廣州市合流渠箱清污分流實踐分析

李孟宣

(廣州市水生態(tài)建設中心,廣東 廣州 510403)

廣州市位于珠江三角洲的北緣,水系發(fā)達,河涌眾多,市區(qū)內擁有大小河流221 條,總長度約為854. 2km[1]。 在城市化初期,居民臨涌而居,生活污水直接排入河涌和明渠,隨著城市化進程的不斷加快,這些河涌和明渠逐漸被覆蓋為暗渠,形成合流渠箱[2]。廣州市政府一直十分重視河涌水質的提升,在治理147 條黑臭河涌期間,對合流渠箱的截污閘都進行了提升改造,取得了一定成效,但仍有部分地區(qū)存在雨污管錯接、混接,造成河涌復黑、復臭。

2020 年11 月,廣州市頒布了《廣州市總河長令(第9 號)》,要求2023 年底前完成全市443 條合流渠箱清污分流改造工作,并以“全周期管理”為指引,延伸河湖長制治理模式,推進水務高質量發(fā)展,實現(xiàn)合流渠箱長制久清。 本文初步梳理了廣州市合流渠箱清污分流治理思路,及其對改善水環(huán)境的成效,以期為其他城市合流渠箱清污分流的實施提供參考。

1 合流渠箱清污分流概況

合流渠箱在城市化初期發(fā)揮了巨大作用,不僅拓寬了城市的建設用地,而且增強了城市的防洪排澇能力[3]。 隨著城市的迅猛發(fā)展,在分析沙河涌、獵德涌、駟馬涌等河涌截污工程實施效果后,發(fā)現(xiàn)合流渠箱作為城市排污的長期通道,會使渠箱水體黑臭并積存淤泥,影響雨季行洪能力[4]。

廣州市以往合流渠箱改造主要采用末端截污、沿渠截污、末端補水等方案,這種方案雖然在一定程度上避免了河涌復黑、復臭,但在雨季仍會有大量合流污水進入河涌[5],如2021 年9 月,未進行合流渠箱清污分流的石崗西涌合流渠箱,在暴雨后開閘泄洪導致下游水體變黑。

為進一步保障黑臭水體治理成效,2016 年以后廣州市對合流渠箱的改造逐漸轉向污水入廠、清水入河、源頭治理的方案[6]。 2020 年,印發(fā)實施《廣州市排水戶分類分級管理辦法》,建立“行業(yè)分類、接駁分級”的排水戶差異化管控體系,完善源頭治理方案。

2 合流渠箱清污分流改造思路

2.1 合流渠箱清污分流改造目標

廣州市中心城區(qū)道路狹窄,管線復雜,城區(qū)部分公共道路缺少污水管,城中村內排水系統(tǒng)相對混亂[7],黑臭水體治理后,復黑、復臭現(xiàn)象頻發(fā)。 廣州市清污分流改造充分發(fā)揮線性工程特點,分段評定,將工程建設和效果評定相結合,工程完工后對合流渠箱清污分流效果進行了3 次評定。 未通過評定的渠箱立刻返工,將工程實際效果作為最終要求,避免工程完工后效果不佳,從而導致多次治理、重復治理。 主要分階段實現(xiàn)以下4 個目標:

a.整治排水單元,實現(xiàn)周邊排水單元源頭分流,確保排水戶污水接入市政污水管網(wǎng)。

b.區(qū)域內實現(xiàn)雨污分流,深入渠箱內部清查排水口,對雨水管、污水管錯接、混接的情況進行整改,確保合流渠箱為清水通道。

c.長期打開截污閘。 末端有截污閘的渠箱,打開截污閘,恢復渠箱排山水、雨水的功能,增強抗洪排澇能力。

d.建立長效機制,保障合流渠箱清污分流改造長制久清,排水系統(tǒng)井然有序。

2.2 合流渠箱清污分流改造方案

為實現(xiàn)合流渠箱清污分流的目標,結合現(xiàn)場實際情況,清污分流改造一般分為以下3 階段:

a.工程建設。 實現(xiàn)清污分流整改,污水入廠、清水入河。

b.效果評定。 加強清污分流效果評定,保障清污分流的成效。

c.強化管養(yǎng)。 設定維護制度,抽查、核查工程效果。

合流渠箱清污分流技術路線見圖1。

圖1 合流渠箱清污分流技術路線

3 合流渠箱清污分流改造方案效果分析

3.1 工程成果

采用先摸查后設計的方式,在擁有準確的勘探資料條件下設計方案。 摸查合流渠箱排污口,梳理流域范圍內的排水單元。 采用降低合流渠箱內水位的方式,暫時暴露隱蔽的排水口,繪制出渠箱排污口分布示意圖(見圖2),將排污口改接到新建污水管。

圖2 渠箱排污口示意圖

按照現(xiàn)狀用地性質,將排水單元進行劃分[8],主要分為住宅、城中村、機關事業(yè)單位、商業(yè)企業(yè)、工業(yè)等類型。 統(tǒng)籌規(guī)劃渠箱改造和排水單元創(chuàng)建,繪制流域內清污分流示意圖(見圖3),圖3 中利用不同顏色區(qū)分出排水單元類型,并明確合流渠箱、市政污水管、與河涌相連的閘門等情況。

