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句容市某河水环境综合整治关键技术研究与工程示范
作者:宜水环境发表日期:2018-11-20
一、项目背景
市某河穿城而过,城区以上流域面积198km2,兼具防洪排涝和城市景观功能,是城区支河与排水系统的汇集通道,也是XX市城区展示城市品位和人居环境的“名片”。该河为典型的山丘河道,汛期水位暴涨暴落。现状两岸景观单一,河道消落带生态脆弱、生物多样性缺乏;同时面临雨季两岸截污干管溢流及初期雨水入河污染水体,非雨季上游来水缺乏等问题,导致河道局部水质较差。 
 

图  1某河水环境整治区段(东昌桥-拟建闸)

二、项目目标及技术思路

1. 项目目标
本项目以提升该河城市水环境质量为主要目标,通过综合前期河道、截污、景观可研和系统分析,研究工程之间的相互影响,为辅助决策提供量化依据,从而在优化协调工程体系的基础上,提出以生态、安全、宜居为目标的城市河道整治关键技术方案。
项目目标的实现体现在城市防洪、内涝、污染控制和生态景观子目标的实现和相互的融合。
 
图 2 项目研究目标


2. 技术思路和工作内容

本项目涉及流域洪涝及城市雨污水宏观系统,河流生态景观局部细节和系统协调与优化决策三个层面。技术路线见下图:
 
图 3 技术路线图


主要工作内容包括:

(1)调查项目区域的本底情况,对收集到的前期河道、截污、景观可研和设计等资料进行信息集成,利用相关模型分析和评估该河城区段两岸水生态、水环境、水资源、水安全(雨洪风险)存在的主要问题:
? 研究建闸后该河在各频率降雨下的水动力特征;
? 水位抬升后该河两岸的内涝风险分析; 
? 合流制截流系统的溢流规律分析;
? 沿河生态湿地规模和污染削减效果分析。
(2)提出一套立足长远、兼顾考虑防洪安全、城市内涝、污染控制及生态景观的综合整治方案。
(3)结合即将实施的三个主体工程,进行优化设计,提出该河水环境综合整治关键技术示范工程:
? 从源头控制削减进入管网的雨水径流;
? 针对部分负荷较大的管网、节点,提出合流制中途调蓄设施。
? 提出结合生态景观改造,设置处理截流管雨季溢流污水的末端治理设施。
? 结合河道水文特征、周边用地属性,设计集城市安全、休闲活动、生态健康等多目标的滨河特色景观空间。
(4)对关键示范工程的实施效果进行评估及效果图展示。
三、主要技术成果 
1.防洪影响评估
 
图 4防洪影响评估图

通过该河流域模型,计算得出的河道工程后该河房家坝下游5.5公里不同设计降雨下各断面的洪水水位。 

2.内涝风险影响评估
通过城市管网与河道的耦合,模拟评估河道常水位的抬升可能导致的城市内涝风险、影响的范围、程度和对象。
图 5 不同河道水位20年一遇城市内涝风险对比图
3.雨季合流制管网的溢流状况
模型成果表面,日降雨10mm、20mm、30mm、50mm时,截流管的溢流总量分别在0.56万m3、2.08万m3、4.19万m3、8.89万m3。
4.湿地处理效果评估
分析评估河滨湿地对溢流污染物的削减效果。在10mm设计降雨下,梯级河滨湿地提供可足够的截流容积,湿地不发生溢流,污染物消减率100%;在其他设计降雨条件下,各河滨湿地对污染物平均消减率为:
日雨量/污染物 20mm设计降雨 30mm设计降雨 50mm设计降雨
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
图 6湿地布置图

1.梯级湿地处理截流管溢流污水

沿河结合截流管改造,以截流10mm溢流总量为确定湿地规模的目标,规划建设沿河截流管溢流污水的人工湿地12处。总处理容积约7810m3。

近期将结合该河景观带二期工程(东昌大桥~华阳南路大桥),实施沿河人工湿地1~8工程示范。代表性湿地沿河布置效果图如下:

2.中途调蓄工程
新建合流制调蓄池,调蓄容积以滞留上游排水区域10mm雨水径流为目标,容积为1000m3。
3.景观功能设计
将滨河景观廊道与雨洪管理、水质净化与生态修复有机融合,创建稳健且焕发生机的城市河廊。
 
图  8景观带对洪水要素的考虑 
河岸设计考虑水位变化因素,规划二级平台在10年一遇水位线以上。 
 
图9时代广场节点提升后的海绵城市技术运用
在景观设计中采用LID措施,包括地块种植带、雨水花园、透水性铺装、生态护岸等,充分融合海绵城市设计理念。其中的时代广场节点概念设计如下:
 

图 10时代广场节点效果图