石馬河流域水環(huán)境綜合治理方案研究

郭 振

(中電建生態(tài)環(huán)境集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518101)

1 概 述

石馬河是東江下游的一級(jí)支流，是東江生態(tài)帶的重要組成部分，是東莞市對(duì)接珠三角世界級(jí)城市群、粵港澳國(guó)際大灣區(qū)的紐帶。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石馬河流域水環(huán)境不斷惡化。近年來(lái)，石馬河流域治理工作雖然取得了較大的成績(jī)，但由于歷史欠賬過多，治水規(guī)劃缺乏系統(tǒng)考慮，碎片化治理現(xiàn)象突出，水污染問題依然較為嚴(yán)重。2018年1—7月的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，旗嶺斷面水質(zhì)類別為劣Ⅴ類，部分支流水體水質(zhì)處于黑臭狀態(tài)。石馬河流域水體污染問題已嚴(yán)重影響周邊居民的生活質(zhì)量與城市形象，不利于城市的發(fā)展，水環(huán)境治理迫在眉睫。東莞市境內(nèi)石馬河流域面積601km2，主干河長(zhǎng)67.5km(觀瀾水9.8km，雁田水19.7km，匯合口以下38.0km)。石馬河流域干支流河涌數(shù)量為106條，一級(jí)支流31條，其中流域面積10km2以上的有11條；二級(jí)及以下支流河涌75條，其中流域面積5km2以上的有12條，流域面積5km2以下的二級(jí)及以下的有63條，見表1。

表1 東莞市石馬河流域水系情況

2019年初，石馬河流域通過全流域系統(tǒng)治理，石馬河旗嶺國(guó)考斷面水質(zhì)按期實(shí)現(xiàn)了考核目標(biāo)[1]。本文從治理方案視角出發(fā)，對(duì)石馬河綜合治理方案進(jìn)行闡述，以期為類似大流域水環(huán)境治理提供借鑒。

2 水污染成因分析

石馬河流域污染因子主要為氨氮、總磷，造成此類污染因子超標(biāo)的主要因素是生活污水及工業(yè)廢水的直排、垃圾淋濾液及初雨的面源污染、污水處理廠尾水的不達(dá)標(biāo)排放等[2]。

a.入境河流污染。石馬河流域涉及深圳市和惠州市，其中深圳市入境河流主要有4條，分別為觀瀾河、牛湖水、水貝河和橋隴河(深圳稱君子布河)，惠州市入境河流主要為謝崗涌和東岸涌(東岸涌通過調(diào)污工程進(jìn)入東引運(yùn)河，未排入石馬河)。根據(jù)對(duì)2016—2018年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，6條主要入境河流水質(zhì)雖有所改善，但仍處于劣Ⅴ類水平，主要超標(biāo)因子有氨氮、總磷等。

b.污染源多面廣。石馬河流域人口密集，企業(yè)密度大，尤其是鳳岡鎮(zhèn)、塘廈鎮(zhèn)和常平鎮(zhèn)，均超過全市的平均人口密度(3355人/km2)。流域內(nèi)生活污染源 (生活污水、生活垃圾)對(duì)COD、氨氮、總磷等污染物排放量的貢獻(xiàn)占比大[3]，部分生活污水直排入河，造成污染。

c.未建立有效的雨污分流機(jī)制，未完善污水管網(wǎng)。大部分建成區(qū)未建立有效的雨污分流機(jī)制，管網(wǎng)覆蓋率低；已建管網(wǎng)存在錯(cuò)接、漏接、淤積、破損、污水滿管等問題，造成流域污水收集率低，大量污水未經(jīng)污水廠處理直排河涌，同時(shí)工業(yè)企業(yè)偷排現(xiàn)象嚴(yán)重。

d.污水處理設(shè)施排放標(biāo)準(zhǔn)偏低。除近年來(lái)新建的污水處理廠外，其他污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)均為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，出水標(biāo)準(zhǔn)低于地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，減排效果不明顯。

e.石馬河為山區(qū)性河流，缺乏天然水源補(bǔ)充，環(huán)境承載能力先天不足。

3 治理技術(shù)思路

3.1 治理目標(biāo)

