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文檔簡介
1、附件深圳市坪山新區(qū)雨污水管網(wǎng)工程(坪山片區(qū))海綿城市建設(shè)及水環(huán)境綜合治理關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用任務(wù)書水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院天健集團海南京水科院海綿城市聯(lián)合研究中心二O一六年十二月TOC o 1-5 h z專題1面向健康河流構(gòu)建的坪山片區(qū)小流域雨洪利用研究1專題2坪山片區(qū)典型河道暢流活水與水質(zhì)提升方案研究13專題3坪山片區(qū)河道污染源調(diào)查與排放規(guī)律研究22專題4坪山片區(qū)動態(tài)膜深度處理組合快速氨氮生化去除一體化水處理(應(yīng)急)設(shè)備及工藝試驗研究53專題5坪山片區(qū)河道淤泥快速脫水、資源化利用的一體化裝置及工藝試驗研究66 專題1面向健康河流構(gòu)建的坪山片區(qū)小流域雨洪利用研究TOC o 1
2、-5 h z研究背景3 HYPERLINK l bookmark2 研究目標與內(nèi)容5研究目標5研究內(nèi)容6 HYPERLINK l bookmark4 預(yù)期成果及市場價值6預(yù)期成果6市場價值7 HYPERLINK l bookmark6 技術(shù)方案7技術(shù)路線7工作范圍8基礎(chǔ)資料8前期工作基礎(chǔ)9 HYPERLINK l bookmark8 項目組織實施方式10時間計劃10研究團隊11研究經(jīng)費12坪山河是東江淡水河一級支流,貫穿深圳市東北部坪山新區(qū),在深圳市境內(nèi)流域面積為129.4km2,占整個坪山新區(qū)面積的77%(其中78km2在基本生態(tài)控制線范圍內(nèi),51.4km2屬于建設(shè)用地)。坪山河流域位于北回
3、歸線以南,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,雨量總體比較豐富、多年平均降水量約2101.9mm;但年內(nèi)降水時程分布極不均勻,近80%都集中在汛期(410月),其中46月主要是鋒面雨,710月多為熱帶氣旋、臺風(fēng)性降雨。坪山河流域地形以丘陵、臺地為主,丘陵山地面積約79km2,占流域總面積的59.5%。坪山河干流在深圳境內(nèi)長13.5km,有一級支流11條、二級支流3條(均源于干流右岸,如圖1所示)及其它雨源性、分散性的沖溝,集水面積最大支流赤坳水流域面積約40.2km2,其它河流集水面積均較小。由于流域、地表參差起伏、各支流集水面積小、河床比降大,源淺流急,匯流時間短,加之缺乏調(diào)蓄工程,故難以存蓄汛期集中性雨洪,
4、地表徑流常以山洪形式出現(xiàn)、暴漲暴落,水資源有效利用率很低。因此,坪山河雖然地處華南濕潤區(qū),但非汛期或汛期無雨時段干流及各主要支流河道內(nèi)水流較小甚至處于干涸狀態(tài),甚至最起碼的生態(tài)、景觀用量也難以滿足。這一情況這嚴重影響了河流生態(tài)環(huán)境及水景觀,一直是坪山新區(qū)以至于深圳市河道綜合治理中亟待破解的一個重要問題。同時,隨著深圳快速城市化進程,坪山新區(qū)經(jīng)濟迅猛發(fā)展,點源和面源污染物排放對坪山片區(qū)河道水質(zhì)的影響也起來越大,因此在長期以來面臨的河道季節(jié)性缺水的同時,還面臨著嚴重的水質(zhì)污染問題,河道淤積、黑臭導(dǎo)致的功能退化越來越突出,已成為制約坪山河流域生態(tài)文明建設(shè)的重大問題。 圖1坪山河水系示意圖鑒于以上背景
5、,深深圳市天健(集團)股份有限公司承擔(dān)的“坪山新區(qū)雨污水管網(wǎng)工程(坪山片區(qū))EPC總承包項目(以下簡稱EPC項目)將坪山片區(qū)排洪渠整治作為重要內(nèi)容,涉及坪環(huán)社區(qū)、六聯(lián)片區(qū)、沙皇社區(qū)、沙湖社區(qū)等片區(qū)雨、污水分流工程及正坑村排水渠等二級及以下溝渠的系統(tǒng)整治,其內(nèi)容主要包括:雨水和污水管網(wǎng)建設(shè)、河道整治、水生態(tài)修復(fù)、黑臭水體治理等。該項目已于2016年6月30日開展前期工作,計劃于2019年6月30日完工,使河道水質(zhì)在2019年達到不低于W類的標準(其中重金屬達到ni類)??紤]到坪山區(qū)是深圳全市經(jīng)濟版圖的新亮點和以“深圳智造”為特色的發(fā)展高地,同時立足于創(chuàng)建國家綠色低碳生態(tài)示范區(qū),故EPC項目絕不是
6、傳統(tǒng)的河道整治,而是面向城市發(fā)展需求,在遵循人水和諧發(fā)展理念的前提下構(gòu)建具有生命力的城市健康河流,以帶動城市發(fā)展、提升坪山新區(qū)形象和品位。圖2坪山河片區(qū)河道整治目標定位示意圖為成功構(gòu)建坪山片區(qū)健康河流,實現(xiàn)河流防洪除澇、水資源利用、水生態(tài)功能的有機協(xié)調(diào),適應(yīng)城市發(fā)展需求,坪山片區(qū)河道綜合整治必須立足于片區(qū)自然地理特征和社會經(jīng)濟現(xiàn)狀及發(fā)展定位,除解決河流控污清污的問題外,還需要解決的一個必不可少的問題是河流清潔水源及其調(diào)配的問題,顯然這是形成一定的河流水環(huán)境承載和水生態(tài)功能的基本前提。鑒于EPC項目待整治河道均為雨源性溪溝且目前雨洪調(diào)蓄利用效率較低,故本項目擬結(jié)合EPC項目中的河道整治方案,以降
7、雨徑流轉(zhuǎn)化過程為主線,開展坪山河片區(qū)小流域雨洪綜合利用的研究,以解決雨洪時程分布極不均勻、雨洪難于調(diào)蓄造成的清潔水源短缺問題與河道需水之間的結(jié)構(gòu)性矛盾,為實現(xiàn)水清、水活,水美的河道綜合治理目標創(chuàng)造條件。研究目標與內(nèi)容研究目標立足于坪山片區(qū)在深圳市“一區(qū)兩基地”和國家綠色低碳生態(tài)示范區(qū)的發(fā)展定位,從地表水循環(huán)及其伴生過程的角度來掌握雨洪本底情況、揭示其變化規(guī)律,復(fù)核片區(qū)暴雨洪水設(shè)計過程,為EPC項目河道整治目標和城市健康河流塑造及長效維護提供技術(shù)和理論支撐。研究內(nèi)容圍繞項目研究目標,擬從三個方面開展研究工作,具體研究內(nèi)容如下所述:(1)坪山片區(qū)雨洪資源利用現(xiàn)狀調(diào)研與分析針對坪山片區(qū),開展區(qū)內(nèi)水利
