东引运河—寒溪水流域淤积污染河道生态修复思考_黄观平.pdf

SHANXI WATER RESOURCES山西水利山西水利山西水利东 引 运 河寒溪 水 流 域 淤 积 污 染 河 道 生 态 修 复 思 考黄观平（东莞市运河治理中心，广东东莞523000）摘要 东引运河樟村断面控制流域位于东莞市中部，是东引运河寒溪水流域的一部分，各级河道 321 条。文章在分析河道水环境基础上，发现河流存在水环境容量不足、内源污染严重、河道空间被挤占、河道水源缺失和污水管网系统不完善等环境问题，并对河道淤积厚度及底泥含水率、营养物质污染情况、重金属污染情况等进行了分析，结合防洪排涝和环保需求，提出对相关河道进行清淤、清障、疏浚，进一步分析了相应的工程措施。关键词 水环境；内源污染；底泥；清淤；河道污染中图分类号 TV851文献标识码 C文章编号 1004-7042（2022）10-0038-021工程概况东引运河樟村断面控制流域位于东莞市中部，是东引运河寒溪水流域的一部分，各级河道 321 条，流域总面积 843.13km2，东邻石马河流域塘夏镇、樟木头镇，南接茅洲河流域深圳市光明新区。本区属华南亚热带季风气候区，特点是气候温和，季风明显，雨量充沛，湿度较大，日照充足，温差幅度小，无霜期长。流域多年平均降水量 1 831.7 mm，年最大降水量2 710.9 mm，年最小降水量 1 416.7 mm，39 月年平均降水量 1 606.1 mm，平均暴雨天数 8.2 d。降水年内分配不均匀，49 月降水量占年降水量的 84%90%，连续最大 4 个月降水量多出现在 58 月，占年降水量的60%65%，最大月降水量多出现于 68月。流域多年平均蒸发量为 1 196 mm。由于流域地处沿海，511 月间常受台风影响，尤以 79 月居多，平均每年台风发生次数达 2.8 次，风灾较严重的地区是珠江口一带。场地岩土层按成因类型可划分为：人工填土层（Q4ml）、冲洪积层（Q4al+pl）、残坡积层（Qedl）、燕山期（）花岗岩和侏罗系（J）泥质粉砂岩。2水环境存在问题分析2.1水环境容量不足，水污染形势严峻流域主要污染来源为生活污染、工业污染，污水直排现象严重，河涌晴天纳污、雨天排涝，水环境容量不足，主干河道仁和水及其支流河涌水质均为劣V 类，多数河道呈现黑臭甚至重度黑臭状态，严重影响常平镇城市形象及周边居民的身体健康和生活环境。2.2内源污染严重，黑臭底泥淤积各河道均存在不同程度的淤积情况，除对防洪排涝通道造成阻碍外，底泥作为河道水体环境的沉积物，因水域受到污染后，水中部分污染物可通过沉淀或颗粒物吸附而蓄存在底泥中，适当条件下重新释放，成为河道水环境重要的二次污染源。2.3河道空间被挤占，生态系统孱弱支流河涌穿城而过，沿岸空间被临河而建的房屋、道路或其他建筑挤占，加之水污染严重，河道生态系统遭到破坏，人为干扰过度，自净能力丧失。2.4河道水源缺失，水动力不足支流河涌均为由泵站、排站控制的排渠，河涌内缺少基本的生态流量，河涌水源多靠沿途污水补给，下游闸站在枯水期处于关闭状态，站前水体基本处于静止状态，水动力严重不足，加剧了河涌黑臭现象；加之，截污控源工程实施后，河道几近丧失水源。2.5污水管网系统不完善，污水处理能效不足近年来经济飞速发展，整个城市建设迅速，但区域内管网建设不完善，仍以合流制为主，污水直排、散排现象普遍，致使城市水体污染较为严重；污水主干管网建成时间较长，长期满水承压运行，存在不同程度缺陷问题，外水（河水、地下水、雨水）挤占河道空间，污水处理厂进水浓度偏低，未能有效发挥污水收集、处理效能；现状污水处理厂处理规模与实际污水产生量不匹配，亟需扩建。2.6水环境监管和污染防控有待完善关于地方水环境保护的财税、产业、价格和投资河道整治38山 西 水 利2022 年 10 月 2022 年第 10 期政策以及环境保护法、体制和机制有待完善，众多中小型企业未有效纳入管控范围，环境监管执法能力薄弱，与污染源日常监管实际需求差距很大。企业诚信守法意识淡薄、违法成本低廉等问题长期存在，水环境监管和污染防洪体制、机制有待完善。