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主管：陕西省水利厅
主办：陕西省水利电力勘测设计研究院
出版：《陕西水利》杂志社
发行范围：国内公开发行
统一刊号：
ISSN 1673-9000
CN 61-1109/TV
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深圳市大康河综合整治工程水质改善工程规模论证
来源：魏群 谢永生 夏丹 许璇   发布时间：2017-05-02   浏览量：2390  
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深圳市大康河综合整治工程水质改善工程规模论证
 
魏  群1，谢永生1，夏  丹2，许  璇3
（1深圳市龙岗区建筑工务局，广东  深圳  518172 ；
2深圳市物联商贸有限公司，广东 深圳  518049；
3 深圳市龙岗区中医院，广东  深圳  518172）
 
[摘  要] 通过对大康河流域内不同截流标准、不同降雨历时的分析对比，对所选工程截流规模的进行论证，对新建截污系统和已建、在建截污工程的衔接进行分析，以期为河道截流技术参数的选取提供指导和借鉴。
[关键词] 河道治理；水质改善工程；工程规模；分析
[中图分类号]  TV212      [文献标识码]  B
 
1 研究背景
1.1 概况
大康河为龙岗河上游右岸支流，发源于园山。流域面积70.6km²，天然河道全长9.8km，平均纵比降为0.013，大康河综合整治工程主要任务包括河道防洪、水质改善、岸线整治和生态修复等[1]。在以往的河道治理过程中，比较片面的强调防洪、排涝功能，兼顾清淤、疏浚作用，忽略了河道的生态、景观等功能，通过对大康河河道防洪、污水排放口情况及生态情况的调查、分析和评估，制定本河道综合整治方案，改善河道水质和生态环境，提升区域居民生活质量，打造和谐人居环境[2]。
1.2 流域内已建或在建管网截污效果分析
横岗污水处理厂配套截污干管工程（二期）包括大康河截污系统。截污干管工程末端的截流规模：近期5.9万m3/d，远期7.2万m3/d，截流倍数n0=1.5。工程沿大康河干流，部分河道敷设了截污管，在干流上游及福田河口设总口截污闸，对沿河有漏排污水的排污口进行截流，截流进入河道的污水。截流对象为旱季污水及一定截流倍数的雨水，其主要目标是收集漏排污水至污水处理厂，提高污水处理率；截流对象为初（小）雨，是对已建截污系统的完善和强化，主要工程目标是保障河道水质，改善流域水环境。因此，从流域存在的问题出发，在流域排水系统现状基础上，新建初（小）雨截流系统。

2 截流标准论证

2.1 截流倍数截取初（小）雨的不适用性分析
现状截流系统（n0=1.5）的最大截流能力也仅能截流相当于0.44mm/h降雨强度的雨量，换言之只要产生径流的降雨，即使1mm/h降雨强度的降雨也将出现溢流。即使截流倍数取排水规范建议的最大值5，根据深圳市污水模数，也仅相当于截流1.08mm/h强度雨量。根据历年的水文统计资料，深圳地区降雨强度超出2mm/场，降雨历时1h的标准的降雨较为常见。2006年清林径站全年降雨135天，在n0=5的截流标准下，270场降雨中有129场无法截流。由此可见按截流倍数(n0=1.5)确定截流标准虽采取了较大的工程措施，混流污水收集量却提高不多。
2.2 工程截流标准
基于截流倍数[3]经验值的截流标准不适用，主要考虑对污染较为严重的初(小)雨的有效截流，因此确定初(小)雨的设计参数比较重要。不同地区的降雨特征、雨型不同，而降雨特征和雨型关系到降雨前后的峰量分配和发生时间，对截流系统的布置至关重要。对清林径雨量站多年降雨资料进行排频分析，频率为50％对应的降雨量为1696.76mm，2006年降雨量为1638.4mm，为平水典型年。为选取适合本工程范围的截流标准，对清林径站2006年的降雨资料进行统计分析，全年总降雨场次270场(降雨间隔≤1h视为1场)。其中：≤9mm/场的降雨场次为215场，占79.6%；≤7mm/场的降雨场次为205场，占75.9%；≤5mm/场的降雨场次为186场，占68.9%。关联分析见图1-1。
根据上述统计结果，对截流标准进行分析：截流标准一：9mm/场，降雨历时取1.0h，降雨强度低于截流标准的降雨场次如表1-2阴影所示，共215场，48天无法完全截流，河道水质保证天数为317天。
 
表1-1  清林径雨量站（2006年平水年）降雨量～历时关联分析
降雨量 场数 15min 30min 45min 60min 75min 90min 105min 120min >120min
>9mm 55 　 　 　 　 　 　 　 　 　
9mm 4 　 1 　 2 　 1 　 　 　
8mm 6 1 2 　 　 1 　 1 　 1
7mm 6 　 　 　 　 2 　 　 1 3
6mm 12 　 4 1 2 1 1 1 　 2
5mm 12 2 2 2 2 1 2 　 　 1
4mm 16 5 2 2 2 2 　 2 　 1
3mm 18 7 1 8 1 1 　 　 　 　
2mm 35 23 3 1 6 2 　 　 　 　
1mm 106 106 　 　 　 　 　 　 　 　
Σ 270 　 　 　 　 　 　 　 　 　