8、工程、河道、塘壩等實地調(diào)研,收集片區(qū)降水、徑流、蒸發(fā)等相關(guān)數(shù)據(jù)資料,分析坪山片區(qū)的雨洪資源利用現(xiàn)狀,研究未來雨洪資源利用的可行性。(2)研究區(qū)降水特征及演變規(guī)律分析以精細化的地形資料為依據(jù),確定流域的集水區(qū)域邊界??紤]到研究區(qū)無直接地面降水資料,根據(jù)臨近流域三洲田水庫降水觀測資料,并結(jié)合衛(wèi)星遙測的逐日和日以下時間尺度(如3h)降水數(shù)據(jù)資料,基于地面降水觀測資料以及衛(wèi)星降水資料,分析小流域不同尺度(年、汛期、月、短歷時)降水的年際變化規(guī)律以及年內(nèi)分配過程,全面把握研究區(qū)的降水特征。(3)研究區(qū)設(shè)計洪水復(fù)核計算對研究區(qū)設(shè)計洪水進行復(fù)核計算。考慮到流域集水區(qū)域面積較小,通過設(shè)計暴雨的方法推求設(shè)計洪水
9、。設(shè)計暴雨擬利用歷史降水資料通過傳統(tǒng)的水文統(tǒng)計方法推求設(shè)計暴雨,進而采用推理公式法或綜合單位線方法進行設(shè)計洪水計算,并與現(xiàn)有成果進行對比復(fù)核。預(yù)期成果及市場價值預(yù)期成果本項目立足于坪山片區(qū)在深圳市“一區(qū)兩基地”和國家綠色低碳生態(tài)示范區(qū)的發(fā)展定位,針對片區(qū)河道短源、流急、分散,持水蓄水能力弱的情況,系統(tǒng)開展小流域雨洪綜合利用研究,將強化EPC項目河道整治目標和城市健康河流塑造及長效維護的清潔水源保障。預(yù)期成果包括:(1)坪山片區(qū)降水歷史降水變化及未來演變規(guī)律預(yù)估;(2)坪山片區(qū)小流域暴雨洪水復(fù)核成果;(3)提交項目技術(shù)報告1份;(4)發(fā)表國家級核心論文1篇,同深圳市政工程總公司共享研究成果。市場
10、價值本項目立足于坪山片區(qū)實際情況,緊密圍繞坪山片區(qū)河道綜合整治的核心需求開展,預(yù)期研究成果將兼具先進性和實用性。鑒于預(yù)期成果的技術(shù)深度以及坪山河水環(huán)境綜合治理在深圳乃至全國的典型性、影響力,預(yù)期成果的推廣應(yīng)用前景廣闊,在深圳以及全國其它流域河道水環(huán)境綜合整治、水生態(tài)修復(fù)、海綿城市規(guī)劃建設(shè)等相關(guān)領(lǐng)域具有較好的市場價值和前景,有助于使深圳市天?。瘓F)股份有限公司在流域綜合治理領(lǐng)域占據(jù)技術(shù)高地。技術(shù)方案技術(shù)路線本項目技術(shù)路線如圖3所示。根據(jù)坪山片區(qū)發(fā)展定位和流域氣候、地理水文特征和河道水環(huán)境綜合整治需求,要構(gòu)建健康的城市河流、實現(xiàn)水清、水活、水美的治理目標,除開展控污清污的問題外,還需要從根本上解
11、決降水時程分布極不均勻、雨洪難于調(diào)蓄造成的清潔水源短缺與河道需水之間的結(jié)構(gòu)性矛盾。故結(jié)合EPC項目中的河道整治方案,本項目從流域水循環(huán)及其伴生過程的角度來系統(tǒng)認識坪山河片區(qū)小流域雨洪特征和可利用性,以強化城市健康河流塑造及長效維護的清潔水源保障。圖3項目技術(shù)路線項目主要技術(shù)方法如下所述:(1)實地調(diào)研結(jié)合文獻查詢等。分析坪山片區(qū)雨洪資源利用的現(xiàn)狀和可行性。(2)在缺乏足夠水文監(jiān)測資料,特別是地表徑流觀測資料的條件下,基于細致的小流域地理水文調(diào)查分析,并采用流域水文模型推算,摸清片區(qū)典型小流域降水徑流轉(zhuǎn)化基本過程、雨洪要素基本特性及其變化規(guī)律。(3)利用小波分析、累積距平曲線等方法,對坪山片區(qū)降
12、水的趨勢性、變異性以及周期性進行分析,利用其演變規(guī)律變化對未來情勢進行預(yù)估。工作范圍為使本項目能與坪山片區(qū)小流域水環(huán)境綜合治理實現(xiàn)無縫銜接并提供有效的技術(shù)支持,研究選取的工作范圍同水環(huán)境綜合治理的主要范圍基本一致,主要包括坪山片區(qū)麻雀坑、石井和行政八路河道所在3個小流域。基礎(chǔ)資料根據(jù)各項工作內(nèi)容,項目所需的基礎(chǔ)資料初步整理如下:坪山河流域河網(wǎng)水系電子地圖坪山河流域土地利用規(guī)劃電子地圖坪山片高程測量資料(高程點)及道路、地表建筑物調(diào)查資料麻雀坑、石井、行政八路河道整治方案設(shè)計方案及圖紙麻雀坑、石井、行政八路河道現(xiàn)狀河道高程及橫斷面資料麻雀坑、石井、行政八路地質(zhì)勘探報告坪山片雨水污水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計方
13、案及相關(guān)圖紙坪山片區(qū)代表雨量站/氣象站短歷時降水記錄數(shù)據(jù)(含小時及小時以下時間尺度)5南京水科院在雨洪資源利用與河道水環(huán)境綜合治理方面具有豐富的技術(shù)、資料積累和富有競爭力的研究隊伍,開展了大量基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、引領(lǐng)性的研究工作,在國內(nèi)產(chǎn)生了重大影響。同時,長期以來積極參與深圳市涉水行業(yè)對項目,已承擔(dān)了多項相關(guān)科研項目,并對坪山河等片區(qū)基本情況以及河道治理中存在的關(guān)鍵性問題具有比較全面深入的理解。近年來,南京水科院在雨洪高效利用、多水源調(diào)控配置、水環(huán)境綜合治理等方面開展的前期工作基礎(chǔ)(不完全統(tǒng)計)主要包括:(1)“十五”科技攻關(guān)課題“海河流域洪水資源安全利用關(guān)鍵技術(shù)研究”;(2)“十一五”科技支撐
14、計劃重點項目“雨洪資源利用技術(shù)研究及應(yīng)用”;(3)“十三五”國家重點研發(fā)計劃項目“流域雨洪資源高效開發(fā)利用技術(shù)及示范”;(4)上海市科技計劃項目“黃浦江上游太浦河和松浦大橋取水安全水利聯(lián)合調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)”;(5)坪山新區(qū)管理委員會委托項目“坪山河流域水資源利用調(diào)控與水動力水質(zhì)模型研究”;(6)深圳市水務(wù)局委托項目“深圳河流域防洪排澇水情仿真模型系統(tǒng)研究和開發(fā)”;(7)深圳市規(guī)劃與國土資源委員會委托項目“深圳大空港地區(qū)水系生態(tài)規(guī)劃”;(8)無錫聚慧科技有限公司委托項目“無錫市區(qū)洪水雨澇與水環(huán)境監(jiān)控調(diào)度決策支持系統(tǒng)”;(9)常熟市水利局委托項目“常熟市古城區(qū)暢流活水”(10)蘇州市水利(水務(wù))局委托
15、項目“蘇州市古城區(qū)活水自流”6項目組織實施方式時間計劃根據(jù)充分溝通協(xié)商,本專題時間計劃安排如表1所示。表1專題1時間計劃表序號時間工作任務(wù)12016.121、項目立項;2、對麻雀坑水、行政八路、石井排洪渠(以下稱為研究區(qū)1)及24條小支流(以下稱為研究區(qū)2)進行調(diào)研、詳細踏勘;3、與深圳市政設(shè)計院對接,確定研究內(nèi)容,制定工作大綱;4、收集高精度的地形地貌、及土地利用規(guī)劃資料。22017.01.10-2017.01.251、針對研究區(qū)1,收集鄰近雨量站(三洲田站)及衛(wèi)星遙測降水資料;2、開展研究區(qū)1不同時間尺度(年、汛期、月)降水統(tǒng)計特征;3、開展研究區(qū)1設(shè)計洪水計算,并與現(xiàn)有成果進行對比復(fù)核。
