句容市某河水環(huán)境綜合整治關(guān)鍵技術(shù)研究與工程示范
一、項目背景
市某河穿城而過,城區(qū)以上流域面積198km2,兼具防洪排澇和城市景觀功能,是城區(qū)支河與排水系統(tǒng)的匯集通道,也是XX市城區(qū)展示城市品位和人居環(huán)境的“名片”。該河為典型的山丘河道,汛期水位暴漲暴落。現(xiàn)狀兩岸景觀單一,河道消落帶生態(tài)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(dǎo)致河道局部水質(zhì)較差。
本項目以提升該河城市水環(huán)境質(zhì)量為主要目標(biāo),通過綜合前期河道、截污、景觀可研和系統(tǒng)分析,研究工程之間的相互影響,為輔助決策提供量化依據(jù),從而在優(yōu)化協(xié)調(diào)工程體系的基礎(chǔ)上,提出以生態(tài)、安全、宜居為目標(biāo)的城市河道整治關(guān)鍵技術(shù)方案。
項目目標(biāo)的實現(xiàn)體現(xiàn)在城市防洪、內(nèi)澇、污染控制和生態(tài)景觀子目標(biāo)的實現(xiàn)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(nèi)澇風(fēng)險分析;
? 合流制截流系統(tǒng)的溢流規(guī)律分析;
? 沿河生態(tài)濕地規(guī)模和污染削減效果分析。
(2)提出一套立足長遠(yuǎn)、兼顧考慮防洪安全、城市內(nèi)澇、污染控制及生態(tài)景觀的綜合整治方案。
(3)結(jié)合即將實施的三個主體工程,進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,提出該河水環(huán)境綜合整治關(guān)鍵技術(shù)示范工程:
? 從源頭控制削減進(jìn)入管網(wǎng)的雨水徑流;
? 針對部分負(fù)荷較大的管網(wǎng)、節(jié)點,提出合流制中途調(diào)蓄設(shè)施。
? 提出結(jié)合生態(tài)景觀改造,設(shè)置處理截流管雨季溢流污水的末端治理設(shè)施。
? 結(jié)合河道水文特征、周邊用地屬性,設(shè)計集城市安全、休閑活動、生態(tài)健康等多目標(biāo)的濱河特色景觀空間。
(4)對關(guān)鍵示范工程的實施效果進(jìn)行評估及效果圖展示。
三、主要技術(shù)成果
1.防洪影響評估
通過城市管網(wǎng)與河道的耦合,模擬評估河道常水位的抬升可能導(dǎo)致的城市內(nèi)澇風(fēng)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(shè)計降雨下,梯級河濱濕地提供可足夠的截流容積,濕地不發(fā)生溢流,污染物消減率100%;在其他設(shè)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(shè)計降雨 30mm設(shè)計降雨 50mm設(shè)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(diào)蓄池,調(diào)蓄容積以滯留上游排水區(qū)域10mm雨水徑流為目標(biāo),容積為1000m3。
3.景觀功能設(shè)計
將濱河景觀廊道與雨洪管理、水質(zhì)凈化與生態(tài)修復(fù)有機(jī)融合,創(chuàng)建穩(wěn)健且煥發(fā)生機(jī)的城市河廊。
市某河穿城而過,城區(qū)以上流域面積198km2,兼具防洪排澇和城市景觀功能,是城區(qū)支河與排水系統(tǒng)的匯集通道,也是XX市城區(qū)展示城市品位和人居環(huán)境的“名片”。該河為典型的山丘河道,汛期水位暴漲暴落。現(xiàn)狀兩岸景觀單一,河道消落帶生態(tài)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(dǎo)致河道局部水質(zhì)較差。
圖 1某河水環(huán)境整治區(qū)段(東昌橋-擬建閘)
二、項目目標(biāo)及技術(shù)思路
1. 項目目標(biāo)本項目以提升該河城市水環(huán)境質(zhì)量為主要目標(biāo),通過綜合前期河道、截污、景觀可研和系統(tǒng)分析,研究工程之間的相互影響,為輔助決策提供量化依據(jù),從而在優(yōu)化協(xié)調(diào)工程體系的基礎(chǔ)上,提出以生態(tài)、安全、宜居為目標(biāo)的城市河道整治關(guān)鍵技術(shù)方案。
