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江西省奉新县水环境综合整治案例分析.pdf
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1、第1期(总第232期)2024 年 2 月CHINA MUNICIPAL ENGINEERINGN o.1 (S e r i a l N o.2 3 2)F e d.2 0 2 451江西省奉新县水环境综合整治案例分析刘 燕 夏 上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司,上海 200125摘要:为维护鄱阳湖水质,改善江西省奉新县潦河水环境,对奉新县排水系统进行整治。通过对现状进行摸排分析,查明奉新县水环境和排水系统存在的主要问题包括:山溪水和灌溉用水进入排水管网、城区排水系统不完善、现状排水明沟及排水暗渠问题严重、存在污水管网空白区、排水管网建设随意、存在内涝问题、排水系统管理不到位等。针对
2、现状问题,提出排水管道整治、渠道整治、新建泵站工程及加强管理等措施,以达到削减污染、提高奉新县水环境管理水平的目的。关键词:江西省奉新县;水环境;排水系统;综合整治中图分类号:TU992 文献标志码:A 文章编号:1004-4655(2024)01-0051-05收稿日期:2023-05-09作者简介:刘燕夏(1991),女,工程师,硕士,主要从事市政给排水和水环境综合整治研究设计工作。DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2024.01.0121 项目概况奉新县地处江西省西北部,东连安义县,南接高安市,西南连宜丰县,西北邻修水县,北靠靖安县。境内河流都属于赣江修水水系,其
3、中,潦河东西向穿越奉新县城区。潦河分为南潦河和北潦河,最后合流汇入鄱阳湖。南潦河位于城区中部,横穿奉新县城区,为城区主河道,也是鄱阳湖的主要支流之一,同时也是奉新县饮用水水源地。随着农村城镇化进程加快,县城排放的污染物不断增加,致使潦河水环境逐步恶化,进而威胁到鄱阳湖“一湖清水”的生态目标。为全面改善潦河水环境,需要对奉新县潦河流域水环境进行综合整治。通过采取截流分流、完善截污干管、改造市政道路雨污分流及渠道整治等工程措施,可削减入河污染,改善排水系统。通过控制潦河流域污染源,减少污染物总量排放,对维护鄱阳湖水质、改善生态环境具有重要意义。综合整治范围为奉新县城区城北和城南两个工程分区的排水系
4、统,涉及河道为南潦河,主要渠道为北支圳渠、大寨渠和南渠。建设目标是完善城区现状排水系统,包括改造或新建雨、污水管道及截流井;整治现状渠道;根据需求建设污水提升泵站、排涝泵站;加强水务管理等。工程范围图见图 1。项目已于 2020 年开工建设,预计 2024 年竣工。崇贤大道城北工程分区狮山大道滨河东路滨河西路环城南路潦河东路潦河东路通化大道冯川路校前大道华林大道城南工程分区环城西路奉新大道应星大道建设路天工大道九山大道黄沙港路奉新大道南潦河图 1 工程范围图2 奉新县水环境现状和水质分析)近年来,随着城镇化进程的加快,自来水用水量和污水排放量逐年增加。然而奉新县排水管网建设相对滞后,潦河水域也
5、未得到有效保护,导致部分污水未经处理直接排至合流管渠后汇入潦河,从而使水质恶化程度逐年升高。南潦河两岸污水排放口见图,现状截流沟渠见图。图 2 南潦河两岸污水排放口522024 年第 1 期刘燕夏:江西省奉新县水环境综合整治案例分析图 3 现状截流沟渠)水质检测与分析。对南潦河 8 个取样点的水质进行分析,取样监测点分别为:南潦河上游段;南潦河下游北岸橡胶坝处;南潦河下游南岸橡胶坝往上 200 m 处;城南排涝站水池;中堡港出水口处;天工大桥北端南渠出水口处;南渠与应星大道交汇处;大寨渠与应星大道交叉处。水质取样位置见图,取样数据结果见表 1。南潦河上游段大寨渠与应星大道交汇处南渠与应星大道交
6、汇处中堡港出水口处南潦河下游北岸橡胶坝处南潦河下游南岸橡胶坝往上 200 m 处城南排涝站水池内天工大桥北端南渠出水口处南潦河12354678图 4 南潦河、城北区和城南区 8 个水质取样监测点位图表 1 8 个监测点取样数据结果序号监测点位置监测项目浓度/(mgL-1)CODCr氨氮总磷南潦河上游段10.50.0430.025南潦河下游北岸橡胶坝处 15.10.3570.036南潦河下游南岸橡胶坝往上 200 m 处17.60.3120.051城南排涝站水池内22.70.9500.069中堡港出水口处13.60.6670.039天工大桥北端南渠出水口处46.79.7100.350南渠与应星大