16、32017.02.06-2017.02.281、構(gòu)建研究區(qū)1產(chǎn)匯流模型,分析流域產(chǎn)水量及年內(nèi)分配特征;2、將產(chǎn)水量計算結(jié)果與廣東省水文圖集中的徑流深等值線圖插值結(jié)果對比,驗證模型計算結(jié)果合理性。根據(jù)工作任務(wù),組建了包括14名研究人員在內(nèi)的技術(shù)團隊,包括教高2人、高工5人,其它研究人員7人。項目研究人員名單如表2、表3所示,相關(guān)人員特別是項目負責(zé)人在流域雨洪利用、水環(huán)境水生態(tài)、水資源配置等專業(yè)方向具備扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)和豐富研究經(jīng)驗,對坪山河流域?qū)嶋H情況具有深入的理解。表2專題1委托方主要研究人員基本情況姓名年齡單位職務(wù)/職稱專業(yè)職責(zé)分工尹劍輝48深圳市天?。瘓F)股份有限公司高工工程管理科研總
17、指揮江建48深圳市天?。瘓F)股份有限公司高工結(jié)構(gòu)工程科研副總指揮于芳48深圳市市政工程總公司高工巖土工程技術(shù)負責(zé)人胡正東47深圳市天健(集團)股份有限公司高工巖土工程項目副總指揮李建華37深圳市市政工程總公司高工工程管理項目負責(zé)人盛宴41深圳市市政工程總公司高工工程管理技術(shù)指導(dǎo)何光鋒41深圳市市政工程總公司高工交通土建協(xié)調(diào)負責(zé)人韓立斌32深圳市市政工程總公司工程師工程管理專題現(xiàn)場負責(zé)人陸建偉32深圳市市政工程總公司工程師巖土工程專題現(xiàn)場負責(zé)人馬躍46深圳市市政工程總公司高工道路橋梁現(xiàn)場技術(shù)人員肖曦彬45深圳市市政工程總公司高工建筑施工現(xiàn)場技術(shù)人員龍桂華36深圳市市政工程總公司高工巖土工程現(xiàn)場
18、技術(shù)人員姚尚峰40深圳市市政工程總公司工程師道路橋梁現(xiàn)場技術(shù)人員馮繼陽34深圳市市政工程總公司建筑施工現(xiàn)場技術(shù)人員姓名年齡單位職務(wù)/職稱專業(yè)職責(zé)分工黎旭暉29深圳市市政工程總公司工程師道路橋梁現(xiàn)場技術(shù)人員吳瑞月39深圳市市政工程總公司工程師建筑施工現(xiàn)場技術(shù)人員鐘原25深圳市市政工程總公司助理工程師電氣工程現(xiàn)場技術(shù)人員表3專題1受托方主要研究人員基本情況姓名年齡單位職務(wù)/職稱專業(yè)職責(zé)分工王銀堂51南京水科院副所長、教高水文水資源項目負責(zé)人胡慶芳35南京水科院副室主任、高工水文水資源技術(shù)負責(zé)人劉勇33南京水科院高工水文水資源雨洪特性分析崔婷婷31南京水科院工程師水文氣象雨洪調(diào)控方案龍玉橋32南京水
19、科院高工水文地質(zhì)雨洪調(diào)控方案豐華麗42南京水科院副室主任、教高水生態(tài)及水環(huán)境生態(tài)補水方案陳黎明33南京水科院高工水生態(tài)及水環(huán)境生態(tài)補水方案劉懷湘33南京水科院高工水力學(xué)及河流動力學(xué)生態(tài)補水方案張利茹33南京水科院高工水文監(jiān)測水情監(jiān)測方案王磊之28南京水科院研究生水文水資源雨洪調(diào)控方案李伶杰26南京水科院研究生水文水資源雨洪調(diào)控方案金義蓉25南京水科院研究生水文水資源水情監(jiān)測方案曹士圯24南京水科院研究生水文水資源雨洪特性分析張雯24南京水科院研究生水文水資源生態(tài)補水方案專題2坪山片區(qū)典型河道暢流活水與水質(zhì)提升方案研究TOC o 1-5 h z研究背景15 HYPERLINK l bookmar
20、k10 研究目標與內(nèi)容15研究目標15研究內(nèi)容15 HYPERLINK l bookmark12 預(yù)期成果及市場價值16預(yù)期成果16市場價值16技術(shù)方案17技術(shù)路線17工作范圍17基礎(chǔ)資料17前期工作基礎(chǔ)18 HYPERLINK l bookmark14 項目組織實施方式19時間計劃19研究團隊19研究經(jīng)費211研究背景 坪山河位于深圳市東北部坪山新區(qū),發(fā)源于梅沙尖,干流從西南至東北縱貫坪山新區(qū)全境,河道全長13.5km,深圳市境內(nèi)流域面積129.4km2。在區(qū)域經(jīng)濟和社會高速發(fā)展的背景下,坪山河擔(dān)負了過重的污染負荷,河流水質(zhì)下降,生態(tài)惡化,給沿河和下游城區(qū)環(huán)境、居民生活以及可持續(xù)發(fā)展都帶來了
21、很大影響。為改善提升坪山河水環(huán)境,坪山新區(qū)將斥資下大決心,從根本上對坪山河流域進行綜合治理,為新區(qū)打造深圳“東北門戶”營造良好的生態(tài)環(huán)境。本專題任務(wù)重點研究坪山河流域重要河道麻雀坑的水系連通、暢流活水和水質(zhì)提升問題,科學(xué)規(guī)劃河網(wǎng)新的引排格局,達到河網(wǎng)水系連通,構(gòu)建暢流活水系統(tǒng),徹底消除黑河臭水體提升水質(zhì)。2研究目標與內(nèi)容研究目標解決水量難以在河道中蓄留、河道水質(zhì)差、河道與池塘湖泊等調(diào)蓄空間之間缺乏科學(xué)溝通、水量來源、引排路徑、換水頻次缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃、水量水位缺乏科學(xué)調(diào)控、水質(zhì)與水量流速之間難以適配、河道難以有序持續(xù)流動等問題。2.2研究內(nèi)容(1)麻雀坑現(xiàn)狀問題診斷。通過現(xiàn)場踏勘、資料收集分析等手
22、段,摸清河道水質(zhì)不能達標的影響因素。為分析河道糙率、數(shù)學(xué)模型構(gòu)建與驗證提供數(shù)據(jù)支持。(2)麻雀坑及周邊相關(guān)地區(qū)一維河網(wǎng)水動力模型構(gòu)建。模擬河水、雨水、水動力、水質(zhì)變化過程及其相互影響。(3)河道與河道、河道與調(diào)蓄空間、麻雀坑與流域其他河道的水系布局 的統(tǒng)籌規(guī)劃與統(tǒng)一梳理,水系連通規(guī)劃。依據(jù)坪山河流域水系布局、山勢地形,并結(jié)合現(xiàn)狀診斷結(jié)果、數(shù)學(xué)模型。研究最佳水系連通方案。(4)河道活水水質(zhì)提升最低需水量及最佳換水頻次研究。依據(jù)河道槽蓄量、當?shù)匚廴矩摵汕闆r、地理地形、河道布局及可利用的水源,結(jié)合數(shù)學(xué)模型,計算最低生態(tài)需水量及測算最佳換水頻次。(5)河道活水引水水源與引排路線規(guī)劃。研究最佳水源配置方
