河道清淤需将水利防洪（排涝）及环保治污相结合,既满足河道行洪断面,又能去除淤积底泥的污染层、不破坏原河床底泥生态系统。结合实测河涌地形、岸坡型式及明暗渠型式,提出3 种清淤典型横断面型式。由于本工程拟整治河涌数量较多,长度较长,河岸形式多样,具体实施时可不拘泥于两岸对称,根据河涌实际地形灵活组合3 种断面型式。

（1）典型清淤横断面1

该断面型式适用于河道较为开阔,两岸为自然缓坡的河段,如梅林河、枫树坑下游段等。清淤开挖始坡位置自缓坡底部起,清淤边坡坡比1∶2～1∶5,具体坡比根据地质情况以及河段宽度确定。典型断面见图3。（2）典型清淤横断面2

图1 典型清淤横断面1

该断面型式适用于河涌两岸为砌石挡墙的河段,如大部分镇内建成区河道。为保证两岸挡墙的安全,清淤开挖始坡位置与两岸挡墙墙脚需预留一定的安全距离,即清淤保护范围,对于涌面宽度大于15 m 的河段,安全距离为3.0 m,河宽小于15 m 的河段,安全距离为1.0 m～2.0 m,清淤边坡坡比1∶2～1∶5,具体坡比根据地质情况以及河段宽度确定。典型断面见图2。

图2 典型清淤横断面2

（3）典型清淤横断面3

该断面型式适用于河涌为暗涵的河段,清淤开挖始坡位置自暗涵边墙墙脚处起。典型断面见图3。

图3 典型清淤横断面3

2.1.3底泥处理

针对大岭山河道底泥,建设集中式底泥处理厂,总处理规模约6.3 万m3,设计3 个月完成处理,日处理规模为688 m3/d,取设计处理规模700 m3/d。

机械脱水重视过程环保和循环利用；重视后端水的处理,使回排水水质明显优于原水,使水环境治理过程也能做到节能环保、循环利用、资源再生,同时大大降低了后续的处置难度。

首先将清淤底泥输送到底泥处理厂,进入格栅沉渣池,大块垃圾被拦截,底泥随液体进入沉淀池,溢流至调理池,余水溢流至余水池,余水池内余水流入进入余水处理环节后,余水达标外排。调理池淤泥通过喂料泵泵送至脱水车间,板框压滤机进行脱水。该工艺淤泥处理减量化程度高,泥饼含水率可降至35%,减少了后期外运及处置费用；产生的泥饼含水率低、力学性质好,可即时利用回填。技术含量高,工厂化作业,现场文明施工程度高。见图4。

图4 底泥处理工艺流程图

2.2 活水保质工程

补水活源由于涉及水源的多样性及复杂性,需要从流域、区域上充分考虑水资源的配置,满足补水水量的要求。

2.2.1活水水源

本区域补水水源主要有三个：①水库；②中水；③外河。中水指污水处理厂或分散式污水处理站排放的尾水,外江主要指已补水的较大河涌。部分小河涌可通过增设堰坝存蓄雨水保持河涌有水状态。

2.2.2活水平衡分析

本次整治工程共有3 条河涌进行补水,分别是水朗排渠、枫树坑排渠和大坑洞排渠。下面分别对补水量和水源可用水量进行分析。

（1）蒙大拿法

采用此法计算的流量为天然生态流量,是维持河道基本形态、防治河道断流、避免河流水生物群落遭到无法恢复的破坏所需基本流量。汛期按多年平均径流量的30%计算,枯水期按多年平均径流量的10%计算；本次活水保质工程主要在枯水期进行,因此按多年平均径流的10%,计算结果见表1。

表1 蒙大拿法计算成果

（2）R2CORSS 法

此法将河流平均深度、平均流速和湿周长度作为栖息地质量指标。适用于河顶宽度为0.3 m～31 m 的非季节性小型河流；补水深度以0.25 m 计,补水频率以7 d 换水一次。计算结果见表2。

表2 R2CORSS 法计算成果

对比可见两种方法计算的生态需水量相差不大,因此河涌补水量可视补水水源来水量综合选用。

2.2.3补水水源分析补水河涌,水朗排渠通过设置堰坝拦蓄雨水,以保持有水状态；大坑洞排渠通过大坑洞水库放水补水；枫树坑排渠通过枫树坑水库补水,必要时可通过石槽坑水库放水作为补充。

（1）水库水量分析

东莞市水库均以防洪功能为主,在汛期进行防洪调度,在枯水期进行蓄水利用,由市或省三防办统一调度；东莞市汛期为4 月～9 月,根据东莞市多个水库多个年份的水位统计,水库汛末水位从未蓄满至正常蓄水位,汛初水位也从未下降至死水位,以多个水库统计,枯水期水库存水量平均为兴利库容的30%；枯水期径流量按年径流量的10%计。

因此,在水库无其它用水时,扣除枯水期水库蒸发量（占枯水期径流量的10%）,枯水期水库来水量=兴利库容×30%+枯水期来水量×90%,本方案以此方法计算水库枯水期来水量,由于本次充当水源的大坑洞水库、枫树坑水库以及石槽坑水库均不再承担供水功能,因此来水量即为补水可用水量。

按照上述方法,计算大坑洞水库、枫树坑水库以及石槽坑水库的水库可用水量见表3 ,枯水期按183 天,计算出每日补水流量。

表3 大岭山补水水库可用水量统计

（2）雨水量分析

枯水期年径流量一般按年平均径流量的10%计,而补水流量按蒙大法亦为年径流量的10%,理论上讲,天然来水径流即可实现保证河涌有水。但按景观水位法计算值大于年径流量,因此需另行设置堰坝进行蓄水。

2.3 生态修复

一个城市的河流治理仅仅通过截污和內源清理工程是不可能彻底解决河道水体的污染问题,只有恢复河道的生态系统功能,延长生物链,提高城市河道生物多样性和河道自净能力,才能达到治标和治本的目的。

结合工程所在地现状和水质情况,充分考虑技术可行性、治理周期、土地规划用途和工程经济性等多种限制因素,拟通过水陆生态系统、水生态系统等系统的构建,水生植物带建设,种植挺水植物、浮叶植物及沉水植物的建设,促进大岭山镇河道水体形成健康完善的生物群落,提高生态处理功能。构建高效曝气系统,提高水体溶解氧浓度,促进生态处理能力,最终实现水质稳定达标和构建良好的景观效果。

3 结论

水生态修复是在黑臭水体治理完成基础之进行的生态系统的恢复,主要是水质和自然水文过程的改善,水域形态及地貌特征等生物栖息地的恢复和改善,生物群落多样性恢复。由于不同地区河流水文水质的差别,不同的治理修复技术适用条件不同,取得的治理效果和环境效益也相差甚远。因此,整治对策应结合河涌实际情况,因地制宜,综合各方面因素论证。