在整合、調(diào)整現(xiàn)有流域治水工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，以控源截污為主要抓手，推進(jìn)水環(huán)境治理工程、水安全保障工程、景觀提升工程和一體化管控平臺(tái)工程的實(shí)施，確保流域內(nèi)基本完成進(jìn)村入戶管網(wǎng)改造，基本建成雨污分流系統(tǒng)，使流域內(nèi)污水處理率達(dá)90%以上，流域內(nèi)106條河涌全面穩(wěn)定消除黑臭，干流旗嶺國(guó)考斷面達(dá)到Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)建成信息化、智能化的流域一體化管控平臺(tái)。

3.2 治理技術(shù)路線

以“水質(zhì)和底泥檢測(cè)、污水和污染物平衡、已建設(shè)施分析”為基礎(chǔ)，以水環(huán)境模型為載體，根據(jù)各流域特點(diǎn)劃分流域控制單元，并建立各控制單元與排污口的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行水環(huán)境容量核算，將污染削減分配到各控制單元，并建立各控制單元與水質(zhì)達(dá)標(biāo)的敏感性關(guān)系排序。堅(jiān)持問題、目標(biāo)“雙導(dǎo)向”，提出六大治理措施：管網(wǎng)工程、已建管網(wǎng)暢通工程、支流河涌生態(tài)修復(fù)工程、污水處理設(shè)施建設(shè)工程、面源污染控制措施以及管理管控措施。主要技術(shù)路線見圖1。

圖1 石馬河流域水環(huán)境治理技術(shù)路線圖

4 治理措施

4.1 完善管網(wǎng)工程

管網(wǎng)工程以提高污水收集率為根本出發(fā)點(diǎn)，按照源頭雨污分流(部分無(wú)雨污分流條件的區(qū)域采取總口截污)+入河排污口整治+次支管網(wǎng)完善建設(shè)總體原則推進(jìn)，完善污水收集管網(wǎng)，逐步提高雨污分流比例，達(dá)到旱季污水全收集，減少雨季污水溢流頻次，提高污水收集率及污水處理能力，削減入河污染物的目標(biāo)。根據(jù)管網(wǎng)摸排成果及完善市政管網(wǎng)污水收集系統(tǒng)需要，累計(jì)建設(shè)次支管網(wǎng)299.32km。以鎮(zhèn)內(nèi)水系流域控制單元為載體，以流域達(dá)標(biāo)為導(dǎo)向來(lái)進(jìn)行雨污分流改造，共劃分為84個(gè)流域控制單元，改造源頭雨污分流地2410個(gè)，改造面積68.32km2，改造埋地管長(zhǎng)度2027.73km，立管長(zhǎng)度1688.31km。截流整治排口新建管網(wǎng)58.30km。

4.2 已建管網(wǎng)暢通工程

對(duì)流域7鎮(zhèn)的地下排水管網(wǎng)進(jìn)行普查，徹查市政道路雨污水混接、錯(cuò)接、漏接及污水直排入河、管網(wǎng)堵塞等問題，針對(duì)現(xiàn)狀管網(wǎng)存在的問題，分別采取管道清淤、修復(fù)、改造等對(duì)應(yīng)措施。通過管道電視(CCTV)、管道潛望鏡(QV)、管道聲吶等方法，查明已建排水管網(wǎng)的運(yùn)行現(xiàn)狀，確定結(jié)構(gòu)性缺陷(如破裂、滲漏、錯(cuò)口、變形、脫節(jié)等)和功能性缺陷(如沉積、障礙物等)的位置、大小和缺陷等級(jí)，對(duì)其結(jié)構(gòu)性狀況和功能性現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)排水管道的安全隱患，為制定排水管網(wǎng)養(yǎng)護(hù)和修復(fù)計(jì)劃提供依據(jù)。根據(jù)排水管道檢測(cè)結(jié)果，依據(jù)《城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程》(CJJ 181—2012)的規(guī)定，劃分管段修復(fù)等級(jí)和管段養(yǎng)護(hù)等級(jí)，對(duì)修復(fù)等級(jí)為Ⅲ、Ⅳ級(jí)的管段進(jìn)行修復(fù)，對(duì)養(yǎng)護(hù)等級(jí)為Ⅲ、Ⅳ級(jí)的管段進(jìn)行清洗、清淤及修復(fù)完善[4]。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，石馬河流域內(nèi)清淤修復(fù)85.27km，管網(wǎng)錯(cuò)混接改造126.68km，新增接駁點(diǎn)2998處，新建管道152.99km，新增2處廠網(wǎng)聯(lián)調(diào)管網(wǎng)。

