例析城市排涝河截污设计
1 引言
排涝河位于深圳市宝安区的西北部，属沙井片区，与沙井河、茅洲河形成一个环状水系，排涝河干流从潭头水闸开始，由东向西在西历村北汇入茅洲河，河道总长4.3km。排涝河总流域面积为44.98km2，其中岗头调节池以上的流域面积为37.26km2，由新桥河、上寮河、万丰河和潭头河四条支流组成。
随着城市建设的发展需求及深圳特区一体化推进，片区存在的水安全、水环境等各类涉水问题也已被各级主管部门提到一个新的高度，常年受涝的问题能够随着沙井片区排涝工程（已开工建设）的实施得到根本解决，但片区主要河道污水横流、水质黑臭、滨水环境恶劣的问题愈加凸显，并严重影响了片区居民生活质量及投资环境。因此，通过工程措施改善片区河流水环境已势在必行。
2 现状问题的原因分析
经过一系列工程治理后，排涝河仍存在河道水质和滨水空间环境恶劣的问题，这些问题迟迟不能解决是由于以下几个客观原因造成的。
（1）治污基础设施建设滞后
改革开放以来，沙井片区经济进入高速发展期，本片区经济发展的同时也对环境造成了严重污染，片区发展了30年，同时也污染了30年，而片区的治污规划直到近几年才开展，因此片区的治污规划严重滞后于经济社会发展。不仅如此，片区建设也严重滞后于规划，截至目前已实施和正在实施的工程量仅占规划总量的三分之一左右，因此片区内的治污基础设施建设与经济社会发展严重不协调。
（2）河道感潮，外江污染源回溯
沙井片区位于茅洲河河口位置，靠近珠江口，地势低，地面高程多位于3.5m以下，河口位置地面高程更是位于2.0～2.5m之间。排涝河河底高程为-2.5～0 之间，属于感潮河段，受外江潮位的影响较大。而现状珠江口以及茅洲河干流水体水质差，珠江口、茅洲河干流污染水体随潮位的顶托进入沙井河片区，污染源长期积累，加剧了沙井河片区河道的污染。
（3）水动力差，河道水环境容量不足
沙井片区距茅洲河河口约为5km，河道坡缓，茅洲河口潮汐动力较弱，至沙井片区动力衰减，水体交换能力差；同样由于感潮，河水受潮位顶托，导致河道水动力不足，河水長期处于静止和回荡状态，河道内污水不能及时排出，河道内不溶性污染物质和泥沙容易沉积，导致河道内污染物积累，无法扩散，只能通过河道的自净能力削减污染物。而本区域建成区比例高达77%，开发强度大，雨洪资源利用率低，片区基流匮乏，进入河道天然的天然基流量远远不满足河道水环境容量要求，河道无水环境容量可言，水体自净能力差，入河污染量远远大于削减量。因此，排涝河水体只能处于一种污染物不断积累的恶性循环状况。
3 整治思路
根据国内外河流污染治理的典型案例，在当前社会科学技术发展阶段，河流水体水质的改善与保持基本上以“控制入河污染——增加河道水体容量”这一措施为主。而控制入河污染的措施主要有，一是正本清源，雨污分流逐步推行，最终改善河道水质；二是采取沿河强化截流，提高污水收集率，控制入河污水。从长远来看，正本清源、雨污分流的治理思路是符合当前环保、可持续发展的理念，也是治污的根本性措施，但就目前条件而言，该思路时效性差，水质改善效果在近期不易达到设计目标，所以在满足现状条件的情况下，工程采取时效性好、截污效果好的沿河强化截流思路，并与已开工的排涝工程可同步建设，在短期内即可实现水质改善目标，满足河道综合治理要求。
排涝河包括排涝河干流及岗头调节池上游四条支流，分别为万丰河、上寮河、新桥河以及潭头河。万丰河、上寮河在进入岗头调节池前已汇流，且大部分已经暗涵化，没有沿河截污的必要性，因此在汇入口利用橡胶坝实施总口截流；新桥河目前也已开展河道整治前期研究，同样采取强化截流思路，因此也只需考虑其雨污混流口接入排涝河截流系统即可；潭头河河道已经渠化且河道狭窄，本工程同样考虑在河口进行总口截污。排涝河截污工程具体实施范围为河口至潭头水闸，长约4.3km。
