句容市某河水環境綜合整治關鍵技術研究與工程示范
作者:宜水環境發表日期:2018-11-20分享到:
一、項目背景
市某河穿城而過,城區以上流域面積198km2,兼具防洪排澇和城市景觀功能,是城區支河與排水系統的匯集通道,也是XX市城區展示城市品位和人居環境的“名片”。該河為典型的山丘河道,汛期水位暴漲暴落。現狀兩岸景觀單一,河道消落帶生態脆弱、生物多樣性缺乏;同時面臨雨季兩岸截污干管溢流及初期雨水入河污染水體,非雨季上游來水缺乏等問題,導致河道局部水質較差。
本項目以提升該河城市水環境質量為主要目標,通過綜合前期河道、截污、景觀可研和系統分析,研究工程之間的相互影響,為輔助決策提供量化依據,從而在優化協調工程體系的基礎上,提出以生態、安全、宜居為目標的城市河道整治關鍵技術方案。
項目目標的實現體現在城市防洪、內澇、污染控制和生態景觀子目標的實現和相互的融合。
? 研究建閘后該河在各頻率降雨下的水動力特征;
? 水位抬升后該河兩岸的內澇風險分析;
? 合流制截流系統的溢流規律分析;
? 沿河生態濕地規模和污染削減效果分析。
(2)提出一套立足長遠、兼顧考慮防洪安全、城市內澇、污染控制及生態景觀的綜合整治方案。
(3)結合即將實施的三個主體工程,進行優化設計,提出該河水環境綜合整治關鍵技術示范工程:
? 從源頭控制削減進入管網的雨水徑流;
? 針對部分負荷較大的管網、節點,提出合流制中途調蓄設施。
? 提出結合生態景觀改造,設置處理截流管雨季溢流污水的末端治理設施。
? 結合河道水文特征、周邊用地屬性,設計集城市安全、休閑活動、生態健康等多目標的濱河特色景觀空間。
(4)對關鍵示范工程的實施效果進行評估及效果圖展示。
三、主要技術成果
1.防洪影響評估
通過城市管網與河道的耦合,模擬評估河道常水位的抬升可能導致的城市內澇風險、影響的范圍、程度和對象。
模型成果表面,日降雨10mm、20mm、30mm、50mm時,截流管的溢流總量分別在0.56萬m3、2.08萬m3、4.19萬m3、8.89萬m3。
4.濕地處理效果評估
分析評估河濱濕地對溢流污染物的削減效果。在10mm設計降雨下,梯級河濱濕地提供可足夠的截流容積,濕地不發生溢流,污染物消減率100%;在其他設計降雨條件下,各河濱濕地對污染物平均消減率為:
日雨量/污染物 20mm設計降雨 30mm設計降雨 50mm設計降雨
TSS COD 氨氮 TSS COD 氨氮 TSS COD 氨氮
平均 % 80.1 76.8 77.0 69.4 65.6 65.1 61.4 55.7 55.2
四、示范工程
新建合流制調蓄池,調蓄容積以滯留上游排水區域10mm雨水徑流為目標,容積為1000m3。
3.景觀功能設計
將濱河景觀廊道與雨洪管理、水質凈化與生態修復有機融合,創建穩健且煥發生機的城市河廊。
市某河穿城而過,城區以上流域面積198km2,兼具防洪排澇和城市景觀功能,是城區支河與排水系統的匯集通道,也是XX市城區展示城市品位和人居環境的“名片”。該河為典型的山丘河道,汛期水位暴漲暴落。現狀兩岸景觀單一,河道消落帶生態脆弱、生物多樣性缺乏;同時面臨雨季兩岸截污干管溢流及初期雨水入河污染水體,非雨季上游來水缺乏等問題,導致河道局部水質較差。

圖 1某河水環境整治區段(東昌橋-擬建閘)
二、項目目標及技術思路
1. 項目目標本項目以提升該河城市水環境質量為主要目標,通過綜合前期河道、截污、景觀可研和系統分析,研究工程之間的相互影響,為輔助決策提供量化依據,從而在優化協調工程體系的基礎上,提出以生態、安全、宜居為目標的城市河道整治關鍵技術方案。
項目目標的實現體現在城市防洪、內澇、污染控制和生態景觀子目標的實現和相互的融合。