4.3 支流河涌生態(tài)修復(fù)工程

生態(tài)修復(fù)工程結(jié)合水域污染治理措施體系，進(jìn)一步對(duì)水體進(jìn)行修復(fù)和面源污染控制。主要采取的措施為河道底泥清淤，消除底泥污染物釋放，提升觀感；通過河道緩沖帶建設(shè)，截流城市及農(nóng)業(yè)面源污染，吸附和去除有害物質(zhì)，進(jìn)一步削減入河污染物；建設(shè)人工濕地對(duì)水體進(jìn)行凈化，對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)[5-6]。遵循“自流優(yōu)先、提水為輔”的原則對(duì)有條件的支流河涌進(jìn)行水庫(kù)補(bǔ)水或污水廠尾水補(bǔ)水，確保河涌暢流活水。支流河涌生態(tài)修復(fù)工程包括：支流河涌底泥清淤82.28萬(wàn)m3，暗涵清淤及明暗渠修復(fù)86.88km，河道緩沖帶建設(shè)10.42萬(wàn)m2，生態(tài)濕地建設(shè)1900m2。生態(tài)補(bǔ)水規(guī)模合計(jì)35.50萬(wàn)m3/d，其中泵站提水8.25萬(wàn)m3/d，有補(bǔ)水泵站5座，新建補(bǔ)水管道11.20km。

4.4 污水處理設(shè)施建設(shè)工程

根據(jù)施工進(jìn)度安排，石馬河流域部分暗渠暗涵排口整治難度大，短期內(nèi)難以進(jìn)行截污納管，居民小區(qū)地塊雨污分流改造短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)將污水接駁至污水管網(wǎng)，設(shè)計(jì)分散式污水處理設(shè)施對(duì)排口及地塊進(jìn)行污水處理，能加快補(bǔ)齊截污管網(wǎng)建設(shè)的短板，提高污水收集處置率。流域新建分散式污水處理設(shè)施14座，總處理規(guī)模2.40萬(wàn)m3/d。

由于石馬河流域內(nèi)存在較多“散亂污”企業(yè)，偷排超排的情況時(shí)有發(fā)生，污水處理廠經(jīng)常由于異常來(lái)水導(dǎo)致停產(chǎn)減產(chǎn)，因此考慮因地制宜地在污水廠前端設(shè)置應(yīng)急調(diào)蓄池以適當(dāng)提高調(diào)蓄能力[7]。流域內(nèi)新建應(yīng)急調(diào)蓄池6座，總?cè)莘e2.97萬(wàn)m3。

4.5 面源污染控制措施

面源污染控制主要包括城市初雨控制和重點(diǎn)面源污染控制，初期雨水指從降雨形成地面徑流開始，前12.5mm降雨形成的徑流量，是水體污染的重要污染源[8]。城市初雨控制包括城市面源污染控制和海綿城市建設(shè)；重點(diǎn)面源污染控制主要包括生活垃圾收集、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站建設(shè)、存量垃圾整治、易腐垃圾收運(yùn)及處理。面源污染控制措施技術(shù)路線見圖2。

圖2 面源污染控制措施技術(shù)路線

4.6 管理管控措施

管理管控體系主要分為兩大類：一類為執(zhí)法監(jiān)管，一類為管控監(jiān)督。管控監(jiān)督主要包括智能管控平臺(tái)搭建和應(yīng)用、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水域岸線管理保護(hù)、已建設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理等；執(zhí)法監(jiān)管重點(diǎn)是進(jìn)行工業(yè)污染源控制、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖業(yè)監(jiān)管、城市面源污染管控、行政執(zhí)法和公眾參與。管理管控措施技術(shù)路線見圖3。

圖3 管理管控措施技術(shù)路線

5 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

5.1 流域全方位統(tǒng)籌是水質(zhì)達(dá)標(biāo)的重要基礎(chǔ)

石馬河流域水環(huán)境綜合治理采取“流域統(tǒng)籌、系統(tǒng)治理”的治理模式，打破分段分片、條塊分割、零敲碎打的“九龍治水”傳統(tǒng)模式。統(tǒng)籌污水管網(wǎng)系統(tǒng)一張網(wǎng)，