23、案及時空分布,兼顧流域水系格局、防洪排澇要求,確定最優(yōu)引排水路徑。(6)河道活水水質(zhì)提升總體方案及工程布局。確定出最優(yōu)方案及相應(yīng)的工程布局。3預(yù)期成果及市場價值預(yù)期成果(1)構(gòu)建一套水量河網(wǎng)一維數(shù)值模擬模型。(2)對麻雀坑等重點河道、湖泊進行水系連通規(guī)劃。(3)河道活水水質(zhì)提升綜合方案及工程布局,包括引水水源配置、引排路線、換水頻次、水位-水量-水質(zhì)調(diào)控方案及相應(yīng)的工程布局。(4)同深圳市政工程總公司共享研究成果。市場價值增加河道水動力是本項目的關(guān)鍵研究成果之一,研究方案盡量采用活水自流的方式,這在今后的調(diào)度運行中,能夠節(jié)約大量的財力。在本項目中,著重研究河道水系連通以及河道暢流活水,研究成果
24、的應(yīng)用能夠更好地發(fā)揮已有閘泵的聯(lián)控聯(lián)調(diào)能力。城市河道水質(zhì)改善有巨大的社會效益,給當?shù)鼐用駧砹肆己玫膴蕵飞瞽h(huán)境,提升生活品質(zhì)。4技術(shù)方案 技術(shù)路線(1)開展坪山河流域河網(wǎng)水文、水資源、水質(zhì)現(xiàn)場調(diào)查,麻雀坑等重要河道問題診斷。河道斷面資料搜集整理、收集其它相關(guān)水文、地形、水質(zhì)基礎(chǔ)資料及工程規(guī)劃設(shè)計資料。(2)進行河網(wǎng)水動力原型觀測,包括水位、流量、流向、水面坡降、地面坡降;分析河網(wǎng)水量分配關(guān)系,以及河網(wǎng)水體流動性差、易淤積的原因,分析確定河網(wǎng)內(nèi)滯污段的分布及原因;對坪山河流域內(nèi)閘、壩、泵、涵等水利工程的分布、特性及運行狀況(包括調(diào)度原則)進行調(diào)查。(3)建立局部小區(qū)域及周邊的地表河網(wǎng)、降雨產(chǎn)流
25、、局部積水、排洪等一體化數(shù)學(xué)模型。(4)通過構(gòu)建的局部河網(wǎng)模型對設(shè)計多種方案并進行模擬計算,進行河網(wǎng)水動力、水質(zhì)敏感性分析,以實現(xiàn)河道暢流活水、水質(zhì)提升與河道生態(tài)補水最優(yōu)化。工作范圍麻雀坑水及附近的調(diào)蓄池。構(gòu)建模型時,范圍擴大至坪山河流域?;A(chǔ)資料坪山河流域1:10000(城區(qū)1:2000及以上)精度的數(shù)字高程圖(DEM)及相關(guān)地形高程點,區(qū)域內(nèi)及周圍相關(guān)區(qū)域的電子地圖資料。坪山河流域河網(wǎng)水系電子地圖坪山河流域土地利用規(guī)劃電子地圖(或高精度的遙感影像或航片)坪山河流域近3-5年日常環(huán)境監(jiān)測站點水質(zhì)資料坪山河流域河道已有河道斷面資料、相關(guān)河道規(guī)劃資料 坪山河流域防洪規(guī)劃資料坪山片區(qū)代表雨量站/氣
26、象站短歷時降水記錄數(shù)據(jù)(含小時及小時以下時間尺度)坪山片區(qū)管網(wǎng)資料南京水科院在城市河道綜合治理,尤其在河道水系規(guī)劃、水系調(diào)整、河道活水、水系連通、水環(huán)境綜合整治具備豐富經(jīng)驗。今年剛結(jié)束的杭州G20峰會,南科院成功保障河道水質(zhì)提升工作,確保峰會期間水質(zhì)達到III類,透明度達到1m,水體有序流動。2013年完成的蘇州古城自流活水項目,通過設(shè)計兩座活動溢流堰,激活全城水系,結(jié)合科學(xué)配水方案,使得蘇州古城每條小河均能自流,河道水體水質(zhì)短期內(nèi)從劣V類提升至III類,并維持至今。2015年承接的常熟市城區(qū)暢流活水項目中,在現(xiàn)場試驗期間,通過臨時工程,即提前實現(xiàn)了古城區(qū)水體流動性增強,水質(zhì)顯著改善的目標。在
27、這些水環(huán)境整治項目的開展過程中,南科院積累了大量的地形、水文、水利工程等資料,及成熟的河道水系連通、河道活水、水質(zhì)改善經(jīng)驗。這些研究經(jīng)驗對本次開展坪山河流域麻雀坑研究提供了極其寶貴的資料和技術(shù)支持。近幾年來類似工程業(yè)績清單見表1。表1專題2工作基礎(chǔ)序號項目名稱合同期業(yè)主單位名稱1蘇州古城區(qū)河道自流活水實施方案研究2012.12-2013.12蘇州市河道管理處2蘇州寶帶橋-澹臺湖景區(qū)水環(huán)境整治提升工程2013.7-2014.4蘇州市寶帶文化旅游發(fā)展有限公司3水功能區(qū)基礎(chǔ)調(diào)查和淀北片水功能區(qū)水質(zhì)改善深化研究項目2015.4-2016.11上海市水務(wù)局4常熟市城區(qū)暢流活水方案研究2015.8-201
28、6.12常熟市水利局5吳江松陵城區(qū)自流活水規(guī)劃(2016-2020)2016.1-2016.5蘇州市吳江區(qū)水利局6杭州市蕭山區(qū)錢江世紀城G20核心區(qū)塊水質(zhì)提升工程2016.6-2016.10中水珠江規(guī)劃勘測設(shè)計有限公司7上海市蘊南片水功能區(qū)水質(zhì)改善深化研究2016.8-2017.3上海市水務(wù)局項目組織實施方式時間計劃根據(jù)充分溝通協(xié)商,本專題時間計劃安排如表2所示。表2專題2時間計劃表序號時間工作任務(wù)備注12016.122017.01.201、項目立項;2、與設(shè)計院對接,明確需要任務(wù)需求;3、現(xiàn)場麻雀坑水、行政八路及石井排洪渠的調(diào)研、詳細踏勘;4、斷面數(shù)據(jù),地形數(shù)據(jù),管網(wǎng)數(shù)據(jù)、水庫數(shù)據(jù)、降雨數(shù)據(jù)
29、的收集與處理已完成22017.02.062017.02.151、構(gòu)建現(xiàn)狀河道-管道-水庫,一維模型2、構(gòu)建規(guī)劃河道-管道-水庫,一維模型,包含規(guī)劃調(diào)蓄池,河道斷面改建32017.02.152017.02.281、完成數(shù)學(xué)模型的率定驗證工作2、與設(shè)計院再次對接完善任務(wù)需求42017.03.012017.03.151、計算出河道生態(tài)需水量52017.03.162017.03.311、模型計算年降雨產(chǎn)流時空分布、預(yù)測調(diào)蓄池的庫容量2、計算出規(guī)劃不同情景下水面線62017.04.012017.04.151、河道水系連通以及水源活水方案的提出2、與設(shè)計院對接河道水系連通以及水源活水方案的可行性72017
