近年来,随着海绵城市建设、水环境治理、黑臭水体消除等工程的逐步开展,城市水质污染问题得到了社会的广泛关注。2019年,住建部、生态环境部、发改委三部委联合下发《城镇污水处理提质增效三年行动方案》,武汉市启动“水污染防治三年行动计划”。由中国二十冶集团有限公司承建的东西湖西部片区雨污分流改造及排水系统完善工程PPP项目,总服务面积为 93.08 平方公里,基本覆盖东西湖区三分之一的城市建设用地的雨污水系统。
通过对东西湖区西部片区及汉丹铁路以南区域社会经济发展、雨污水排放现状、雨污水排放历史等进行详细的现场调查,中国二十冶东西湖项目部广泛征求了所在街道对雨污水项目建设的意见,收集了大量的基础资料。项目将综合应用控源截污、面源污染控制、内源治理、生态修复等措施,因地制宜进行明渠综合治理,提高水环境质量,改善人居环境水平。
初步制定方案时,项目团队对该区域内明渠综合治理的根本方针是“坚持雨污分流制”,主要分成三步走:第一步,排查雨污水管道、箱涵、明渠排口分布。工程在施工前依据前期勘察设计资料逐项排查各排口分布位置、排口规模、排水来源等信息,发现新排口时及时反馈记录,确保每一个污水、混流排口不遗漏;第二步,坚持雨污分流制,因地制宜确定排口处置方法,依据改进方案进行排口截流,改造检查井,雨污水管道改,线疏浚清淤、综合治理等多举措并行;第三步,针对现状居住小区内部存在雨污混接、错接的问题,对小区内部混错接点逐一进行纠正,同时为巩固改造后的效果,考虑到小区内部混错接点存在动态化的特点,在小区末端排口处实施截污。
作为城市雨污水系统改善的重要一环,城市明渠主要起到雨水排放、景观、灌溉的作用。中国二十冶东西湖项目总工程师刘越晨带队,工程技术部经多次考察制定了专项方案,实施点源污染消除、面源污染及渠道形态控制及内源污染治理工程。工程部对渠道片区实施归属管理,参考所属污水处理厂服务范围,排查明渠两侧污水管道建设完善情况,根据勘测设计院提供的的排口调查成果,依据排口具体位置分布、性质及排水来源分别制定处置措施,重点对混流排口进行截污,减少入渠污水量,以达到点源污染消除工程。
在治理蔬十三支沟明渠时,沿线 处混流排口,为减小入渠污水量,工程队伍第一时间对混流排口在末端进行截流,但整体截流效果并不理想,工程部长彭乐结合图纸连夜进行实地考察,最终针对其中一处混流排口的排污状况,在上游天新工业园混流排口处进行截流,削减入渠污水量,针对另一处混流排口污水来源于荷贝克污水排口的状况,对荷贝克污水排口就近接入市政污水管道,其余11 个在末端进行截流的混流排口不变。最终成功对13处混流排口实施了截流,新建污水管道 0.19公里,截流井12座。
为减小初期雨水及落叶等杂物汇入明渠对水质的影响,中国二十冶东西湖项目部设计对明渠两侧道路的路面雨水口进行改造,将现状单箅雨水口改造为截污型双箅雨水口,并在雨水口底部设置30厘米高的沉泥区,将排口上游的检查井改造为沉泥井。工程实施后,工程部长汤顺安排专员定期对雨水口(截污框、沉泥区)及沉泥井的沉泥区进行清理,增加管理和维护频次,削减了入渠污染量,最终达到面源污染控制,为整体提升明渠综合治理效果。汤顺还带领工程队伍针对明渠边坡破损、溃堤、绿化杂乱等情况,对边坡进行除杂整理、边坡护砌,加固渠道边坡等方式提升渠道景观效果。以此次工程汉丹铁路沟为例,渠道工艺包括了阶梯式生态护坡、浆砌片石护坡、预制板护坡及土坡治理、植被绿化等内容。较大程度上改善了铁路沟两侧景观水平。
对于渠底存在一定淤泥厚度导致断面减小的情况下,原方案是将其剩余过水断面可以满足要求校核重现期标准下汇水区的雨水排放。同时,对渠道底泥进行清淤,将淤泥清除出水体,可在短期内快速削减内源污染负荷,但该手段同时将底泥内包含的大量土著微生物一并清除出水体,对于恢复水体生态系统不利。项目总工程师刘越晨组织工程技术团队多次探讨深究,最终决定将该类型渠道情况采用与水生态修复结合进行底泥原位生态修复技术,控制明渠内源污染,而不进行独立清淤。采用底泥原位生态修复方案,将渠道底泥减量化、无害化,污染的底泥经生态修复后,变成是水体的重要组成部分,成为底栖动物的栖息地,最大程度恢复了渠道内的生态平衡。
此外,还采用了粘土、矿石、改性沸石、蒙脱石、膨润土与淤泥混合,经过混凝修复后,底泥的氧化还原电位大幅上升,形成类氧化塘效应,促进了底部本地优势菌种的激活与生长,快速分解有机质污染物,达到了淤泥 50%以上的减量化。重金属将富集于底部以无机物为主体的淤泥中,基本清除了淤泥的恶臭。
“该类型明渠情况为削减内源污染负荷,需采用干摊和绞吸两种工艺进行底泥疏浚。”在中国二十冶东西湖项目部的一次工程例会上,刘越晨提到这一点。蔬九支沟明渠段底部淤泥厚度约为 0.4米至1.2米,总淤泥量约为 9750立方米。由于沿渠排口主要为雨水排口,其外源污染负荷有限,在进一步开展点源污染消除及面源污染控制以削减入渠污染量的前提下,水体水质的稳定及提升则以水生态系统构建及恢复生态系统为主。对于部分明渠淤泥淤积平均厚度较小,实施清淤不影响渠道底部结构。渠道底泥中污染物释放加剧水体水质恶化,导致河道丧失生态自净能力,因此必须解决明渠内源污染、控制水体污染及富营养化。
明渠综合治理还要考察渠道清水补给情况,对于水体流动性较差渠道,中国二十冶东西湖项目部采取生态补水工程以避免造成水质恶化。生态补水工程是利用外部清水在明渠上游为明渠补水改善水体流动性。以蔬九支沟和蔬十三支沟为例,蔬九支沟工程结合码头潭、临空港新城中央公园明渠的补水需求,形成“汉江水—蔬九支沟—码头潭—中央公园明渠—径河”的补水路线;蔬十三支沟采用结合《汉江沿线取水泵站升级改造工程》,引汉江水对明渠进行补水,最终改善水体流动性。
此次雨污分流、明渠治理和改善水体环境工程的实施,有效改善了东西湖区内水环境,无论是雨水管涵工程、污水管道工程、雨污分流改造工程,还是管道清淤工程、明渠整治工程,都是推进武汉市“四水共治”工作的重要组成部分。中国二十冶集团有限公司作为一家参与武汉市城市发展数年之久的央企,贯彻落实习总重要指示,积极响应武汉市政府号召,把“绿水青山就是金山银山”的可持续发展理念深入人心,把“四水共治”作为武汉的“生命线工程”,从项目设计、建设、运营全过程大力发展绿色环保经济,打造绿色生态工程,变水优势为发展优势和竞争胜势,改善水环境、修复水生态、提升水功能、弘扬水文明、彰显水魅力,不断提升城市居民幸福感。