站内搜索:
欢迎访问广州市老科技工作者协会网站! 
  
   
   
10 科学评估广州近期治水效果
来源: | 作者:gzslx8 | 发布时间: 2016-07-27 | 3753 次浏览 | 分享到:

                     


 江修恭    教授级高工

 

前言:亚运会前后投入巨资进行大规模治水,实际效果在社会上有很多不同意见,但相当多缺乏深入调查研究和科学分析。本文从科学治水这一层面进行评估,希望引来各方参与总结,提高今后治水效果。

关键词:科学治水

亚运前后治水工程技术评估

当时制定的《广州市污水治理和河涌调水补水整治工作方案》在工程技术上采用了“截污清淤、雨污分流、堤岸建设”四部曲。后期增加了“群闸群控、水浸黑点治理和深隧工程”。现对治理成效逐一分析和评估。


1从越秀南、沿江路看到的东濠涌及支渠出口和渠口自动阀

二、雨污分流:“广州前些年对部分地区进行了雨污分流改造,但从实际效果看,并不理想,继续推进也难以为继。主要原因是老城区房屋密集,地下管线错综复杂,实施空间非常有限,且居民意见难以统一,整体改造难度大,造价极高。即便完成了改造,对后期管理的要求也很高,不允许出现雨水管和污水管混接的情况,在现实中监管难度很大。”﹝注1

雨污分流本身是一项好的技术,国内外都在大量采用,广州珠江新城、大学城也有成功经验。广州此次大规模治水之所以分不下去,主要是没有科学分析。广州有排水主干管五千多公里,支管和毛管加起来是主干管的几倍,想要全部分开,别说当时仅有一年多的时间,就是加多几年也做不到,难度被忽视必然难以为继。另外,对老城区分流资金估计不足,“在东濠涌实施雨污分流,需要投资16.13亿元”﹝注1﹞。即每平方公里投资1.45亿元,广州中心城区984平方公里,按东濠涌标准70%计算也要近千亿元。即使只改造一半也要近500亿。当时的360亿投资仅雨污分流也不够,所以作为治水核心技术提出全面雨污分流是不现实的。

三、清淤:河涌截污后,潮水进出段以上,不下雨就没水了,涌内长期集聚的垃圾、污泥暴露在阳光下,臭气加重。有关部门在提出截污的同时采用全面清淤措施,主要技术是在清除表面杂物之外,向涌底挖出深30厘米的污泥。干涌明挖、“湿涌”水下开挖。后来再发现清淤以后,新暴露的污泥依然黑臭。有少数涌采用建筑余泥回填覆盖。结果来水后因“渗透复臭”而放弃,清淤效果不理想,也是河涌黑臭“反弹”的原因之一。

造成这一后果的原因是对河涌污染程度的技术误判。当时认为河涌底部污染是颗粒沉积形成物,不会很深,所以叫“清淤”。因而忽略了污水下渗污泥加深的事实。广州河涌大多数是砂壤土,孔隙率较大,污水下渗深度与水压力和时间成正比。实际许多河涌在勘探阶段反映了污泥较深的情况。如二沙涌钻探资料记载最大污泥层7米,渗污层7.4米,污泥和渗污层平均深度4.142.26米。从典型ZK15钻孔柱状图清楚地看到污泥层深达4米,而且并没有淤高涌底,所以渗透污染才是主体。其它河涌治理成果都出现了相同的情况。如果把“清淤”改为“清污泥”是可以彻底清除底部污染的。但工程量巨大很难做到,而且涌底挖几米深。两岸侧墙支持被破坏,有坍塌安全风险。所以对待河涌底部污染,应从实际情况出发,采用相应技术措施。

ZK15钻孔柱状图(水上孔)

1副本四、调水补水:广州河涌大部分是“内涌”,上游天然来水很少,生活污水被截断以后没有潮水入涌段。无雨天就是干涌,污泥暴露在太阳光下,温度上升,臭气加重。所以提出对河涌调水补水,但周边没有详细的规划设计和全局补水安排。在治水过程中只做了三涌补水。“在珠江西航道建泵站抽水,从西向东建管道,向沙河涌、猎德涌、东坡涌补水,每天补水近20万吨。为留住中下游涌内水每隔一段距离设置橡胶堤等挡水建筑物,保留涌内一定水深,以营造水景观﹝注1﹞,对当时防止三涌中下游黑臭起了一定作用,但本身仍存在一些缺点,没有得到改善。

1.范围太少:只补中下游,上面依然无水。中下游采用的橡胶堤不耐腐蚀,很多被污水侵蚀而破坏。另外还有大批河涌无水可补,调水补水只是少部分线路,其它涌无水。

2.功能模糊不清:“设计要求每天早上6时至晚上8时补水20万吨如果是用来增加河涌内自净能力,要24小时不停有水向下流,如正常河流一样才会有好的效果。如果只是换水治污,那么几天甚至十几天换一次水就可以。珠江水质是四类水,不具备对河涌的净化条件,所以只能用于换水治臭。如只治臭就不需要每天20万吨补水量。泵站建设规模可大幅减少。“补水”“换水”一字之差多花了很多投资和运行费用。

