汕头市上蓬围片区水环境综合治理工程设计方案研究

蚁晓达

(河南省水利勘测设计研究有限公司汕头分公司， 广东 汕头 515000)

汕头市位于广东省东部，韩江三角洲南端，北接潮州，西邻揭阳，东南濒临南海，素有“华南要冲，岭东门户”之称，是环珠三角、海峡西岸的重要城市和广东省距离台湾最近的城市。龙湖区地处汕头市的中心城区，区域面积为124.69 km2，辖金霞、珠池、新津、龙祥、鸥汀、外砂、龙华、新溪、新海和龙腾10个街道，龙湖区年末户籍总人口47.22万人。上蓬围位于韩江流域下游，地处韩江三角洲，是韩江三角洲六大围之一，属汕头市龙湖区，围内有外砂街道、龙华街道、新溪街道及新海街道等4个街道。上蓬围是由外砂河右岸防洪(潮)堤、新津河左岸防洪(潮)堤、金狮喉海堤和东海岸新城新溪片海堤构成的联围，其全长为45.57 km，其中海堤为21.63 km，江堤为23.94 km。汕头市龙湖区上蓬围涝沟渠系综合整治工程范围为新津河左岸堤围、外砂河右岸堤围和老海岸线组成的封闭三角区域，总集雨面积为46.23 km2，划分为三个片区，外砂片区(城排区)集雨面积为16.69 km2、新溪西片区(城排区)集雨面积为18.36 km2、新溪东片区(农排区)集雨面积为11.18 km2。工程总体布局分为排涝渠道工程、泵站工程、截污工程、生态景观工程，工程内容主要包括：(1)对上蓬围片区33条渠道进行清淤、岸墙新建与加固，卡脖子建筑拆除重建。(2)对上蓬围片区33条渠道进行截污，沿河新建截污管道。(3)对整治范围内23条排涝渠道两岸进行生态修复和景观绿化。(4)新建龙船洲泵站、双涵泵站及鸭母洲泵站等。工程建设工期为36个月，项目实施后可切实改善区域水环境现状[1-6]。

2.1 水利工程现状

汕头市现已建成各类蓄水工程524座，初步形成了防洪、排涝减灾体系。汕头大围由下蓬围、岐山围、四千亩围、鮀浦围(包括牛田洋)、乌桥岛5个围组成，围长92.592 km，其中防洪堤长49.198 km，防潮堤长43.394 km；
排涝面积152.99 km2。上蓬围原是单纯农业区，农业灌排渠系包括灌溉与排涝两部分，主要功能为解决上蓬围农田的灌溉和排涝。汕头大围堤防上现有进水闸10座、排水闸16座、排水涵127宗、电排站12座和交通闸145座。随着汕头大围防洪(潮)工程达标加固后，堤围基本满足防御50 a一遇洪水(堤库结合100 a一遇)，下蓬围、岐山围满足抵御100 a一遇潮水，四千亩围、鮀浦围(包括牛田洋)、乌桥岛满足抵御50 a一遇潮水。但堤围上存在许多缺口，未形成有效的防洪(潮)闭合圈。

2.2 易涝点现状

上蓬围现状大部分仍保留为现状农田，主要易涝点集中在外砂街道和新溪街道西部。外砂街道雨水沿地势就近汇入青年路西排沟、跑道西排渠、上东排沟、柯溪和直溪线，最终汇入涝沟后在龙船洲关排入新津河。直溪线、柯溪暗涵段沿线内陇村、林厝村、蓬中村、大衙村、富砂村、华埠村易发生内涝；
新溪街道西部雨水就近汇入涝沟、坞沟线、东坝线和中线排沟后在金丝喉关排入东西涌，下三合村、下头合村、中三合村以及六合村、六份村易发生内涝。