图1-1  清林径雨量站（2006年平水年）降雨资料统计
 
表1-2  截流标准一河道水质保证天数统计
 
降雨量 场数 15min 30min 45min 60min 75min 90min 105min 120min >120min
>9mm 55                  
9mm 4   1   2   1      
8mm 6 1 2     1   1   1
7mm 6         2     1 3
6mm 12   4 1 2 1 1 1   2
5mm 12 2 2 2 2 1 2     1
4mm 16 5 2 2 2 2   2   1
3mm 18 7 1 8 1 1        
2mm 35 23 3 1 6 2        
1mm 106 106                
Σ 270                  
截流标准二：9mm/场，降雨历时取1.5h，降雨强度低于截流标准的降雨场次如表1-3阴影所示，共210场，50天无法完全截流，河道水质保证天数为315天。

表1-3  截流标准二河道水质保证天数统计
 
降雨量 场数 15min 30min 45min 60min 75min 90min 105min 120min >120min
>9mm 55 　 　 　 　 　 　 　 　 　
9mm 4 　 1 　 2 　 1 　 　 　
8mm 6 1 2 　 　 1 　 1 　 1
7mm 6 　 　 　 　 2 　 　 1 3
6mm 12 　 4 1 2 1 1 1 　 2
5mm 12 2 2 2 2 1 2 　 　 1
4mm 16 5 2 2 2 2 　 2 　 1
3mm 18 7 1 8 1 1 　 　 　 　
2mm 35 23 3 1 6 2 　 　 　 　
1mm 106 106 　 　 　 　 　 　 　 　
Σ 270 　 　 　 　 　 　 　 　 　
截流标准三：7mm/场，降雨历时取1.0h，降雨强度低于截流标准的降雨场次如表1-4阴影所示，共205场，55天无法完全截流，河道水质保证天数为310天。

表1-4  截流标准三河道水质保证天数统计
 
降雨量 场数 15min 30min 45min 60min 75min 90min 105min 120min >120min
>9mm 55 　 　 　 　 　 　 　 　 　
9mm 4 　 1 　 2 　 1 　 　 　
8mm 6 1 2 　 　 1 　 1 　 1
7mm 6 　 　 　 　 2 　 　 1 3
6mm 12 　 4 1 2 1 1 1 　 2
5mm 12 2 2 2 2 1 2 　 　 1
4mm 16 5 2 2 2 2 　 2 　 1
3mm 18 7 1 8 1 1 　 　 　 　
2mm 35 23 3 1 6 2 　 　 　 　
1mm 106 106 　 　 　 　 　 　 　 　
Σ 270 　 　 　 　 　 　 　 　 　
截流标准四：7mm/场，降雨历时取1.5h，降雨强度低于截流标准的降雨场次如表1-5阴影所示，共201场，58天无法完全截流，水质保证天数为307天。

表1-5  截流标准四河道水质保证天数统计
 
降雨量 场数 15min 30min 45min 60min 75min 90min 105min 120min >120min
>9mm 55                  
9mm 4   1   2   1      
8mm 6 1 2     1   1   1
7mm 6         2     1 3
6mm 12   4 1 2 1 1 1   2
5mm 12 2 2 2 2 1 2     1
4mm 16 5 2 2 2 2   2   1
3mm 18 7 1 8 1 1        
2mm 35    23 3 1 6 2        
1mm 106   106                
Σ 270                  
5mm/场，90天无法完全截流，河道水质保证天数为275天。针对以上几种截流标准，对不同标准下的保证率以及截流系统的规模进行分析，结果如表1-6所示。

表1-6  不同截流标准下截流工程规模分析

序号 截流标准 保证天数(天) 天数保证率
① 9mm/场t=1h 317 86.8%
② 9mm/场t=1.5h 315 86.3%
③ 7mm/场t=1h 310 84.9%
④ 7mm/场t=1.5h 307 84.1%
⑤ 5mm/场 275 75.3%
 

 
       图1-2  截流标准～河道水质保证率统计分析
 
由表1-6和图1-2可看出：7mm/场、t=1.5h是天数保证率的一个敏感点，因此选取该截流标准作为截流标准。另外，龙岗河干流截污箱涵采用采用7mm/1.5h的截流标准，且干流截流箱涵规模并未纳入干支流生态控制区面积，支流只有采取相同的截流标准和清污分流措施，才能保障龙岗河干流箱涵的正常运行。因此，对于生态控制区所占比例较大的大康河流域，采用7mm/1.5h是合适的。
2.3 工程截流规模
根据工程建设任务及目标和截流标准要求，新建截流系统规模按7mm/场，降雨历时1.5h形成的初（小）雨量作为控制规模。为确定截流系统的规模，将支流降雨径流过程按照支流口之间的传播时间进行错时段叠加，计算分段洪峰流量，作为确定截流规模的依据[4]。流域自上游向下游各断面所包含的建成区面积及洪水传播时间见表1-7和表1-8。
表1-7  流域内各断面所包含的建成区面积
 