3.补水水源没有明确规划:珠江水源充足,前后航道都可以利用。只要规划得当在江边建抽水泵站,相当多河涌都可以得到换水,如果前后航道结合,适当建一些补水管道,大部分河涌都可以得到补给。如仅用于换水防臭,泵站规模很小,可以节省大量投资。后来建设的白云湖和海珠湖,都是依靠抽珠江水“置换”才能保持长久不臭不黑,遗憾的是这种成功的经验没有很好地总结推广。

五、堤岸建设:在河涌整治的同时,进行堤岸建设是必要的。既可减少侧面粗率,提高断面过水能力,也可以优化两岸环境。但是建设过程中过度强调两岸景观,而忽视了排水功能,有的甚至减少了河涌排水能力。

1.当时基本采用单一浆砌石直立岸墙,很多为了减少占地和拆迁,岸  墙向涌内伸入,不同程度减少了断面过水面积。大多数浆砌石岸墙都没有用水泥砂浆护面,既能做到减少粗率的目的,又可以防止污水不向岸边两侧渗透的两个好处。

2.即建岸墙,就可以在墙顶部建实体或半实体栏杆。可以增加河涌过水能力和防洪水位。实际建设中不少追求景观,修建相当多栅格式栏杆。还有不少在岸墙顶建凹槽式花坛。每个花坛之间很多不连通,中间留有空隔,降低了河涌防洪水位。又容易将垃圾等杂物投入河涌。槽内多数是“勒杜鹃”,枝叶很快向涌内延伸,而且水面相当多被杜鹃覆盖变得很窄,将来被全覆盖也有可能,小的河涌就会什么地方都看不见水面了。水景变花草是否合适值得商榷。

3.建亲水平台过多,成为一种“时尚”,而且相当多是伸入涌内建,缩减了过水断面。实际整治以后,大多数河涌最多只能维持不臭、不黑五类水,有不少还是劣五类。当时提出整治以后,可以下涌游水,至今未见下去。河涌很窄,到处可以看到水。花那么多钱建亲水平台,值得商榷。

硬化堤岸一旦建成,河涌过水断面就固定了。所以必须坚持保留和扩大河涌过水断面提高排水和蓄水能力的原则,遗憾的是这方面坚持不够。

.群闸群控:由省水科所负责的科研项目,海珠区三个互相连通的河涌,采用水闸从前后航道利用不同潮差,调动涌内水进出珠江,进行水体置换。实验结果证明置换率最高可达50%,这对减少三条河涌污染起了很大作用,操作得好可以不建泵站换水,“三五”成群,叫群闸群控。但如何在其他河涌应用没有认真研究和推进,应该规划建设一系列江边水闸和通向内涌的管道,才有可能利用潮差进行水体置换。广州比上海利用潮差建几十座控制闸,并实现自动化管理和控制相差甚远﹝注4﹞。

七、水浸黑点治理:201057日暴雨,广州内涝灾害史无前例加重,“水浸”黑点比历年增加89个。治理办法采用从低洼地区抽水到本流域或附近流域,以免除水浸。解决了部分地区水浸,但又出现了新问题。据媒体报道,治好的黑点,另一场暴雨又“失守”,不少地区又出现新的黑点。如原来华师受浸后,把水排入暨大地区,201057日暴雨从来不受浸的暨大,一夜之间成为水塘,后来整治又将暨大水排入谭涌。是否会出现新的灾害,备受业内人士关注。

广州中心城区排水标准都不高,都没有接纳外水的能力,抽排低洼地区水排入河涌或其它地区,必然先解决好受水河涌的接纳能力扩充问题,否则会出现灾害的搬家。另外,“水浸黑点”的提法也不科学,改为“易涝点后,不仅可以包括已经被浸过的“黑点”,同样也包括了因为各种原因可能出现的水浸点。

八、深隧:在上述七项核心治水技术实践过后,实际效果并不够理想,且没有认真进行技术总结经验和教训情况下,急忙就引进深隧工程作为治污和排涝重要措施,规划90公里需投资250亿元。东濠涌1.7公里试验段投资7亿元,因为投资巨大、效益不清,引起了巨大的争议。而且在半公开讨论和专家评审过程中,科学论证不足的试验段就仓促开工建设。本来决定201310月开工,后来说13年底开工,到2014913日《羊城晚报》报道“试验段何时开工仍然未知”,时至2015年有人说已经开工了,为什么一个投资七亿的重大工程显得有点神秘?其中必有内因,从已经在网上公布的技术资料和工程效益进行技术分析,可以看出两个核心技术“治污和排涝”科学依据不足。工程效益不仅夸大,有的甚至是虚的。