2.3 水质现状

根据对上蓬围排水区渠道水体水质检测结果(见表1)，按照《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)进行评价，上蓬围部分渠道为轻度黑臭及劣Ⅴ类水。36个水样中仅有14个水样水质优于Ⅴ类水指标，其余均为劣Ⅴ类，其中超标较严重的渠道有直溪线排渠，化学需氧量指标最高超标8.1倍，总磷指标最高超标6.0倍，氨氮指标最高超标3.8倍。除直溪线排渠外其余渠道主要是氨氮、总磷指标有不同程度的超标，主要原因是承接上游的生活生产污水以及周边农田面源污染，河道水质指标超标。

表1 上蓬围渠道水质检测结果

2.4 存在的问题

蓬围片区存在的问题主要为：(1)排涝渠沿线房屋临河而建，淤积、拥堵严重、局部堤岸未加固、破损，堤顶高程不满足设计标准，渠底长满杂草，影响区域防洪排涝能力。(2)河道淤积严重，水质泛黑，存在着生产生活污水直接排入河涌，水质恶化严重。(3)已建节制闸等不抗震，多年运行已腐蚀严重，存在安全隐患。(4)片区大部分居民管网建设为雨污合流，生活污水和工业废水经污水排口直接排入现状渠道，对现状水体造成严重污染。

3.1 总体治理原则及思路

基于“流域规划、综合治理”的思路，遵照“防洪排涝、水质改善、生态景观”三位一体的设计理念，在借鉴国内外成功治理经验的基础上，统筹考虑流域治污、生态景观，针对上蓬围流域现状排涝、截污问题[6]，通过渠道修复拓宽、重建、新建排涝泵站、堤岸覆绿及服务道路建设等实现河流综合治理的目标。

通过排涝渠道工程和泵站工程，合理提高排涝标准，扩大行洪断面面积，提高河道调蓄能力，确保洪水快速流入外江；
建设灌溉渠道，保证近期灌溉保证率，通过清淤、废弃闸涵重建、土堤石篱化，减少水头损失，提高渠道的输水能力；
然后通过截污工程将各个支流和干流的沿岸居民生活污水、工业废水、农业污水、生活垃圾及初期雨水等各种点源、面源污水截流纳入污水处理系统，在满足环境容量的基础上，实现水体收纳污染负荷的总量和浓度控制；
最后通过生态景观以渠道带状绿化梳理提升为主，结合沿线绿地进行景观节点营造，重振河流、让城市生活回归河流。

3.2 综合整治方案

工程总体布局分为排涝渠道工程、泵站工程、截污工程、生态景观工程。

(1)排涝渠道工程。渠道工程建设内容分为外砂片区、新溪西片区、新溪东片区三部分区域。工程范围内渠道总长101.4580 km，需要整治渠道总长83.3582 km，其中外砂片区整治的渠道总长37.4305 km，新溪片区整治的渠道总长45.9277 km。外砂片区整治排涝渠(见表2)为青年路西排渠、青年路东灌沟等17条排渠灌沟；
新溪西片区整治内容为涝沟、丁字型灌沟等9条排渠；
新溪东片区整治内容为海灰涵线、银湖线等7条排渠灌沟。根据实测渠道断面图，结合原河道的断面形式、两岸地形、用地规划等，设计排涝渠道采用墙式护岸和生态护岸形式，灌溉渠道采用墙式护岸。渠道工程设计墙式护岸采用重力式挡墙、波浪桩挡墙、仿木桩支护和C25混凝土护坡，生态护岸设计采用生态框式挡墙、生态透水砌块、草皮护坡复式断面和生态连锁砖护岸，保持河道的生态环境。同时对不满足要求的渠系建筑物进行重建或者维修加固，对原建筑物过水能力、结构等进行复核。整治后外砂片区、新溪西片区满足城市涝区20 a一遇，24 h暴雨1 d排干设计标准；
新溪东片区满足农田涝区10 a一遇标准，24 h暴雨1 d排干设计标准。