3底泥现状分析3.1淤积厚度及含水率河涌底泥厚度在 0.11.6 m 之间，主要集中在0.40.8 m 之间。检测点位底泥的平均含水率为 42.17%；pH 值介于 4.77.9 之间，平均值为 6.56，土壤化学特性总体偏酸性。3.2营养物质污染情况采用综合污染指数评价法，评价各河道底泥氮、磷营养盐污染现状，评价公式如下：Si=Ci/CsFF=F2+F2max1/2式中：Si单项评价指数或标准指数；Ci评价因子 i 的实测值，mg/kg；Cs评价因子 i 的评价标准值：Cs（TN）取670 mg/kg，Cs（TP）取 440 mg/kg；FF综合污染指数；FCs（TN）和 Cs（TP）的平均值；FmaxCi（TN）和 Ci（TP）中最大项值。底泥营养物质分级评价标准见表 1。表 1底泥营养物质分级评价标准根据底泥检测结果，常平镇境内河涌总磷介于 0.111.27 g/kg 之间，平均值为 0.55；总氮在 0.051.17 g/kg之间，平均值为 0.33 g/kg；有机质在 1.2444.3 g/kg 之间，平均值为 14.51 g/kg。具体评价结果如表 2 所示。表 2常平镇河涌底泥营养物质检测结果根据STN评价结果，常平镇境内中度污染河涌占5%，轻度污染河涌占 15%，清洁河涌占比 80%；由 STP评价结果，常平镇境内重度污染河流占 35%，中度污染占15%，轻度污染占 35%，清洁占 15%；根据 FF 评价结果，常平镇境内重度污染河涌 15%，中度污染占 10%，轻度污染占 10%，清洁底泥占 65%。总体来看，常平镇河涌底泥总磷的污染程度大于总氮。3.3重金属污染情况在底泥重金属污染分析中，参考 土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）（GB 36600-2018）作为评判标准。经分析，常平镇河涌重金属均达到建筑用地土壤二类用地标准，具体结果见表 3。表 3常平镇河涌底泥重金属指标评价表4底泥清淤工程分析评价大岭山镇内共有 42 条河道，其中石槽坑排渠、大塘加油站排渠等 14 条排渠整治由镇界统筹，不纳入本方案范围；另外石槽坑小排渠、沁林排渠等 12 条排渠无排污口或者已截污，同样不纳入本方案范围。除去流域内以上已开展清淤整治工作的河道，本次清淤清障河道总计 15 条，总河长 0.20 km，根据现场踏勘、底泥监测数据，其中马鞍山排渠、大坑洞排渠等 9 条河道底泥污染较轻，淤积程度较小，仅进行清障；其他6 条河道存在不同程度的底泥淤积现象，底泥污染较严重，本次结合防洪排涝和环保需求，对梅林河等 6 条河道进行清淤疏浚。4.1基本地质条件（1）枫树坑排渠。枫树坑排渠清淤平均深度 0.5 m，清淤坡比 13，现状有挡土墙的河段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。195 县道下游段河段安全距离为 2.0 m，县道上游河段安全距离为 12 m，根据实际断面情况确定。清淤河长 3.327 km，清淤平均深度 0.5 m。清淤方式：195 县道下游段河面较宽，采用水上挖掘机开挖淤泥，装驳船转运至自卸评价指标评价等级STNSTPFFSTN1.0STP0.5FF1.0清洁1.0STN1.50.5STP1.01.0FF1.5轻度污染1.5STN2.01.0STP1.51.5FF2.0中度污染STN2.0STP1.2FF2.0重度污染项目检测指标含水率/%pH有机质/（g kg-1）总氮/（g kg-1）总磷/（g kg-1）硫化物/（mg kg-1）氟化物/（mg kg-1）总氰化物/（mg kg-1）最小值 19.60 4.71.240.050.110.2167.000.00最大值 69.40 7.944.301.171.27104.00648.000.00平均值 42.17 6.614.510.330.5539.43435.400.00项目砷铅总铬铜镍镉汞最小值2.3010.6027.0013.305.500.010.02最大值32.4085.80484.00703.00819.000.995.02平均值7.9935.94103.4378.0680.720.190.38超标情况 不超标 不超标 不要求 不超标 不超标 不超标 不超标检测指标/（mg kg-1）（下转第 45 页）河道整治39山 西 水 利2022 年 10 月 2022 年第 10 期式汽车，运至位于梅林河的淤泥处理厂。