深圳水库上游区间截污系统方案探讨

摘要：本文对深圳水库上游区间截污系统进行了方案论证，选定了相应的排水系统布局，解决了沙湾河污染与深圳水库的供水安全双重问题。又在方案论证的基础上，进行技术上的探索与讨论，得出了几点初步结论与建议。

关键词：深圳水库河流综合整治截污系统方案设计

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

1 流域概况及存在问题

1.1流域概况

原沙湾河为深圳河一级支流，发源于牛尾岭黄牛湖水库称李朗河，在埔地吓汇合白泥坑水后始称沙湾河；汇集了简竹河、正坑水、梧桐山河、仙湖水等支流后经深圳水库汇入深圳河。原沙湾河流域面积68.7km2，全长20.84km。现将原沙湾河以深圳水库为节点分为上游区间和下游区间，上游区间称为沙湾河，属深圳水库汇水范围，占深圳水库集雨面积的1/3；下游区间称为深圳水库排洪河。沙湾河沿线一级支流有李朗河、白泥坑水、东深渠及简竹河。

深圳水库上游区间综合整治工程的治理范围为沙湾河干流及其支流，自黄牛湖水库起至深圳水库污水截排站闸坝止，河长3.79km，汇水面积31.4 km2。因白泥坑水已纳入道路工程一并实施，本工程涉及支流为流域面积大于5km2以上的河道包括简竹河、东深供水渠和李朗河。详见表1。

表1河道治理范围表

深圳水库上游区间综合整治工程总投资估算为5.8亿元，其中截污工程投资估算为1.3亿元。

1.2污染状况与污水处理现状

⑴污染源调查

1） 工业污染源

根据相关调查结果，本流域内有工业污水排放的工业污染源13家，污水排放量共1464.67t/d，出水水质达标，均已办理排污许可证。

2） 河道排污口

根据调查结果显示，沙湾河道中管径DN300以上的排污口共21个，其中沙湾河下游河道有3个较大的间歇式排污口。

3） 污水水质

根据相关监测结果表明，沙湾河在失去其供水功能之后，水质状况有明显下降。沙湾河中下游段的水质明显变差，属劣V类；白泥坑水的各项水质在所有河段中最差。

⑵沙湾河污水处理现状

沙湾河污水系统布局以水官高速为分界线。水官高速上游的污水属埔地吓污水处理厂（一期）服务范围。水官高速下游一部分污水通过污水提升泵站将污水抽排至沿布沙路敷设的污水管，排入布吉河上游支流——大芬水，最终排至布吉污水处理厂处理；一部分污水直接排入河道进入深圳水库截排站污水隧洞（隧洞设计流量为25m3/s），最终排至罗芳污水处理厂处理。

图1现状污水系统布局图

1.3存在问题

沙湾河流域污染现状及治污设施主要存在以下问题：

⑴沙湾河承担排污功能后，其河底淤泥含有大量的有毒有害物质。若汛期沙湾河流域降雨量较大时，河底淤泥被洪水冲刷后经截流闸坝进入深圳水库，对深圳水库水源产生严重的、不可逆转的污染。

⑵沙湾河水官高速下游段排河污水与埔地吓污水处理厂达标排放的尾水混合后，再度被输送至罗芳污水处理厂进行处理，致使达标排放的尾水重复污染和重复处理。

⑶沙湾地区的污水通过提升泵站抽排至大芬水，抽升扬程为30m～40m，不仅运行费用较高，且不利于布吉河的污水系统改造。

2 工程规模与排水方案

2.1水量预测

⑴污水量预测

流域水官高速上游属埔地吓污水处理厂服务范围，本工程不再进行预测，只对水官高速下游污水量进行预测。根据《深圳市中部物流组团分区规划[布吉、平湖、横岗]（2005～2020）》，结合不同用地性质，计算片区内远期用水量和市政污水量，经分析计算平均日污水量为5.72万m3/d。

⑵流域初期雨水量预测

初期雨水截流量按下式计算：

W=10Ψm×δ×F

式中： W—设计初期雨水截流量（m3）

δ—初期雨水截流厚度（mm），地面集雨取7mm，水面集雨取0mm；

Ψm—综合径流系数

F—汇水面积（hm2）

流域内初期雨水收集总汇水面积31.4km2，总汇水量为89260m3。

2.2排水体制方案论证

排水体制主要分为两种，一种是合流制，一种是分流制。合流制排水系统将城市雨水和污水一起收集，一起排放；而分流制排水系统将城市雨水和城市污水分别收集排放。由于不同时期城市基础设施建设完善程度不同，老城区排水体制多采用合流制，新城区规划采用分流制。

因沙湾片区属老城区，在近期实现雨污分流排放困难较大，故针对本工程的实际情况沙湾片区近期排水体制仍保留合流制，但采取对合流管道在排河口处进行截污型式。河口截污型式可截留旱季100%污水和雨季初期雨水，这种排水体制可称其为“截流式合流制”。远期结合旧城改造建成雨污分流排水系统，拟建截污管道可作为污水主干管使用。

因此，本项目过渡阶段采用“截流式合流制”排水体制，远期采用分流制排水体制。

2.3排水系统布局方案论证

为使沙湾河彻底摆脱排污功能，沿沙湾河水官高速以下段两岸新建封闭式截流系统替代河道现有的基流槽收集入河污水和一定规模初期雨水（以下简称“沙湾污水”），以确保深圳水库水源安全。因此本文主要论证“沙湾污水”收集后处理去向和埔地吓污水处理厂尾水排放通道方案：