7、道交汇处12314.4001.560大寨渠与应星大道交汇处 30.70.7120.077国家标准名称和编号水质因子浓度限值/(mgL-1)CODCr氨氮总磷GB 38382002地表水环境质量标准I 类水150.150.02(湖、库0.01)II 类水150.500.1(湖、库0.025)III 类水201.000.2(湖、库 0.05)IV 类水301.500.3(湖、库 0.10)V 类水402.000.4(湖、库 0.20)上述数据显示,仅监测点南潦河上游段水质较好,基本达到 GB 38382002地表水环境质量标准中类水标准。河水流经城区后,越往下游则水质越差,而城区直接排入南潦河支流
8、的污染程度更高,水质为类、V 类或更差。监测点和位于南潦河下游,水质浓度基本符合 III 类水标准,CODCr、氨氮、总磷浓度相比监测点明显升高,说明南潦河在流经奉新县城区的过程中,存在污染入河现象。监测点水质为 IV 类水,监测点水质为 III 类水,相较而言,这 2 个监测点水质较好,说明在排涝泵站和中堡港 2 处污染程度较低。监测点、水质为劣 V 类和 V 类,水质较差,说明存在大量生活污水进入大寨渠和南渠。由此可判断,城区污水入河是造成南潦河污染的主要原因。3 排水系统现状与存在问题奉新县城现状自来水用水量为 5.6 万 m3/d,远期(2030 年)规划用水量为 8.5 万 m3/d
9、;现状污水量为 3.7 万 m3/d,远期(2030 年)规划污水量为 5.7 万 m3/d;现状污水厂规模为 3.0 万 m3/d,远期(2030 年)规划污水厂规模为 6.0 万 m3/d。3.1 现状排水系统奉新县城生活污水管道系统分为 2 个排水分区:城北区和城南区,见图 5。大寨柒北支圳污水厂南渠洗沙路滨河路南潦河应星大道九天阁路a)城北区南潦河潦河路新吴路校前大道龙山大道黄沙港路黄沙港龙山渠中保港b)城南区图 5 奉新县城区污水系统现状示意图532024 年第 1 期南潦河以北应星大道东侧为城东新区,排水体制采用雨污分流制;应星大道西侧为城北区老城区,排水体制采用雨污合流制。整个城
10、北区除了新建小区部分污水经管道被送至污水处理厂外,其余污水就近排入水体。城南区为新城区,位于南潦河以南,已开发建成区主要位于新吴路以北、龙山大道以东区域,排水体制采用雨污分流制。由于目前城南区开发区域较少,现状排水管道数量也相对较少。3.2 主要存在问题及分析)山溪水和灌溉用水进入排水管网、现状排水明沟及排水暗渠问题严重。老城区存在较多数量的排水明沟及部分暗渠形式的排水干管,大量山溪水及灌溉用水进入排水管网,不仅造成水资源的浪费1,也导致进入污水处理厂的污水浓度偏低。同时,地面泥沙易流入明沟导致淤积堵塞2。目前城区内明沟淤积堵塞情况日渐严重,已经影响到城区居民生活。暗渠排水则存在污水渗入地下、
11、污染地下水源的隐患。)城区合流制排水系统不完善。城北老城区现有排水管渠基本用雨污合流形式,雨水箅子周边气味难闻,环境卫生较差。此外,由于奉新县雨水较多,降雨时,大量雨水随合流制管渠进入管网中,导致污水厂进水浓度、水量频繁变化3。)存在污水管网空白区。城区内部分区域缺少污水管网,导致污水未能被截污纳管。如城南区中堡港排水系统和龙山渠排水系统,污水直排南潦河,污染水质。)排水管网建设随意。在排水管网新建或更新改造建设中,不按规划或无上位规划指导实施的现象时有发生4,造成管道容量不足、设计标高矛盾等严重问题。5)存在内涝问题。现状城北老城区内虽已建有数条排水暗渠,以减轻老城区的排涝问题,但老城内涝形
12、势依然不容乐观,如现状怀海路沿线存在内涝问题,降雨时雨水排水不畅,道路积水涌入小区,严重影响居民出行。崇贤大道南侧由于上游山溪水排水不畅,雨天路面积水,严重影响道路交通。6)排水系统管理不到位。根据调研,奉新县排水管理存在职能机构不完善、排水设施维护不及时等问题,因而职能部门无法对排水工作进行有效的管理,部分排水管渠出现堵塞、塌陷等状况,导致部分地段积水现象严重。同时,工程资料收集不全或缺失,也对今后排水系统的建设及管理增加了困难。4 解决措施为改善南潦河流域水环境污染状况,保证饮水水源水质,针对排水系统现状问题,项目采取“以需求为导向,结合当地中、长期发展规划为目标”的原则,遵循“区域规划、