開展歷史管網(wǎng)摸查和修復(fù)，優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計(jì)方案，將歷史管網(wǎng)、各批次管網(wǎng)、新建管網(wǎng)、微支管網(wǎng)串線成網(wǎng)，解決錯(cuò)接管、滲漏管和堵塞管問題，污水管網(wǎng)收集率大幅提升。統(tǒng)籌水質(zhì)數(shù)據(jù)分析一張圖，統(tǒng)計(jì)石馬河干支流水質(zhì)、污水廠進(jìn)出水水質(zhì)、水廠供水量、企業(yè)排放污染因子等數(shù)據(jù)，分析不同時(shí)空影響水質(zhì)達(dá)標(biāo)的重要因子和氨氮、總磷污染貢獻(xiàn)情況，為精準(zhǔn)治污提供數(shù)據(jù)支撐。

5.2 工程+行政雙管齊下是水質(zhì)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵

在石馬河流域水環(huán)境綜合治理過程中，工程措施與行政監(jiān)管同步進(jìn)行，通過工程管網(wǎng)建設(shè)構(gòu)建流域污水“動(dòng)脈”，為治污奠定基礎(chǔ)。石馬河流域集聚東莞市執(zhí)行力督導(dǎo)組、生態(tài)環(huán)境、水務(wù)、城管、公安、市場(chǎng)監(jiān)督、商務(wù)、消防、供電、供水等多單位力量，形成強(qiáng)大治水合力。當(dāng)?shù)卣ㄟ^鐵腕執(zhí)法，大力整治“散亂污”企業(yè)，倒逼涉水產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，打出治水組合拳，打造雙保險(xiǎn)的流域水質(zhì)提升機(jī)制。2019年以來(lái)，東莞市累計(jì)出動(dòng)執(zhí)法人員6.62萬(wàn)人次，檢查企業(yè)3.05萬(wàn)家，累計(jì)完成1.50萬(wàn)家“散亂污”企業(yè)清理整治，1669家零散廢水產(chǎn)污企業(yè)規(guī)范整改，加強(qiáng)410家涉磷企業(yè)執(zhí)法監(jiān)測(cè)監(jiān)管。查處環(huán)境違法行為2063宗，下發(fā)行政命令1273宗，查封扣押358宗，停產(chǎn)限產(chǎn)13宗。通過持續(xù)維持嚴(yán)打高壓態(tài)勢(shì)，為石馬河水質(zhì)改善提供了有力保障。

6 治理效果

2020年7月，廣東省生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布上半年水質(zhì)狀況排名，石馬河水質(zhì)改善幅度全省第一[9]。東莞市水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)顯示，2021年石馬河旗嶺國(guó)考斷面氨氮平均值為0.96mg/L，總磷平均值為0.25mg/L，水質(zhì)達(dá)Ⅳ類；全年水質(zhì)總體達(dá)Ⅳ類天數(shù)占比為74.2%，全年水質(zhì)均達(dá)到Ⅴ類以上，且持續(xù)穩(wěn)定向好，具體情況見圖4。根據(jù)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)水質(zhì)數(shù)據(jù)，2021年石馬河5個(gè)干流斷面均已達(dá)到Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，106條支涌已有58條河涌達(dá)Ⅴ類水，占比為54.0%，其余河涌均已穩(wěn)定消除黑臭。橋頭鎮(zhèn)石水口河涌治理前后對(duì)比情況見圖5。

圖4 旗嶺斷面水質(zhì)曲線

圖5 橋頭鎮(zhèn)石水口河涌治理前后對(duì)比情況

7 結(jié) 語(yǔ)

石馬河流域水環(huán)境綜合治理工程建設(shè)規(guī)模大、治理難度高，面對(duì)建成區(qū)人員和企業(yè)密度大、跨鎮(zhèn)街治理協(xié)調(diào)難、污染物成因復(fù)雜、污染程度高等諸多難題，石馬河流域以水質(zhì)目標(biāo)為導(dǎo)向，以水環(huán)境模型為載體，以“兩監(jiān)測(cè)、兩平衡、一分析”為基礎(chǔ)，堅(jiān)持問題、目標(biāo)“雙導(dǎo)向”，提出了六大治理措施：管網(wǎng)工程、已建管網(wǎng)暢通工程、支流河涌生態(tài)修復(fù)工程、污水處理設(shè)施建設(shè)工程、面源污染控制措施以及管理管控措施，使石馬河旗嶺國(guó)考斷面連續(xù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，極大地促進(jìn)了石馬河流域沿線各鎮(zhèn)街經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展，提升了城市品質(zhì)，具有顯著的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，同時(shí)也為國(guó)內(nèi)類似大流域、高密度城市建成區(qū)水環(huán)境綜合治理提供了借鑒。