方案一：“沙湾污水”流域内就地处理，埔地吓厂尾水排入沙湾河作为生态景观用水。鉴于沙湾污水处理厂无法实施，本方案将收集后的“沙湾污水”提升（扬程8m）至埔地吓污水处理厂处理后排入沙湾河，流经深圳水库截排站污水隧洞通道排入莲塘河。

方案二：“沙湾污水”流域外处理方式，埔地吓厂尾水排入沙湾河作为景观生态用水。鉴于目前罗芳污水处理厂和布吉污水处理厂已处于满负荷运行状态，均无法承受单独处理“沙湾污水”的任务。因此，“沙湾污水”流域外处理方式只能维持现状污水处理模式。

为避免埔地吓污水厂达标排放尾水与“沙湾污水”混合，有两种措施：

①沿深圳水库截排站污水隧洞通道内设置一条新的污水管，将“沙湾污水”转输至罗芳污水处理厂，原污水隧洞作为埔地吓厂尾水和泄洪的清水通道。埔地吓厂尾水作为莲塘河生态景观用水。

②在深圳水库截排站前另修建一清水隧洞将埔地吓厂尾水转输到深圳水库排洪河作为其生态景观用水，而深圳水库污水通道仍然输送“沙湾污水”。

拟定的两个排水系统布局方案工程规模及其技术经济指标等情况见表2。

表2排水系统布局方案比选表

3 推荐方案主要建筑物布置

3.1沿河截污系统

沿沙湾河干流及支流两岸敷设沿河截污管，截留两岸各排污口、合流制排水口，确保旱季污水和初期雨水收集至埔地吓污水处理厂处理。沿河截污系统实施后，沙湾河不再承担排污功能，加上清除河道现状污染底泥后再辅以生态修复措施，其将变成一条生态河流。沿河截污系统布置如下：

（1）沙湾河：沙湾河干流左岸自东深渠河口至深圳水库截排站段沿河敷设截污管；右岸深惠路至南岭泵站入口沿河敷设截污管，局部段结合岸墙型式采用截污箱涵结构。

（2）李朗河：李朗河属埔地吓污水处理厂（一期）服务范围，其配套干管已经敷设完毕，配套干管线路走向基本上是沿着李朗河两岸布设。仅对偷排、错接、漏接的排污口进行截流，截流污水接入该厂配套干管中。

（3）东深渠：东深渠白泥坑村段工业和居住人口密集，东深渠的污染物基本都是在白泥坑村流入东深渠。因此，在东深渠两岸布置截污管道，最终汇入埔地吓污水处理厂配套干管中。

（4）简竹河：简竹河自隧洞口至简竹河口河底布置截污箱涵，汇入沙湾河干流截污管中。

3.2污水提升系统

污水提升系统任务是为了解决“沙湾污水”的出路问题，还河道“水清岸绿”面貌。

本方案拟由沙塘布泵站汇集沙塘布及厦村的生活污水及初期雨水，同时收纳来自樟树布泵站污水，经调蓄池调蓄后抽升至沙湾沿河截污管，自流入南岭泵站。南岭泵站汇集丹竹头，南岭及吉厦生活污水及初期雨水，同时受纳来自沙塘布泵站污水，经调蓄池调蓄后加压抽排至埔地吓污水处理厂。

⑴污水提升泵站平面布置

污水提升泵站分别在樟树布泵站、沙塘布泵站和南岭泵站原位置进行改、扩建。樟树布泵站由于位于新建立交桥下，占地面积过小，不设调蓄池。仅在樟树布泵站原格栅及沉砂池基础上延长过水渠长度，废除原有泵房，将过水渠出水向北直接引入沿河截污管。沙塘布泵站和南岭泵站进行改建，并设置调蓄池，对旱季污水和雨季初雨进行调蓄。

⑵管道敷设方案

①结合旧城改造需要，将吉厦村至樟树布过河污水管段、樟树布泵站至沙塘布泵站管段和沙塘布泵站至南岭泵站管段更换、新建污水管道。

②新建南岭泵站至埔地吓污水处理厂压力管段。

图2污水提升系统平面布置图

4 结语

本文选定的深圳水库上游区间排水系统设计方案，既可实现沙湾河治污目标，又能保障深圳水库的供水安全、恢复生态河流基本特性。在方案论证的基础上，在技术上进行了一些探索与讨论，得出以下初步结论与建议：

⑴实践证明，对于城郊、城中村区域，由合流制排水体制过渡至分流制排水体制往往需要较长的时段过渡期，因此，排水系统设计时建议设置过渡期，并相应采取一种“截流式合流制”的排水体制。

⑵在城市化程度较高区域的污水系统布局中，污水处理厂的选址应体现循环经济的要求，尽量设置在河流中游地带，既可方便进水收集，又能充分利用污水厂达标排放的尾水为河流补充水源，并可降低补水的提升扬程。

⑶流域内（特别是跨行政区流域）由于各种原因往往同时存在多座污水处理厂，为确保全流域的治污效果，上游污水收集系统必须非常完善，建议其收集率不小于90～95%。

⑷对于供水型水库汇水区的河流，污水厂处理后达标排放尾水，若经诸如人工湿地等辅助措施达到地面水Ⅲ类标准，则可就近排入水库上游的河流中，以增加水库供水量；若不能达到地表水Ⅲ类标准，则可通过工程措施截排至水库下游的河渠中作为景观用水。