圖 2 項目研究目標
2. 技術思路和工作內容
本項目涉及流域洪澇及城市雨污水宏觀系統,河流生態景觀局部細節和系統協調與優化決策三個層面。技術路線見下圖:
圖 3 技術路線圖
主要工作內容包括:
(1)調查項目區域的本底情況,對收集到的前期河道、截污、景觀可研和設計等資料進行信息集成,利用相關模型分析和評估該河城區段兩岸水生態、水環境、水資源、水安全(雨洪風險)存在的主要問題:? 研究建閘后該河在各頻率降雨下的水動力特征;
? 水位抬升后該河兩岸的內澇風險分析;
? 合流制截流系統的溢流規律分析;
? 沿河生態濕地規模和污染削減效果分析。
(2)提出一套立足長遠、兼顧考慮防洪安全、城市內澇、污染控制及生態景觀的綜合整治方案。
(3)結合即將實施的三個主體工程,進行優化設計,提出該河水環境綜合整治關鍵技術示范工程:
? 從源頭控制削減進入管網的雨水徑流;
? 針對部分負荷較大的管網、節點,提出合流制中途調蓄設施。
? 提出結合生態景觀改造,設置處理截流管雨季溢流污水的末端治理設施。
? 結合河道水文特征、周邊用地屬性,設計集城市安全、休閑活動、生態健康等多目標的濱河特色景觀空間。
(4)對關鍵示范工程的實施效果進行評估及效果圖展示。
三、主要技術成果
1.防洪影響評估

圖 4防洪影響評估圖
通過該河流域模型,計算得出的河道工程后該河房家壩下游5.5公里不同設計降雨下各斷面的洪水水位。
2.內澇風險影響評估通過城市管網與河道的耦合,模擬評估河道常水位的抬升可能導致的城市內澇風險、影響的范圍、程度和對象。

圖 5 不同河道水位20年一遇城市內澇風險對比圖
3.雨季合流制管網的溢流狀況模型成果表面,日降雨10mm、20mm、30mm、50mm時,截流管的溢流總量分別在0.56萬m3、2.08萬m3、4.19萬m3、8.89萬m3。
4.濕地處理效果評估
分析評估河濱濕地對溢流污染物的削減效果。在10mm設計降雨下,梯級河濱濕地提供可足夠的截流容積,濕地不發生溢流,污染物消減率100%;在其他設計降雨條件下,各河濱濕地對污染物平均消減率為:
日雨量/污染物 20mm設計降雨 30mm設計降雨 50mm設計降雨
TSS COD 氨氮 TSS COD 氨氮 TSS COD 氨氮
平均 % 80.1 76.8 77.0 69.4 65.6 65.1 61.4 55.7 55.2
四、示范工程

圖 6濕地布置圖
1.梯級濕地處理截流管溢流污水
沿河結合截流管改造,以截流10mm溢流總量為確定濕地規模的目標,規劃建設沿河截流管溢流污水的人工濕地12處。總處理容積約7810m3。近期將結合該河景觀帶二期工程(東昌大橋~華陽南路大橋),實施沿河人工濕地1~8工程示范。代表性濕地沿河布置效果圖如下:
新建合流制調蓄池,調蓄容積以滯留上游排水區域10mm雨水徑流為目標,容積為1000m3。
3.景觀功能設計
將濱河景觀廊道與雨洪管理、水質凈化與生態修復有機融合,創建穩健且煥發生機的城市河廊。

圖 8景觀帶對洪水要素的考慮
河岸設計考慮水位變化因素,規劃二級平臺在10年一遇水位線以上。 
圖9時代廣場節點提升后的海綿城市技術運用
在景觀設計中采用LID措施,包括地塊種植帶、雨水花園、透水性鋪裝、生態護岸等,充分融合海綿城市設計理念。其中的時代廣場節點概念設計如下:
圖 10時代廣場節點效果圖