表2 排涝渠道工程建设范围表

(2)泵站工程。泵站工程主要为龙船洲泵站、双涵泵站及鸭母洲泵站，总建设规模为94.21 m3/s，龙船洲泵站按城区满足20 a一遇24 h暴雨1 d排干；
双涵泵站及鸭母洲泵站按农田区满足10 a一遇24 h暴雨1 d排干。龙船洲泵站，设计流量为70 m3/s，泵站安装2240ZLK19.3-2.9(0°)型立式开敞式轴流泵机组4台，设计扬程2.9 m，配额定功率为900 kW的同步电机，总装机3600 kW。双涵泵站设计流量为21.21 m3/s。工程采用闸站一体化进行布置，4孔闸，单孔5 m，水泵机型：1000ZP-160(0)，总装机8×132 kW。鸭母洲泵站工程采用闸站一体化进行布置，总装机容量310 kW，装机台数2台，水泵采用单机容量155 kW 的一体化闸门泵，单机设计排涝流量为1.71 m3/s，水泵型号800HNZP-50J(0°)，叶轮中心高程-0.55 m。泵站包括引渠、清污机闸、前池、进水池、泵房、出水池、出口引渠、穿堤涵洞、副厂房、安装间等组成。

(3)截污工程。截污工程是对片区现状城市污水收集系统的补充完善，对直排入整治河道内的污水进行截流，来减少对现状水体的污染。结合国内外现有污水厂建设情况、当地经济条件，工程截流管道截流倍数取n0=2.0，采用雨污分流的形式建设污水管网。根据污水产生量计算，中心城区总污水量为72.2万m3/d，人均综合污水量为437L/(cap·d)，建设用地污水量模数为5088 m3/(d·km2)，面积比流量为0.589 L/(s·hm2)。针对现状排污口较多、零散且大部分排污口较小，采用分段汇合后再截流进截污主管管网。工程建设内容新建截污管道共计20.41 km，设计管径为DN200-DN600的污水截污管道。

(4)生态景观工程。针对现状河道的分布位置结合城市上位规划分析，对于河道建议分段式河道生态修复策略，结合水生态修复的原则，通过驳岸，亲水空间，舒林绿化等多种形式的空间来整体修复河道水系，通过运用丰富的植物种类，形成丰富多彩功能多样的复层人工植物群落。本工程绿化设计总面积约为170 428 m2，其中河渠景观绿化面积为169 095 m2，景观节点面积为 1333 m2，设计内容主要为沿河景观绿化带，主要功能为汇集场地周边地表径流美化河道周边景观环境，同时还为周边居民提供观光休闲的场所。

3.3 效益分析

生态效益包括直接使用价值、间接使用价值、选择价值和存在价值。工程实施后，恢复灌溉面积3133.3 hm2，种植水稻480.0 hm2，养殖约2706.76 hm2，结合灌区的特点，改善灌溉提高单产的效益从灌区水量是否满足要求、种植农作物的种类等综合考虑，效益分摊系数采用0.2、增产利润依据调查按15%的产值计，生态效益约为8000万元/a。本工程为社会公益性质的水利工程，集排涝、截污、生态景观建设为一体的综合性工程，保护涝区内人民的生命和财产安全，为社会经济发展构筑了重要的安全屏障，改善了人民生活环境，提高了人民生活质量，同时也带动了地区投资建设。经济内部收益率为10.42%，经济净现值323 77万元，经济效益费用比为1.25，说明本项目经济评价指标较优越，有较好的经济效益，在经济上是可行的。

汕头市上蓬围片区水环境综合治理工程通过渠道工程、泵站工程、截污工程、生态景观工程等工程措施，对上蓬围片区进行水环境综合整治方案设计，实现外砂片区、新溪西片区城市涝区20 a一遇24 h暴雨1 d排干；
新溪东片区农田涝区10 a一遇标准24 h暴雨1 d排干的排涝标准；
项目可实现雨污分流，消除污水直排口，基本消除片区劣Ⅴ类水体。

随着人们生活水平的提高，对周边水环境要求越来越高，实现人与自然的和谐共处，构建美好生态景观，需要有关政府部门加大非工程措施与工程措施的投入，水环境综合整治是解决区域排涝、治污的关键性技术手段，在城市管理水平等方式未能解决当前存在的水环境问题，需建议尽快开展工程措施，同时应加强工程实施后的运行管理维护，共同保障水环境的持续改善。