30、.04.162017.04.301、采用ICM軟件所構(gòu)建的河道-管道-水庫,一維模型對河道水系連通以及水源活水方案進行模擬評估2、針對模擬結(jié)果,對河道水系連通以及水源活水方案進一步完善優(yōu)化82017.05.012017.111、編寫報告,完成初步設(shè)計研究團隊根據(jù)充分溝通協(xié)商,本專題主要研究人員基本情況如表3、表4所示。表3專題2委托方主要研究人員基本情況姓名年齡單位職務(wù)/職稱專業(yè)職責(zé)分工尹劍輝48深圳市天?。瘓F)股份有限公司高工工程管理科研總指揮江建48深圳市天?。瘓F)股份有限公司高工結(jié)構(gòu)工程科研副總指揮于芳48深圳市市政工程總公司高工巖土工程技術(shù)負責(zé)人胡正東47深圳市天?。瘓F)股份有限
31、公司高工巖土工程項目副總指揮李建華37深圳市市政工程總公司高工工程管理項目負責(zé)人盛宴41深圳市市政工程總公司高工工程管理技術(shù)指導(dǎo)何光鋒41深圳市市政工程總公司高工交通土建協(xié)調(diào)負責(zé)人韓立斌32深圳市市政工程總公司工程師工程管理專題現(xiàn)場負責(zé)人陸建偉32深圳市市政工程總公司工程師巖土工程專題現(xiàn)場負責(zé)人馬躍46深圳市市政工程總公司高工道路橋梁現(xiàn)場技術(shù)人員肖曦彬45深圳市市政工程總公司高工建筑施工現(xiàn)場技術(shù)人員龍桂華36深圳市市政工程總公司高工巖土工程現(xiàn)場技術(shù)人員姚尚峰40深圳市市政工程總公司工程師道路橋梁現(xiàn)場技術(shù)人員馮繼陽34深圳市市政工程總公司建筑施工現(xiàn)場技術(shù)人員黎旭暉29深圳市市政工程總公司工程師道
32、路橋梁現(xiàn)場技術(shù)人員吳瑞月39深圳市市政工程總公司工程師建筑施工現(xiàn)場技術(shù)人員鐘原25深圳市市政工程總公司助理工程師電氣工程現(xiàn)場技術(shù)人員表4專題2受托方主要研究人員基本情況姓名年齡所在單位職務(wù)職稱業(yè)務(wù)專業(yè)職責(zé)分工范子武46南科院教高水力學(xué)及河流動力學(xué)項目總負責(zé)姓名年齡所在單位職務(wù)職稱業(yè)務(wù)專業(yè)職責(zé)分工謝忱29南科院工程師水力學(xué)及河流動力學(xué)組織安排楊帆24南科院博士研究生市政工程模型構(gòu)建廖軼鵬27南科院博士研究生城市水利組織安排馬振坤35南科院工程師水利水電工程模型構(gòu)建閻志坤29南科院博士研究生自動化自動檢測劉國慶32南科院工程師水利水電工程資料收集費香波33南科院工程師測繪GIS烏景秀28南科院博士
33、研究生水利水電工程數(shù)據(jù)處理柳楊28南科院博士研究生水利水電工程數(shù)據(jù)處理蔡強24南科院工程師給排水原型觀測楊暢28南科院工程師測繪GIS蔣捷24南科院工程師水利水電工程原型觀測王龍26南科院工程師水利水電工程水質(zhì)分析邵婷婷26南科院工程師水利規(guī)劃報告編寫陳瑞26南科院工程師水利規(guī)劃外業(yè)調(diào)查趙洪波25南科院工程師水利工程外業(yè)調(diào)查孫建豪24南科院工程師市政工程模型構(gòu)建王瑯瑯24南科院工程師水利規(guī)劃報告編寫黎東洲26南科院工程師水利工程數(shù)據(jù)分析專題3坪山片區(qū)河道污染源調(diào)查與排放規(guī)律研究TOC o 1-5 h z研究背景24研究目標與內(nèi)容27研究目標27研究內(nèi)容27 HYPERLINK l bookma
34、rk16 預(yù)期成果及市場價值29預(yù)期成果29市場價值29 HYPERLINK l bookmark18 技術(shù)方案30技術(shù)路線30工作范圍47基礎(chǔ)資料48 HYPERLINK l bookmark26 前期工作基礎(chǔ)48 HYPERLINK l bookmark32 項目組織實施方式49時間計劃49研究團隊50研究經(jīng)費52為切實加大水污染防治力度,保障國家水安全,國務(wù)院于2015年4月頒布水污染防治行動計劃。主要目標是到2020年,全國水環(huán)境質(zhì)量得到階段性改善,污染嚴重水體較大幅度減少,飲用水安全保障水平持續(xù)提升,地下水超采得到嚴格控制,地下水污染加劇趨勢得到初步遏制,近岸海域水環(huán)境質(zhì)量穩(wěn)中趨好,
35、京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域水生態(tài)環(huán)境狀況有所好轉(zhuǎn)。到2030年,力爭全國水環(huán)境質(zhì)量總體改善,水生態(tài)系統(tǒng)功能初步恢復(fù)。坪山河是東江淡水河一級支流,貫穿深圳市東北部坪山新區(qū),在深圳市境內(nèi)流域面積為129.4km2,占整個坪山新區(qū)面積的77%(其中78km2在基本生態(tài)控制線范圍內(nèi),51.4km2屬于建設(shè)用地)。坪山河流域位于北回歸線以南,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,雨量總體比較豐富、多年平均降水量約2101.9mm;但年內(nèi)降水時程分布極不均勻,近80%都集中在汛期(410月),其中46月主要是鋒面雨,710月多為熱帶氣旋、臺風(fēng)性降雨。坪山河流域地形以丘陵、臺地為主,丘陵山地面積約79km2,占流域總面積的5
36、9.5%。坪山河干流在深圳境內(nèi)長13.5km,有一級支流11條、二級支流3條(均源于干流右岸,如圖1所示)及其它雨源性、分散性的沖溝,集水面積最大支流赤坳水流域面積約40.2km2,其它河流集水面積均較小。由于流域、地表參差起伏、各支流集水面積小、河床比降大,源淺流急,匯流時間短,加之缺乏調(diào)蓄工程,故難以存蓄汛期集中性雨洪,地表徑流常以山洪形式出現(xiàn)、暴漲暴落,水資源有效利用率很低。因此,坪山河雖然地處華南濕潤區(qū),但非汛期或汛期無雨時段干流及各主要支流河道內(nèi)水流較小甚至處于干涸狀態(tài),甚至最起碼的生態(tài)、景觀用量也難以滿足。這一情況這嚴重影響了河流生態(tài)環(huán)境及水景觀,一直是坪山新區(qū)以至于深圳市河道綜合
37、治理中亟待破解的一個重要問題。同時,隨著深圳快速城市化進程,坪山新區(qū)經(jīng)濟迅猛發(fā)展,點源和面源污染物排放對坪山片區(qū)河道水質(zhì)的影響也起來越大,因此在長期以來面臨的河道季節(jié)性缺水的同時,還面臨著嚴重的水質(zhì)污染問題,河道淤積、黑臭導(dǎo)致的功能退化越來越突出,已成為制約坪山河流域生態(tài)文明建設(shè)的重大問題。圖1坪山河水系示意圖鑒于以上背景,深圳市天?。瘓F)股份有限公司承擔(dān)的“坪山新區(qū)雨污水管網(wǎng)工程(坪山片區(qū))EPC總承包項目(以下簡稱EPC項目)將坪山片區(qū)排洪渠整治作為重要內(nèi)容,涉及坪環(huán)社區(qū)、六聯(lián)片區(qū)、沙皇社區(qū)、沙湖社區(qū)等片區(qū)雨、污水分流工程及正坑村排水渠等二級及以下溝渠的系統(tǒng)整治,其內(nèi)容主要包括:雨水和污