195 县道上游建成区河道，两岸已建挡土墙，河道较窄，两岸大部分无施工道路，采用小型挖掘机在河道内开挖，装运到自卸式汽车外运。上游段天然河道，河道较窄，两岸多为农田，采用长臂挖机岸上开挖，装运到自卸式汽车外运。（2）梅林河。梅林河两岸大部分为自然缓坡，清淤开挖始坡位置自缓坡底部起，清淤平均深度 0.8 m，清淤坡比 13，清淤河长 1.8 km。清淤方式采用水上挖机开挖淤泥，接泥驳船，运至右岸的淤泥处理厂。4.2工程措施分析拟清淤河道地面出露地层以有机质高液限黏土（CHO）及砂层为主，部分含大量生活垃圾，建议采用长臂挖机或水上挖机进行清淤，局部配合人工清淤，建议清淤措施见表 4。表 4河涌清淤措施建议表4.3施工工艺分析本工程为河底环保清淤，拟清除的主要是呈流塑-软塑状的软质污染淤泥，以及河道内被污染的砂层或淤泥质砂与垃圾，清淤深度多在 1 m 以下，对河道两岸边坡稳定性影响较小。部分河段岸坡较陡，河道清淤后水流条件会产生一定变化，存在岸坡冲刷，建议对冲刷岸坡坡度较陡及清淤厚度大于 0.5 m 的岸坡段，采用抛石护脚或格宾挡墙护脚，局部段河道纵坡坡降大、水流急，建议对河底进行抗冲刷防护。具体措施如下：（1）加强隐患河段的治理。对于河道边坡较陡的渠段，可以通过加大边坡开挖，放缓边坡。如边坡较高，可以设平台或分级开挖，减少边坡滑坡的可能性，或对河道进行侧墙浆砌石衬砌。（2）河道衬砌防冲刷措施。在地质条件允许以及边坡稳定的情况下，对河道改造多采用混凝土衬砌防冲刷措施。对于地质条件差，边坡容易滑坡的河段则考虑浆砌石衬砌。（3）完善河道配套建（构）筑物。对于交通桥涵等渠系建（构）筑物的建设，要以不影响过水为原则。需彻底清理雍水建（构）筑物、淤泥及工程残渣等，保证河道畅通。（4）加强河道日常维护，及时清理河道边坡上的杂物，及时清除河道内的淤积物，使河道水流畅通，减少淤积条件。5结语根据设计方案，本工程开挖后的弃土量约 14 万 m3，其土体类型主要为淤泥和各类垃圾，其次为砂层和少量的粉质粘土等。对于弃土点或底泥处置场的选址，应由业主、设计单位、施工单位及当地政府有关部门共同商议，根据现场实际情况选定。弃土选址应符合相关规定，避免造成人为的地质灾害。值得指出的是，由于本工程部分位于东莞市区，河涌底部表层为流塑状浮泥，在运输过程中会滴漏、洒漏，对市区环境造成影响，因此建议对表部开挖后的浮泥进行固化后，再采用封闭车辆进行运输。作者简介 黄观平（1982-），女，2004 年毕业于中山大学，水利技术管理工程师。收稿日期 2022-08-01；修回日期 2022-09-15序号河涌名称河道类型推荐清淤方式1新兴路支渠明暗吸泥泵/人工清淤2木茶湖水明暗长臂挖掘机/人工清淤3新兴路排渠明暗长臂挖掘机/人工清淤4禾石路支渠明暗长臂挖掘机/人工清淤5黄泥塘排洪渠明渠长臂挖掘机6矮桥泵站干渠明渠长臂挖掘机7新龙底泵站干渠明暗长臂挖掘机/人工清淤8田尾泵站干渠明暗长臂挖掘机/人工清淤9鱼脚岭泵站干渠明渠长臂挖掘机10大洲排渠明暗长臂挖掘机/人工清淤11沙湖口排渠明渠长臂挖掘机12漱新排渠暗渠人工清淤13霞坑排洪渠暗渠人工清淤14沙湖口泵站干渠暗渠人工清淤15仁和水（KZ6）明渠水上挖掘机16旧龙底泵站干渠明暗长臂挖掘机/人工清淤17金杯路支渠明+暗长臂挖掘机/人工清淤政府的高度重视，汛情过后，汾河下游防洪能力提升工程开始谋划，并正在分步实施。复核堤防防洪水位、改造和完善穿堤建筑物、加快中小河流治理等建议在规划和设计中得到了充分体现和采用，为进一步夯实汾河防洪工作提供了有益的理论和实践支持。作者简介 马汉民（1968-），男，1987 年毕业于山西省水利学校水利工程专业，高级工程师。收稿日期 2022-08-10；修回日期 2022-09-21（上接第 39 页）防灾减灾45