截至2023 年1 月底,廣州市已完成達標認定排水單元數(shù)量20719 個,面積為67969.23hm2,達標認定面積占全市總排水單元面積的89.54%。 認定全市累計355 條渠箱基本達到清污分流改造標準。

改造工程有效整改了污水管錯接、混接、漏接,規(guī)范了周邊排水戶污水排放。 通過圖紙清晰標注排口和單元類別,明確各單位責任,以工程實際效果為指引,有效提高了工程質量,并指出后續(xù)評定的側重點,為保持渠箱水質長期穩(wěn)定打下基礎。

3.2 管理成效

通過合流渠箱清污分流改造,實現(xiàn)了污水入廠、清水入涌。 晴天,上游無活水來源的渠箱,基本處于斷流狀態(tài);上游有活水來源的渠箱,渠箱水質有明顯好轉,實現(xiàn)河涌長制久清。 雨天,消除污水溢流河涌問題,提升進入污水處理廠的污水濃度,實現(xiàn)污水處理廠提質增效[9]。 打開合流渠箱末端截污閘,清理河涌淤泥,釋放行洪斷面,降低城市內澇風險,實現(xiàn)污澇同治[10]。

工程完工后對合流渠箱清污分流效果進行評定,每條合流渠箱共檢查4 次,評定3 次,4 次檢查時間需涵蓋受納水體豐、平、枯3 個水文期,3 次評定需涵蓋一次雨后48h 內水質檢測。 評定效果以合流渠箱最終出水水質、拆除截流措施為主要檢測依據(jù),觀感、氣味、透明度等條件為輔助檢測依據(jù),綜合評定清污分流成效,部分渠箱水質變化結果見表1。

表1 部分合流渠箱水體氨氮濃度 單位:mg/L

合流渠箱在未完全清污分流改造前(2021 年8月),水體氨氮濃度通常大于8mg/L,屬于黑臭水體。在清污分流改造后(2021 年10 月),水體中氨氮濃度明顯下降,但仍然較高,一方面是由于排污口未完全截流,另一方面是由于渠箱常年作為排污通道,底泥黑臭影響水質。

在清淤并復核改造工程后(2021 年12 月,2022 年3 月),水體中氨氮濃度明顯下降,雨后(2022 年6 月)水體氨氮濃度雖有所回升,但濃度均小于5mg/L,在可接受范圍內。 在之后的暗訪巡查(2023 年3 月)中,現(xiàn)場使用氨氮試紙進行快檢,濃度均小于5mg/L。

經(jīng)過橫跨3 個水文期的多次評定,能夠有效核實工程實效,及時發(fā)現(xiàn)改造后仍存在的問題,遏制渠箱水體復黑、復臭,截至2023 年1 月底,全市累計190 條渠箱通過四巡三檢,打開末端截污閘,實現(xiàn)渠箱長制久清。

4 存在問題和優(yōu)化改造

4.1 存在問題

合流渠箱清污分流的改造過程中,出現(xiàn)了一些問題,主要有以下3 類:

a.渠箱結構性缺陷。 部分渠箱本身年久失修,內部凸不平,凹陷處易形成死水,旱季藏污納垢,雨季零存整取。 部分渠箱被建筑物騎壓或位于主干道上,開挖修復工作難以推進。

b.前期規(guī)劃不足。 流域內水環(huán)境治理與城市建設管理結合不到位,出水口為一級支流的渠箱在改造完成后,為保障主要河涌斷面水質達標,渠箱末端閘門無法長期打開。

c.后期管理困難。 渠箱數(shù)量多,跨度范圍大,維護機制不夠完善。

4.2 優(yōu)化改造

合流渠箱清污分流的優(yōu)化改造主要目的是提高工程效果和優(yōu)化管理效益,具體體現(xiàn)在以下4 個方面:

a.完善渠箱建設。 在渠箱凹陷處設立檢查井定期養(yǎng)護,提高直連一級支流渠箱的評定標準,渠箱修復可采用非開挖修復技術,如短管內襯法、UV 內襯法,在不開挖工作坑前提下,對管道滲漏等問題進行有效處理[11]。

b.提升渠箱水質。 可通過上游定期補水、連通水系等措施,使渠箱內部水流暢通,不僅增強了城市排澇能力,而且使得渠箱水質得到進一步提高。

c.強化渠箱管理。 打造智慧排水平臺,利用遙感、圖像識別等技術協(xié)助排查,建立“五年一輪”存量渠箱缺陷修復機制,渠箱運行維護按效付費,精細化管理渠箱。

d.統(tǒng)籌區(qū)域水環(huán)境和城市建設。 渠箱改造結合不同海綿設施,如透水性鋪裝、生態(tài)屋頂、下沉式綠地、人工土壤滲濾等,進一步凈化渠箱水質[12]。

5 結 語

合流渠箱清污分流改造落實了源頭治理、系統(tǒng)治理、綜合治理的理念,以工程建設和管理效益兩方面為抓手,建立了“源頭—過程—末端”的長效機制。 經(jīng)過清污分流改造后,有效地預防了渠箱水復黑、復臭,基本實現(xiàn)生活污水全收集、全處理。 合流渠箱作為河涌的毛細血管,對實現(xiàn)“秀水長清”意義重大,未來應繼續(xù)提升渠箱價值,統(tǒng)籌流域治理與城市建設,全面提升城市水環(huán)境質量,為高質量發(fā)展添磚加瓦。