38、水管網(wǎng)建設(shè)、河道整治、水生態(tài)修復(fù)、黑臭水體治理等。該項目已于2016年6月30日開展前期工作,計劃于2019年6月30日完工,使河道水質(zhì)在2019年達到不低于W類的標準(其中重金屬達到ni類)??紤]到坪山區(qū)是深圳全市經(jīng)濟版圖的新亮點和以“深圳智造”為特色的發(fā)展高地,同時立足于創(chuàng)建國家綠色低碳生態(tài)示范區(qū),故EPC項目絕不是傳統(tǒng)的河道整治,而是面向城市發(fā)展需求,在遵循人水和諧發(fā)展理念的前提下構(gòu)建具有生命力的城市健康河流,以帶動城市發(fā)展、提升坪山新區(qū)形象和品位。施康高架線(hlghtthlt,地面線(gmun丑戀蹄)地下線(umdergrcnind曲弱境)2維立體功能巨臺曲可道空間樹腌生物與人姬動的
39、山水揚走崎圖2坪山河片區(qū)河道整治目標定位示意圖生態(tài)復(fù)育察維河道服務(wù)提升對河道污染的來源進行解析是制定水質(zhì)改善和提升計劃的基礎(chǔ)前提條件,也是制定各類污染防治工程的依據(jù),此前對深圳城市點源污染和非點源污染負荷量及產(chǎn)污環(huán)節(jié)進行的分析研究獲得了許多有意義的成果,但對具體區(qū)域而言,難以建立各類污染源和河道水質(zhì)的對應(yīng)關(guān)系,這也使得污染削減措施的制定顯得相對籠統(tǒng),而且缺乏針對性。因此,以坪山河流域的具體片區(qū)為對象,分城區(qū)、非城區(qū)以及城鄉(xiāng)結(jié)合部等不同類型產(chǎn)污單元開展黑臭河道污染源解析工作并研究相應(yīng)的河道水質(zhì)響應(yīng)關(guān)系,對制定科學(xué)減排策略并使之具有切實可行具有十分重要意義。2研究目標與內(nèi)容 研究目標本項目將結(jié)合深
40、圳坪山片區(qū)水環(huán)境污染治理的實際需求開展相應(yīng)的源解析工作,為水質(zhì)深化改善提供理論基礎(chǔ)。研究目的是通過解析坪山片區(qū)城區(qū)產(chǎn)污單元代表河段-行政八路排洪渠,城鄉(xiāng)結(jié)合部產(chǎn)污單元代表河段-麻雀坑水,以及非城區(qū)產(chǎn)污單元代表河段-石井排洪渠的目標污染物的主要來源及負荷,重點分析城市下墊面地表徑流污染、污水截排系統(tǒng)溢流等外源污染的排放規(guī)律,以及河道底泥淤積導(dǎo)致的內(nèi)源污染特征,量化各污染源對總污染負荷的貢獻比率,建立河道控制斷面水質(zhì)對入河污染負荷的響應(yīng)關(guān)系,明確該區(qū)污染負荷削減和河道水質(zhì)改善關(guān)鍵策略。研究內(nèi)容圍繞研究目標,本項目擬從四個方面開展研究工作,從坪山片區(qū)城市河道的外源和內(nèi)源兩個方面對污染來源進行解析。外
41、源方面包含了內(nèi)容1城市下墊面地表徑流污染排放規(guī)律研究,主要針對面源中的降雨污染負荷進行研究;內(nèi)容2主要是分析雨期截污管道溢流排放規(guī)律,主要針對面源中由降雨引起的管道溢流污染負荷;內(nèi)容3是面向點源污染來源,在集中性點源截排控污的基礎(chǔ)上,開展偷排漏排點源污染調(diào)查;內(nèi)容4主要是面向城市河道內(nèi)源污染,研究底泥分布特征和淤積規(guī)律,為河道清淤等內(nèi)源污染治理措施提供數(shù)據(jù)支撐。具體研究內(nèi)容如下所述:(1)城市下墊面地表徑流污染排放規(guī)律研究收集整理土地利用資料,對行政八路排洪渠、麻雀坑水以及石井排洪渠3個匯水單元下墊面進行精確解譯,以功能區(qū)為單位(城區(qū)、非城區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部等),劃分面源污染負荷的主要下墊面類型(
42、道路、屋面、綠地等);優(yōu)化布 設(shè)研究區(qū)河道及城市地表徑流監(jiān)測點,開展完整降雨過程不同類型景觀單元徑流過程和污染負荷過程監(jiān)測,分析面源負荷在不同雨型、下墊面特征及氣象資料(晴天數(shù))等環(huán)境條件影響下的累積與沖刷規(guī)律;根據(jù)產(chǎn)流產(chǎn)污單元,建立研究區(qū)的面源污染負荷模型,確定面源污染負荷貢獻及時空分布特征,分析河道水質(zhì)對面源污染負荷的響應(yīng)過程。(2)雨期截污管道溢流排放規(guī)律分析在沿河截排干管或箱涵內(nèi)沿程設(shè)置監(jiān)測點位,分雨前、雨后監(jiān)測截排系統(tǒng)的污泥淤積厚度,采集淤泥樣品,分析目標污染物濃度,確定截排干管的污泥量、污染物沉積通量;針對行政八路排洪渠、麻雀坑水以及石井排洪渠,在溢流排放口設(shè)置監(jiān)測點,在暴雨徑流沖
43、刷期間,對溢流污染的負荷過程進行持續(xù)監(jiān)測,同步連續(xù)監(jiān)測降水徑流過程中的控制河道斷面的流量和水質(zhì),結(jié)合原污水水質(zhì)、污水處理廠尾水水質(zhì)、初期地表雨水徑流水質(zhì)等數(shù)據(jù),分析河道水量水質(zhì)對溢流污水負荷過程的響應(yīng)過程。(3)漏排點源污染負荷估算分別在行政八路排洪渠、麻雀坑水以及石井排洪渠上下游控制斷面布置流量水質(zhì)監(jiān)測斷面,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù),估算各城市河道主要斷面的污染負荷通量;結(jié)合水系集中點源污染負荷的調(diào)查,估算對行政八路排洪渠、麻雀坑水以及石井排洪渠偷排漏排點源污染負荷量,明確其入河方式和排放時空規(guī)律。(4)底泥分布特征和淤積規(guī)律研究通過底泥采樣調(diào)查,分析對行政八路排洪渠、麻雀坑水以及石井排洪渠底泥淤積厚度
44、、空間分布,以及不同深度底泥的物理、化學(xué)和生物特性、污染物含量和成分等,揭示典型底泥釋放區(qū)的底泥分布特征和淤積規(guī)律。3預(yù)期成果及市場價值預(yù)期成果(1)完成行政八路排洪渠、麻雀坑水以及石井排洪渠面源污染排放規(guī)律研究報告1份;(2)完成行政八路排洪渠、麻雀坑水以及石井排洪渠漏排點源及內(nèi)源污染調(diào)查報告1份;(3)培養(yǎng)碩士研究生1名;(4)共同發(fā)表國家級核心論文1-2篇。市場價值本項目立足于坪山片區(qū)實際情況,緊密圍繞坪山片區(qū)河道綜合整治的核心需求開展,深入分析深圳市坪山河面源、漏排點源以及內(nèi)源污染排放規(guī)律,預(yù)期研究成果將兼具先進性和實用性,可直接為深圳市天健集團開展坪山河流域水環(huán)境綜合治理提供理論依據(jù)
45、和參考。鑒于預(yù)期成果的技術(shù)深度以及坪山河水環(huán)境綜合治理在深圳乃至全國的典型性、影響力,預(yù)期成果的推廣應(yīng)用前景廣闊,在深圳以及全國其它流域河道水環(huán)境綜合整治、城市水系污染負荷的評估和控制、海綿城市規(guī)劃建設(shè)等相關(guān)領(lǐng)域具有較好的市場價值和前景,有助于使深圳市天健(集團)股份有限公司在流域綜合治理領(lǐng)域占據(jù)技術(shù)高地。4技術(shù)方案4.1技術(shù)路線通過對行政八路排洪渠、麻雀坑水以及石井排洪渠面源、溢流、漏排點源以及內(nèi)源污染負荷的原位監(jiān)測,重點分析漏排點源污染、下墊面地表徑流污染、污水截排系統(tǒng)溢流等外源污染以及河道底泥淤積的內(nèi)源污染排放規(guī)律,并分析各污染來源與河道水質(zhì)的響應(yīng)關(guān)系,對行政八路排洪渠、麻雀坑水以及石井