13、源头减污、途中管控、终端治理”的理念。工程实施与管理措施的有效结合,对奉新县排水系统进行综合治理。4.1 排水管道工程1)新建截流井和截污管道。如在广狮路、罗山路交叉口处设置截流井,将北支圳(罗山路以西)段区域汇入的污水进行截流分流,污水通过广狮路、罗山路新建污水管道流入滨河东路污水干管内;沿大寨渠南北岸敷设 DN500 截污管道,收集大寨渠两岸地块的生活污水,由西向东汇入应星大道、狮山大道截污干管,达到山溪水和生活污水的分离目的,提高水资源利用率。2)新增或改建雨、污水管道。对城区现有排水管道不完善的状况,采取增设雨、污水管道和连通未接入管网的现有污水管道、消除隐蔽污水排放口等措施,减少污水
14、管网空白区。3)完善排水体制。新建及改建排水管道以实现雨、污分流为原则,对无法分流的区域通过新建截流井完善现状合流排水系统。4)梳理排水系统专项规划。结合实际整治需求,严格按规划要求指导管道、泵站等工程实施,完善排水管网系统,避免随意建设造成的建设不合规及管理难等情况。5)新建雨水管道改善内涝问题。如在怀海路沿线新建 DN1 000 雨水管道,接入大寨渠,以缓解怀海路沿线的内涝情况;崇贤大道南侧发生内涝的主要原因为上游山溪水排放不畅,解决方案为在崇贤大道(奉新大道-应星大道段)设置排水箱涵。通过排水管网建设,实现对目前污染较为严重的北支圳渠、大寨渠和南渠的污染控制,恢复渠道的灌溉用水、雨水和山
15、溪水排放功能,提高水资源利用率,同时也减小对污水处理厂的影响。绝大部分区域实现雨污分流,区域内污水管网覆盖率可提高至 94%,削减进入南潦河的污染物,提升水环境质量。刘燕夏:江西省奉新县水环境综合整治案例分析542024 年第 1 期北支圳渠和大寨渠排水系统污染控制方案图见图 6。大寨渠北支圳怀海路燕山路解放路仲尧路狮山大道应星大道奉新大道龙山北大道罗山路建设路广狮路图 6 北支圳渠和大寨渠排水系统污染控制方案图4.2 渠道整治工程本次主要针对北支圳渠、南渠和大寨渠,3 条干渠承担着周边地区雨水排放及调蓄的功能,通过恢复渠道功能、优化渠道线路、清淤等处治方案,进一步保障水环境质量。1)优化渠道
16、路线。大寨渠、南渠和北支圳渠均为具有灌溉功能的城内干渠,线路不规则。本次治理方案按照地块规划,根据山溪水、灌溉用水流向优化排放线路,并结合截流井,消除非生活污水直接排入城区污水管网的现象。优化路线总长约 3.1 km,方案包括崇贤大道新建箱涵、南渠新建箱涵、大寨渠改渠 I 段自然岸坡和新建挡土墙、大寨渠改渠 II 段和大寨渠 III 段的新建箱涵。渠道优化方案示意图见图 7。崇贤大道箱涵崇贤大道大寨渠段冯川路大寨渠段通化大道大寨渠段大寨渠段南渠自然岸坡524 m挡墙修复280 m龙山大道天工大道应星大道北支圳加盖板70 m32.5 m302.2 m42.5 m648.1 m53 m382.2
17、m32.5 m298.6 m53 m665.2 m图 7 渠道优化方案示意图2)渠道清淤。由于清淤区域比较分散,且周边为居民生活聚集区,项目采用枯水时期,机械加人工挖泥方式清淤。3)清淤污泥的处置。污泥处置坚持 4 个原则:减量化、无害化、稳定化和资源化。处置目标:淤泥中的病菌、寄生虫卵、病毒等灭活;处理后的淤泥中的各种指标符合无害化地基堆填土要求、重金属离子毒性浸出应满足国家环境控制标准指标要求等。本项目对奉新县北支圳渠、南渠以及大寨渠渠底泥进行了检测,淤泥重金属含量见表 2。表 2 奉新县北支圳渠、南渠、大寨渠渠底泥检测结果表mg/kg 干污泥项目铜锌铅镉锰铬铁镍pH样本南渠39.10 2
18、 118.4未检出未检出2 088.5 245.1 71 374.6 26.46.45大寨渠3.75 1 163.51.5未检出106.9129.6 10 485.9未检出6.82北支圳 64.25 2 774.63.0未检出774.0209.1 36 449.6 23.46.99相关标准控制项目铜锌铅镉锰铬铁镍pH林地用泥标准1 500 3 000 1 000 201 000200土壤环境标准(二级)100/200250300 0.3300/200506.57.5注:检测机构为南昌大学资源环境与化学工程学院通过对比 CJ/T3622011城镇污水处理厂污泥处置 林地用泥质和 GB156181