通过对河道现状问题的分析，本次工程通过强化截流、初（小）雨调蓄并转输处理、建闸调度和补水增容等工程措施分别解决排涝河片区河道市政污水和面源污染入河、外江污染回溯，自身水动力差、水环境容量不足的问题，最终改善河道水质。工程整体布置图见图1。
图1 工程整体布置图（调蓄池为二期工程） 4 工程设计
4.1截流系统
沿河截流系统包括沿河截流箱涵、污水转输系统和初（小）雨调蓄池，其功能包括区域漏排污水和初（小）雨的收集、旱季漏排污水的转输和初（小）雨的转输三部分内容，截流系统平面布置图如下。
图2 截流系统平面布置图 （1）截流箱涵
沿河截流箱涵布设于河道两侧，由于河道两岸建筑物密集，拆迁难度大，箱涵无法布置在河岸上，因此将箱涵布置在河道坡脚位置，结合河道排涝工程一起实施。排涝河截流箱涵：排涝河截流箱涵上游起于潭头河口（宝安大道上游），终点位于拟建排涝河口水闸下游，设计涵底高程-2.5m，箱涵设计纵坡为0.3‰～0.7‰。左右岸箱涵沿河道坡脚敷设，收集万丰河、上寮河、新桥河、潭头河、以及排涝河干流的漏排污水和初（小）雨。
（2）旱季截流污水转输系统
排涝河沿河污水经截流箱涵转输至排涝河口就近接入北环路DN2200污水干管。
（3）初（小）雨调蓄池 （2）污水厂再生水资源
根据片区再生水利用规划，沙井污水处理厂再生水可用于排涝河补水。沙井污水处理厂二期扩建规模30万m3/d，出水深度处理达到一级A标准，可满足工程补水要求。
根据片区补水规模分析，维持排涝河片区河道良好的生态景观水体总量为39万m3，鉴于深圳常年气温偏高，按照3天完成一次水体交换进行设计，补水规模需达到13万m3/d。因此，天然基流难以满足规模需求，需利用沙井污水处理厂二期一级A出水作为河流补水。
根据沙井片区内再生水规划，排涝河、上寮河、万丰河及新桥河采用沙井再生水厂回用水。本工程重点考虑排涝河补水，按四河总体补水量布置补水总管，预留上寮河、万丰河及新桥河补水口，根据具体情况分配好补水量。
4.3.2 补水工程泵站布置
沙井污水厂再生水泵站需考虑整个排涝河片区四条河补水，各补水点由于管道长度，地形高差的原因，补水所需扬程不同。补水泵站的布置方案有以下两种：
方案一：考虑到各补水点扬程差别，采用分级加压，设置中途加压泵站方案； 方案二：沙井污水厂再生水泵站补水扬程按最区域补水最不利点所需扬程设计。
方案一优点是分级加压，能耗较方案二少，缺点是设置中途加压泵站，不便于补水工程统一运行管理，投资较方案一高。而方案二优点是排涝河片区补水统一管理，符合规划要求，运行管理方便，投资较方案一省，缺点是能耗较方案二高。
经方案比较，为便于片区补水工程的统一管理，本工程选择方案二，补水泵站建在沙井污水厂内，补水系统扬程按照区域补水不利点扬程设计，经计算，最不利点新桥河补水点需提供扬程为25m。
4.3.3 补水管线布置 5 结语
本文以深圳市排涝河截污工程为例浅析了城市截污工程的设计思路，简要介绍了截污工程中常用的强化截流、建闸挡水和生态补水等提高河道水质的处理措施，为同类工程提供设计参考。
参考文献
[1]欧阳云生，杨立中等.关于河道截污工程特点的探讨[J].西南给排水， 2007， 29（1）： 11-14.
[2]尹小斌，等.城市截污设施优化设计探讨及工程实例分析[J].中国市政工程， 2013， 6（1）： 43-45.