46、排洪渠主要污染物進行來源解析與空間展布,總體思路如下圖3所示。河道監(jiān)測點布設(shè)匯水單元分區(qū)典型匯水單元選擇河道控制點流量與水質(zhì)監(jiān)測監(jiān)測布點監(jiān)測方案監(jiān)測頻率采樣方法統(tǒng)計分析徑流系數(shù)產(chǎn)污系數(shù)率定匯水單元污染通量估算河道控制點污染通量計算實測數(shù)據(jù)與估算數(shù)據(jù)相互驗校受納水體與匯水單元響應(yīng)關(guān)系污染負荷空間展布污染負荷種類污染負荷通量污染負荷來源圖3污染排放規(guī)律研究技術(shù)路線項目主要實施方案如下章節(jié)所述:4.1.1城市下墊面地表徑流污染排放規(guī)律研究方案匯水區(qū)和產(chǎn)污單元劃分(1)匯水區(qū)劃分首先根據(jù)深圳市地形和雨污水收集系統(tǒng)的現(xiàn)狀和規(guī)劃情況,對行政八路排洪渠、麻雀坑水以及石井排洪渠邊界和匯水面積進行界定。進一步根
47、據(jù)水系組成情況進行匯水區(qū)(子流域)的劃分。(2)產(chǎn)污單元劃分其次根據(jù)排水系統(tǒng)信息劃分產(chǎn)污單元。首先研究產(chǎn)污單元內(nèi)降水徑流路線圖,分析雨水排污和污水排泄管網(wǎng)的關(guān)系;產(chǎn)污單元的范圍首先參考城市排水管網(wǎng)分布圖。針對產(chǎn)污單元內(nèi)的降水徑流路線,對于有完善雨水排水管網(wǎng)的產(chǎn)污單元,只需實際考察,確認管網(wǎng)設(shè)計圖和實際施工完全一致即可。對于雨水排水管網(wǎng)不完善的產(chǎn)污單元,可以根據(jù)城市大比例尺地圖(如1:5000,1:2000或1:1000)的等高線特征,結(jié)合實際考察,繪制降水徑流路線,需要時可在降雨期間采用示蹤法確定。并注意雨水排泄和污水排泄管網(wǎng)的關(guān)系。再通過實際考察,確認圖上的范圍與實際完全相符。(3)功能區(qū)和
48、下墊面劃分一個較大的產(chǎn)污單元往往由一些不同的功能單元構(gòu)成。按污染物來源、種類、產(chǎn)生與運移特征,可以將產(chǎn)污單元劃分為幾種功能區(qū):學(xué)校、機關(guān)、科研、商業(yè)、居住、工廠、農(nóng)田及其他。研究產(chǎn)污單元內(nèi)部的功能分區(qū)圖和下墊面類型圖,調(diào)查各功能區(qū)和下墊面類型的面積、人口及其分布、工業(yè)生產(chǎn)情況污染物排放情況及與點源和面源有關(guān)的人類社會經(jīng)濟活動狀況。城市地面由各種人工構(gòu)筑物組成,不同類型的下墊面在降雨下產(chǎn)生的污染物種類和數(shù)量不同,為了提高污染物總量的統(tǒng)計分析精度及分析污染物產(chǎn)生的運移規(guī)律,需要將產(chǎn)污單元內(nèi)部劃分為以下不同類型的下墊面,并在典型產(chǎn)污單元內(nèi)選取不同地面類型3個監(jiān)測點:屋頂:無屋架、有屋架道路:水泥路面
49、、瀝青路面、簡易公路、人行道綠地:人工草地、自然草地、人工林地、自然林地、農(nóng)田結(jié)合河流水系的分布,根據(jù)產(chǎn)污單元劃分,建立產(chǎn)污染單元和污染控制河段的對應(yīng)關(guān)系,為污染源精細化解析及河道水質(zhì)響應(yīng)研究提供基礎(chǔ)。下墊面地表徑流污染監(jiān)測方案針對坪山河流域降雨徑流特征,根據(jù)監(jiān)測區(qū)域的多年降水資料,分析降水的年際變化和年內(nèi)分配,降水強度分布特點確定監(jiān)測頻率。在降雨情景下,連續(xù)監(jiān)測一個完整降雨事件中降雨、地表徑流和水質(zhì),同時監(jiān)測河道控制斷面的流量、水位和水質(zhì)。采樣點布設(shè):選擇3個有代表性的典型產(chǎn)污單元:1、城區(qū)產(chǎn)污單元代表河段:行政八路排洪渠;2、城鄉(xiāng)結(jié)合部產(chǎn)污單元代表河段:麻雀坑水;3、非城區(qū)產(chǎn)污單元代表河段
50、:石井排洪渠,進行降雨監(jiān)測和徑流、產(chǎn)污系數(shù)率定。在匯水單元內(nèi)同時監(jiān)測5個點,包含屋面、道路、綠地、耕地4種不同城市下墊面,和2個河道上下游控制斷面。監(jiān)測內(nèi)容:河道斷面的水量水質(zhì)以及4個下墊面徑流的水量水質(zhì)。監(jiān)測頻次:根據(jù)深圳市季節(jié)特性,本項目共進行2次降雨監(jiān)測,行政八路排洪渠、麻雀坑水以及石井排洪渠降雨徑流監(jiān)測同步進行。根據(jù)已有的資料和研究初期的監(jiān)測資料,判斷不同空間區(qū)域或城市功能區(qū)的水文-污染負荷特征曲線。以特征曲線為量度,初步確定出各監(jiān)測點不同雨次的監(jiān)測取樣頻率。每次降雨過程按照流量消長曲線在每個采樣點至少采樣20次,初期徑流的采樣頻率根據(jù)降雨強度調(diào)整,1-5分鐘一次,之后半小時一次,至徑
51、流結(jié)束。因此每次降雨15個點同步監(jiān)測共計采樣300個。監(jiān)測方法:下墊面以功能區(qū)為單位,各選取監(jiān)測點一個。屋面徑流的收集方法是:在樓頂雨水管道出水口處放置收集瓶,收集樓頂流出的雨水。路面徑流的收集方法為:在路面上的雨水下水井內(nèi)安裝與井口同尺寸的容器,當路面產(chǎn)生徑流時匯聚進入該容器中。草坪徑流取樣點設(shè)在地勢最低處埋入一收集瓶,瓶口同地面齊平,瓶壁與周圍土壤緊密封好,以使草坪坡上徑流流入瓶中。由于草坪土質(zhì)松軟,絕大部分雨水都滲入地下,徑流量較少,因此徑流收集非常困難,選取受納河道附近的草地區(qū)域并在其雨水井進行收集。在控制斷面測定斷面形狀、水位和流速來確定河道流量;對水體的基本物理性質(zhì)(如溫度、水位、
52、流量等)進行現(xiàn)場測定,同時記錄采樣點周圍的環(huán)境狀況、采樣時的天氣狀況,以便于對檢測結(jié)果進行分析;降水量利用城市氣象監(jiān)測站資料進行分析。監(jiān)測指標:監(jiān)測的水質(zhì)指標主要包含:DO、pH、COD、TN、TP、NH3-NNO2-、NO3-、PO43、TSS、重金屬。由于目前我國還沒有制定城市面源污染監(jiān)測標準,污水綜合排放標準GB8978-1996中也沒有考慮城市面源污染問題。水樣分析方法將根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-2002)對監(jiān)測點開展重要水質(zhì)指標分析。其中涉及的項目與檢測方法見表1。表1地表水環(huán)境質(zhì)量標準中的基本水質(zhì)指標及檢測方法檢測項目檢測方法水溫、pH、電導(dǎo)率、DO、濁度YSI現(xiàn)場測定