序号 断面位置 建成区面积（km2）
1 新塘排洪渠河口处断面（新塘渠流域） 1.65
  新塘排洪渠总口截流断面 0.30
2 樟树河河口处断面（樟树河流域） 1.13
  干流新塘河口至福田河口区间建成区面积 1.50
3 干流福田河口上游处断面 4.28
4 福田河河口断面（福田河流域） 0.61
5 简龙河河口断面（简龙河流域） 0.35
6 干流福田河口-大康河口区间建成区面积(不含简龙河流域) 2.26
合计   7.50
 
 
表1-8  截污箱涵各断面汇流时间表
 
序号 干流各区段 传播时间（min）
1 新塘排洪渠～干流福田河口处 48
2 干流福田河口～大康河口 35
3 福田河流域（福田河河口） 10
4 简龙河流域（简龙河口） 10
5 合计 83
 
支流口及干流区间径流峰值进行错峰叠加后推算出各控制断面的设计初（小）雨量汇总见表1-9。

表1-9  新建截污系统截流规模    单位m3/s
 
干流断面位置 新建系统需截流流量
大康河干流总口截流规模 3.72
福田河截流系统截流规模 0.59
简龙河截流系统截流规模 0.64
大康河干流左岸截流规模 1.00
新塘排洪渠截流规模 1.50
干流右岸福田河口～简龙河口截流规模 3.30
干流右岸简龙河口～大康河河口截流规模 4.30
 
2.4 新建截污系统和已建、在建截污工程的衔接
新建沿河截污系统主要包括：新塘排洪渠截流系统、福田河截流系统、大康河干流截流系统、大康河干流总口截流系统、简龙河截流系统。作为已建、在建截污干管的完善和强化，为充分发挥工程的最大效益，要做好两者的衔接及配合调度，具体分析如下：
2.4.1 与已建沿河截污系统的衔接
新塘排洪渠新建截流系统主要沿河道左岸敷设，近期考虑在新塘排洪渠河口处同横岗污水厂配套干管工程（二期）DN800的已建管衔接；远期打通大康河干流初（小）雨截流干管，为新塘排洪渠截流系统提供出路。另外，考虑利用原大康河左岸截污干管作为本截流系统一部分，通过该部分的雨水口的完善截流，增加已建截污管功能，使其承担福田河口下游大康河左岸区间初（小）雨的收集转输任务。经核算，已建DN1000截污管规模能满足该区间1.00 m³/s的初（小）雨收集转输要求。
2.4.2 与干流截流箱涵的衔接 
龙岗河干流整治过程中，在大康河河口建设橡胶坝，实现旱季截流漏排污水，至横岗污水厂；实现雨季截流大康河流域初期雨水，至龙岗河干流截污箱涵。本工程新建截流系统实施后，该橡胶坝截流功取消，因此远期可定为为蓄水，形成景观水面之用。从竖向高程分析，本工程截流系统在大康河河口处与龙岗河干流截流箱涵衔接。大康河干流左岸已建截污系统（功能调整段）河口处管底标高37.82m，右岸新建截流系统绕过河口橡胶坝，穿河同龙岗河干流截流箱涵衔接。穿河段管底标高36.90m，对大康河防洪基本无影响。因此，本功能能满足与龙岗河干流箱涵衔接的竖向高程要求。从过流能力分析，河口总口截污箱涵尺寸3.5×1.5m，完全满足大康河流域初期雨水过流量的要求。

3 结论与建议

（1）通过对大康河区域降雨资料进行论证分析得出大康河综合整治工程水质改善截流系统的标准，为确定截流系统的规模，将支流降雨径流过程按照支流口之间的传播时间进行错时段叠加，计算分段洪峰流量，作为确定截流规模的依据。
（2）程实施后，既能满足城市河道防洪排涝、治污的功能要求，又为市民提供休闲娱乐场所，实现了社会和环境效益的统一。
（3）加强对河道及河道周边区域的管理力度，提高流域内卫生水平，杜绝向河道倾倒生活垃圾、建筑垃圾的状况，综合管理河道，保持河道清洁通畅。
（4）近期沿河截流管道作为旱季沿河漏排污水和雨季部分混流污水的收纳通道；远期正本清源之后，沿河截流管道作为流域面源污染的收集转输通道。
 
参考文献
[1]深圳市龙岗区环境保护和水务局，深圳市水务规划设计院有限公司.大康河综合整治工程初步设计报告[R].深圳：龙岗区环境保护和水务局
[2]郭延军.深圳水库排洪河生态治河新思路[J].广东水利水电，2013（8）：48-54.
[3]贺昌海,段兴平,王一博等. 水利水电工程河道截流分类[J].武汉大学学报（工学版），2011，,44（1）：7-11.
[4] 王福祥.深圳福田河流域降雨初期径流截流研究 [D].苏州，苏州科技学院，2009.

[收稿日期]  2016-11-18
[作者简介]  魏群(1984-), 男，硕士研究生，湖南邵阳人,工程师，主要从事节水灌溉、河道工程前期研究工作。
编辑： 畅妮   责任编辑： 杨立群    审核： 王辛石
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