19、995土壤环境质量标准,渠道底泥污染物浓度均低于 CJ/T3622011 标 准,总 锌 浓 度 超 出 了 GB156181995 二级标准。目前,疏浚污泥处置方法有填埋、综合利用等多种方式,结合项目实际情况,本工程可采用土地利用和就地处理 2 种方案。方案详述对比见表 3。表 3 污泥处置方案对比表方案土地利用(林地消纳)疏浚+底泥脱水外运林地消纳就地处理用作护坡填方材料疏浚+底泥脱水固化就地处理施工用地需设置临时堆场和施工临时用地需设置临时堆场和施工临时用地环境影响需二次转运,转运过程中对沿途道路和区域易产生污染无需转运,处理后的底泥用于本工程回填,避免了污染转移问题施工进度设备与环保绞
20、吸疏浚直接对接,施工不受天气影响设备与环保绞吸疏浚直接对接,施工不受天气影响处置效果底泥进入林地,避免污染物二次污染河道,增加河道过水断面无需寻找新的消纳场地,但是存在污染物二次释放污染渠道风险由表 3 对比分析可知,林地消纳可以避免底泥污染物二次释放的风险,确保渠道清淤治理效果,而奉新县本身具备林地消纳场地,故本项目采用疏浚+底泥脱水后林地消纳的处置方式。4.3 泵站设计1)新 建 污 水 提 升 泵 站。城 南 片 区 新 建DN400DN600 污水管汇合后,最终需排入校前大道 DN600 污水主管。由于现状校前大道污水主管刘燕夏:江西省奉新县水环境综合整治案例分析552024 年第 1
21、 期管内底标高较高,新建污水管无法通过重力自排接入,故结合污水管网布置。本次拟新建 1 座污水提升泵站,将新建污水管内污水提升至现状校前大道污水主管。新建泵站拟布置在建设路与经一路交叉口西南侧地块内。结合奉新县城市排水工程专项规划(20102030)并考虑近远期搭配,污水泵站的近期设计流量为 296.5 m3/h,远期设计流量为541.6 m3/h。由于规模较小,新建泵站采用一体化预制泵站。泵站近期配置两台潜水排污泵,1 用 1 备,单泵设计参数:流量 Q=300 m3/h,扬程 H=7 m,功率 P=9 kW,考虑到泵站流量及扬程变化较大,水泵均配备变频调速装置。同时,为保障一体化泵站安全有
22、效运行,泵站内设置 2 套液位控制系统,其中,液位浮球计开关保证高低水位下的报警信号输出,静压差液位计保证水泵轮换启动液位信号输出。2)改建河头排涝泵站。现状河头排涝泵站位于黄沙港路与建设路交叉口附近。城南地势较低,整体北高南低,西高东低,雨季外河水水位升高时,河头排涝泵站将城南区域雨水提升排放至黄沙港,防止城区内涝。现状河头排涝泵站装机规模偏小为 2155 kW,且建设年代久远(约 1970 年建设),站房破损。本工程对现状河头排涝泵站进行原址改建,在黄沙港路与建设路交叉口附近按规划规模翻建河头排涝泵站,以实现防洪排涝的需求。根据已有测勘资料复核,河头排涝泵站的集水面积为 6.91 km2,
23、采用遭遇 10 a 一遇的暴雨,泵站排放 24 h,不淹建筑物高程的标准,泵站设计流量为12.46 m3/s。河头排涝泵站配置 4 台潜水轴流泵,单泵设计参数:流量 Q=3.12 m3/s,扬程 H=6.9 m,功率P=315 kW。同时,为保障水泵安全运转,在泵房集水井内设置回转式格栅除污机 4 套,每套设备渠道宽 2 000 mm,栅条间距 60 mm,格栅宽度为100 mm,用于阻挡、清除雨水管中危及水泵运行的碴块与垃圾,并设置 2 套螺旋输送压榨机,对格栅所拦截垃圾进行压缩输送。4.4 加强管理1)以规划指导为前提,在排水系统逐步完善的情况下,加强职能部门管理能力,有效落实管理中的各个
24、环节,及时发现问题并将解决方案落到实处,有效发挥职能部门的服务效能。2)完善水环境管理制度,加强水环境管理人员的培训,推动公众参与和监督环境保护。通过互联网和户外 LED 显示屏公开水环境信息。3)应明确资料管理要求,避免重要资料遗漏或缺失。5 治理目标奉新县现状污水管网覆盖率约 81%,污水处理率为 50%;治理范围内 CODCr入湖量 769 t/a、NH3-N 入湖量 160 t/a、TN 入湖量 240 t/a、TP 入湖量 5.8 t/a。通过完善奉新县城区排水系统、促进雨、污分流、提高污水处理率和提升水环境管理能力,从源头削减和控制进入鄱阳湖的污染物总量,改善鄱阳湖流域水环境和水生
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