53、(美國維賽公司)COD滴定法TSS重量法TN(以N計)過硫酸鉀消解-紫外分光光度測定NH4-N離子色譜法(戴安2000)硝酸鹽(以N計)離子色譜法(戴安2000)TP(以P計)過硫酸鉀消解-鉬抗比色正磷酸鹽鉬抗比色任務(wù)方案:監(jiān)測河道斷面的流速、水深、PH、DO、電導(dǎo)率和采集水樣600ml。監(jiān)測頻次:降雨初期根據(jù)雨強大小每30min采樣一次,之后每1-2小時采樣一次,連續(xù)監(jiān)測至入河徑流結(jié)束。監(jiān)測下墊面的水質(zhì)、水量和采集水樣。監(jiān)測頻次:在降雨初始的前30min內(nèi),根據(jù)降雨強度,每隔1-5min采樣一次,并記錄采樣起止時間,3060min內(nèi)每隔10min采樣一次,60min后每30min采樣一次至降
54、雨徑流結(jié)束。監(jiān)測溢流口的淤泥厚度、流量、水質(zhì)和采集水樣。監(jiān)測頻次:在降雨初始的前30min內(nèi),每隔5min監(jiān)測并采樣一次,3060min內(nèi)每隔10min采樣一次,60min后每30min采樣一次至降雨徑流結(jié)束。設(shè)備配置:6個流速儀;6臺便攜儀器測量DO、PH和電導(dǎo)率;6把標尺;6個采水器;6把卷尺;1個鐵勺(用于溢流口監(jiān)測);足夠多的礦泉水瓶、手套、打印的詳細點位圖、記錄紙和筆、雨衣雨靴、頭燈。人員配置:每個人負責(zé)一項監(jiān)測任務(wù),相近點位進行機動配合。監(jiān)測點位示意圖:同步監(jiān)測點位包含:行政八路排洪渠、麻雀坑水和石井排洪渠上下游控制斷面共6個河道監(jiān)測點;屋頂、道路、草地、農(nóng)田各選取一個共4個城市下
55、墊面監(jiān)測點;由于行政八路排洪渠、麻雀坑水和石井排洪渠正在規(guī)劃鋪設(shè)雨污水管網(wǎng),因此本次原型觀測僅選取1個現(xiàn)有的排污管口進行溢流監(jiān)測,共計11個降雨期間同步觀測點;河道控制斷面同非雨期監(jiān)測。城市下墊面和溢流口具體位置如下圖所示:雨期同步觀測點位圖/S或三(深圳市坪山區(qū)不晌范用笄啕干涌本項目二然司道支謊好支濟道路:屋頂:綠地:農(nóng)田:溢流口:樣品保存:所有采集的水樣保存于有冰袋的保溫箱中,每24h應(yīng)將上述采集的水樣保存于冷凍冰箱中(預(yù)先就近尋找冰箱放置樣品)。樣品匯總后帶回分析測定或送樣進行測定。下墊面地表徑流污染負荷模型由于在任意一場降雨引起的地表徑流過程中,降雨強度隨機變化,徑流中污染物的濃度隨時
56、間變化很大(呈數(shù)量級的變化),所以污染物的濃度可采用溫徑流平均濃度EMC(eventmennenttn)這一概念進行計算。EMC的計算方法是用總污染物量除以總的徑流量,其公式為:任意一場降雨引起的地表徑流中排放的某污染物質(zhì)的質(zhì)量除以總的徑流體積??捎孟率奖硎荆篗TCQdtEMCyt-VTQdtt0t式中:M為某場降雨徑流所排放的某污染物的總量,g;V為某場降雨所引起的總的地表徑流體積,m3;Ct為某污染物在t時的瞬時濃度,mg/L;Qt為地表徑流在t時的徑流排水量,m3/s;T為某場降雨的總歷時,s。在實際情況下,在采用公式計算的過程中,實測的徑流量和污染物的濃度數(shù)據(jù)經(jīng)常是非連續(xù)的。所以在實際
57、應(yīng)用中采用下式來近似計算值,即將整個降雨過程分為段,在每一時段取一次水樣,測其污染物的濃度,并測出該時間段的徑流量Vj,由下式計算EMC值:nCVEMCifjjnVjj式中,Cj為第j時間段所測的污染物的濃度,mg/L;Vj為第j時間段的徑流量,m3,一般按兩個樣品采集時間間隔之中間值劃分流量區(qū)間(平均分割法);N為時間分段數(shù)。那么一場降雨徑流全過程的污染物質(zhì)量負荷可由EMC與總降雨徑流量之積表示:LTiCQdt(EMC)TiQdt(EMC)Vit,it,iit,iiio,o,本項目使用EMC值的計算方法計算不同下墊面降雨徑流中污染物的平均濃度,再對不同功能區(qū)進行比較,找出其空間分布規(guī)律,以及
58、各種下墊面對降雨徑流污染負荷的貢獻比值,為污染源解析奠定基礎(chǔ)。雨期截污管道溢流排放規(guī)律分析實施方案(1)管道溢流和污泥淤積監(jiān)測方案在坪山河水系內(nèi)選取一段典型的管網(wǎng)排水系統(tǒng),沿河段選取1個節(jié)排干管或箱進行溢流水質(zhì)的監(jiān)測。并對檢測結(jié)果與匯水區(qū)內(nèi)排放污水以及徑流雨水水質(zhì)進行對比分析。采樣點布設(shè):在行政八路排洪渠、麻雀坑水、石井排洪渠,選取一個點進行溢流監(jiān)測,取樣點設(shè)在合流制排水系統(tǒng)某泵站附近,調(diào)查泵站服務(wù)面積以及主要收集區(qū)域內(nèi)污水來源。合流制排水系統(tǒng)晴天污水經(jīng)泵站提升后進入附近污水管網(wǎng),而雨天雨污水則經(jīng)排澇泵站強排進入受納河道。本研究于選取位于溢流口附近的箱涵,以便很好地收集CSOs。監(jiān)測內(nèi)容:降雨
59、前后溢流水質(zhì)水量以及箱涵內(nèi)污泥淤積厚度和淤泥污染物濃度。監(jiān)測頻次:根據(jù)深圳季節(jié)特性,項目共進行2次溢流監(jiān)測,行政八路排洪渠、麻雀坑水以及石井排洪渠同步進行降雨徑流期間的溢流監(jiān)測,可根據(jù)人工分配情況考慮與面源監(jiān)測同步進行。旱季時監(jiān)測研究區(qū)域管道污水流量水質(zhì)及其管道內(nèi)污泥淤積厚度和污染物濃度,每2h于研究區(qū)域管道出口斷面測量淤泥厚度一次,并分別采集污水水樣和淤泥樣一次,共采集24h,總計12個樣品,同時監(jiān)測流速、流量、水深指標。降雨前監(jiān)測河道本底值,即未降雨前河道水體污染物濃度值,降雨過程中監(jiān)測檢查井內(nèi)徑流水量及污染物濃度。降雨期間采用人工采樣的方式,采樣頻率為:在降雨初始的前30min內(nèi),每隔5
60、min采樣一次,3060min內(nèi)每隔10min采樣一次,60min后每30min采樣一次至降雨徑流結(jié)束。監(jiān)測指標:淤泥指標包含淤泥含水量、COD、TN、TP、NH3-N、NO2-、NO3-、PO/、有機質(zhì)、重金屬含量。水質(zhì)指標包含DO、pH、COD、TN、TP、NH3-N、NO2-、NO3-、PO43、TSS。(2)溢流污染負荷解析污水截排系統(tǒng)中污染物來源是一個復(fù)雜的過程,包括口常污水、徑流雨水和管道沉積物都會對其做出貢獻,而徑流雨水還來自屋頂、道路、庭院等不同的下墊面等,甚至連管道破損、地下水等都會對溢流污染物性質(zhì)造成影響。研究用質(zhì)量守恒法對CSO中污染物來源進行了解析,其主要原理在于將每一
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