項目目標(biāo)的實現(xiàn)體現(xiàn)在城市防洪、內(nèi)澇、污染控制和生態(tài)景觀子目標(biāo)的實現(xiàn)和相互的融合。
圖 2 項目研究目標(biāo)
2. 技術(shù)思路和工作內(nèi)容
本項目涉及流域洪澇及城市雨污水宏觀系統(tǒng),河流生態(tài)景觀局部細(xì)節(jié)和系統(tǒng)協(xié)調(diào)與優(yōu)化決策三個層面。技術(shù)路線見下圖:圖 3 技術(shù)路線圖
主要工作內(nèi)容包括:
(1)調(diào)查項目區(qū)域的本底情況,對收集到的前期河道、截污、景觀可研和設(shè)計等資料進(jìn)行信息集成,利用相關(guān)模型分析和評估該河城區(qū)段兩岸水生態(tài)、水環(huán)境、水資源、水安全(雨洪風(fēng)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(nèi)澇風(fēng)險分析;
? 合流制截流系統(tǒng)的溢流規(guī)律分析;
? 沿河生態(tài)濕地規(guī)模和污染削減效果分析。
(2)提出一套立足長遠(yuǎn)、兼顧考慮防洪安全、城市內(nèi)澇、污染控制及生態(tài)景觀的綜合整治方案。
(3)結(jié)合即將實施的三個主體工程,進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,提出該河水環(huán)境綜合整治關(guān)鍵技術(shù)示范工程:
? 從源頭控制削減進(jìn)入管網(wǎng)的雨水徑流;
? 針對部分負(fù)荷較大的管網(wǎng)、節(jié)點,提出合流制中途調(diào)蓄設(shè)施。
? 提出結(jié)合生態(tài)景觀改造,設(shè)置處理截流管雨季溢流污水的末端治理設(shè)施。
? 結(jié)合河道水文特征、周邊用地屬性,設(shè)計集城市安全、休閑活動、生態(tài)健康等多目標(biāo)的濱河特色景觀空間。
(4)對關(guān)鍵示范工程的實施效果進(jìn)行評估及效果圖展示。
三、主要技術(shù)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(shè)計降雨下各斷面的洪水水位。
2.內(nèi)澇風(fēng)險影響評估通過城市管網(wǎng)與河道的耦合,模擬評估河道常水位的抬升可能導(dǎo)致的城市內(nèi)澇風(fēng)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(nèi)澇風(fēng)險對比圖
3.雨季合流制管網(wǎng)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(shè)計降雨下,梯級河濱濕地提供可足夠的截流容積,濕地不發(fā)生溢流,污染物消減率100%;在其他設(shè)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(shè)計降雨 30mm設(shè)計降雨 50mm設(shè)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(jié)合截流管改造,以截流10mm溢流總量為確定濕地規(guī)模的目標(biāo),規(guī)劃建設(shè)沿河截流管溢流污水的人工濕地12處?偺幚砣莘e約7810m3。近期將結(jié)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:
2.中途調(diào)蓄工程新建合流制調(diào)蓄池,調(diào)蓄容積以滯留上游排水區(qū)域10mm雨水徑流為目標(biāo),容積為1000m3。
3.景觀功能設(shè)計
將濱河景觀廊道與雨洪管理、水質(zhì)凈化與生態(tài)修復(fù)有機(jī)融合,創(chuàng)建穩(wěn)健且煥發(fā)生機(jī)的城市河廊。
圖 8景觀帶對洪水要素的考慮
河岸設(shè)計考慮水位變化因素,規(guī)劃二級平臺在10年一遇水位線以上。 圖9時代廣場節(jié)點提升后的海綿城市技術(shù)運(yùn)用
在景觀設(shè)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(tài)護(hù)岸等,充分融合海綿城市設(shè)計理念。其中的時代廣場節(jié)點概念設(shè)計如下:圖 10時代廣場節(jié)點效果圖