1.“深隧建成后东濠涌排水标准,由现在的三年一遇提高到十年一遇”:广州市区排水标准是采用1小时最大暴雨设防,按广州雨水规划终审稿计算三﹝注2﹞年一遇一小时最大暴雨63毫米,十年一遇78毫米(见表一),如果深隧的蓄水容积能够高于东濠涌15毫米来雨似乎可以提高到十年一遇

广州不同时期降雨量(毫米)     表一

暴雨时间

P=1a

P=3a

P=5a

P=10a

一小时最大

50

63

69

78

但东濠涌设计深隧外径6米,内径5米。1.7公里长容积33388立方米,可以蓄存净雨量4.3毫米,降雨量6.1毫米。所以深隧充其量也只能将排水标准提高到五年一遇。而且其必要条件是在最大暴雨发生时蓄水。广州降雨历时很长(见表二)很难知道哪一个时段是最大暴雨,深隧蓄水功能如何能保证在一小时最大暴雨及时生效,实际操作几乎是做不到的。

广州2010年三场暴雨情况表           表二

时间

降雨总量mm

历时h

一小时最大mm

每小时平均mm

57

213

12

99.1

17.8

514

163

17

86.7

9.6

94

266

20

68.6

13.3

更令人不解的是为什么在向人大的报告中,没有提及东濠涌出口建有每秒排水56立方米排水大泵站和控制闸门。泵站每小时排水能力20万立方米,相当深隧蓄水量的6倍,而且连续不断,加上泵站完全可以做到空涌迎讯,利用涌内容积蓄水。只要雨水入涌,大泵站排水能力足够,又何须深隧蓄水?实际深隧提出的可以提高东濠涌排涝标准是不存在的。说东濠涌当前排涝标准是3年一遇也不合实际。

2.“深隧可消减流域内70%以上的初雨和溢流污染”﹝注1﹞:什么是初雨?暴雨一年中有多次,而且其时间间隔不确定。2010年就下了三场大暴雨,有时隔7天,也有相距四个月的,每次都历时在12小时以上,总量163-266毫米,平均每小时9.6-17.8毫米(见表二)深隧只能蓄存6.1毫米降雨量,远不能削减70%以上。

而东濠涌下游段宽30- 50米,深隧进水口以外还有大量污水向两侧和下游流动,还是要污染内涌景观。要削减流域内70%的初雨和溢流污水,很难做到。除非深隧段截住上游污水,限制流入深隧,但深隧只有3.3万立方米的容积,很容易蓄满,只有初雨只降10毫米,深隧才可能削减70%,溢流污水是随初雨一起入涌的,初雨的大小无法预测和控制,一般都是大于10毫米暴雨,深隧蓄水能力是固定的,而且很小,抽空滞留时间很长。所能起到的作用很小。

3.“可以使东濠涌每年开闸排洪40-50次,降至4-5次”降雨大到要入涌支管开闸排洪,是由降雨大小和次数决定。而且东濠涌上游2.62公里,延线未截污,渠箱作为雨污合流的通道,雨天需开启越秀桥外截污闸,致使上游污水直接进入南段河涌,严重污染下游水质及景观。深隧工程建在南段,其蓄水进口即使与截污闸连接,只要大于10毫米雨,就会因蓄满而流到下游,实际上每年大于10毫米暴雨不会只有4-5次。广州能够产生溢流有水排入河涌需要5毫米以上。而每年平均大于5毫米降雨次数在30次以内。东濠涌每年需开闸排洪40-50次,与现实不符。除非无雨期因上游污水太多,渠箱蓄满造成污水支管无法排入渠箱而被迫开闸排污水。如果是这样,越秀桥外截污闸的规模和功能值得研究,既然截污就在无雨期必须把污水全部截走,甚至可以截走“初雨”部分污水。如果是这样,深隧的作用就不是前面讲的仅截住初雨污合流水,还要增加无雨期开闸排出的污水,它的年抽水费用就不是现在计算的50万元,这种舍低求深的污水处理办法,就很值得研究了。所以当时有些专家提出的不如在南段渠底1-2米深建一条容积相同的渠箱,一样可以取代深隧的所有功能,其工程造价是深隧的一半以下,抽水相程从40米降为10米以下,电费和管理费都大减。但当时有人说以后治污“深浅”结合,为深隧辩解。居然得不到纠正。

东濠涌深隧试验段投资效益比(性价比)是很低的,必要性和可行性依据贫乏,,也没有推广价值。花七亿巨资建这样一个治污和排水方面功能都不高的工程试验,实在应当重新进行科学评审。

参考资料:

  深隧工程评审过程公布的网上资料

  广州市雨水系统总体规划(终审稿) 广州市城市规划勘察设计院

  广州市河涌整治规划               广州市水利水电勘测设计院

  水环境、水资源可持续利用与保护论文集(2007年 京、津、沪、穗、连科协论文集)

  广州市中心城区排涝问题调查研究   广州市老工程师协会

﹝注1﹞见参考资料①  ﹝注2﹞见参考资料②  ﹝注4﹞见参考资料④

 

   
最新动态
×