水环境创优新路径：系统监测与模型评估的“天作之合”

本研究以大沙河流域为对象，以雨季水质达标为目标，提出协同治理、系统治理、精准治理、量化评估的规划策略，通过需求分析、本底调查、问题研判，运用模型情景分析方式，分区施策、精细评估、精准调度，提出定量化的规划方案及管理提升措施，谋划源头海绵-过程管网-末端截流-调蓄调度系统方案，创新“零直排区”理念对规划方案效果与工程实施效果进行量化评估，示范构建“厂网河城”相协同的全链条、精细化雨水径流污染系统化治理方案。

1，

监测分析与工况调查。

一方面，为掌握大沙河及其支流的水质水量晴雨天变化情况，我们重点分析了大沙河河口、11个河道断面、23个支流（基流释放）口、20个支流上游的监测数据。在晴天，通过对各断面水质优良情况进行排序，明确了寄山沟等支流及上游基流释放排口对河道水质的贡献，并确认在大沙河珠光桥-南坪快速路段，水体自净能力增强，水质逐步向好；在雨天，则通过分段水质分析，进一步明确各河段入河排口对河道水质的贡献度，上溯调查其可能存在的截流工况不佳、排水运管不畅等问题。

另一方面，为系统评价流域所涉水质净化厂的运行效能，我们重点对晴雨天进厂水质水量予以分析。以南山水质净化厂为例，将旱季晴天水量作为基准水量，得到2022年、2023年较基准水量分别增加2808万m3、4069万m3；将旱季晴天BOD作为基准负荷，得到2022年、2023年较基准负荷分别增加734.19吨、2200.83吨，说明南山水质净化厂处理量受降雨的影响正在进一步增高，同时初雨截流效果较2022年更加明显，降雨时能够将更多的污染负荷截流入厂。

同时，通过分段开展沿河箱涵水质水量在线监测，可初步估测右侧、左侧箱涵各段入汇水量，并根据《城镇排水管道混接调查及治理技术规程》（TCECS758-2020），利用电导率特征因子，明确箱涵各段排口入汇水质基本情况。在晴天，可分期形成大沙河左右岸箱涵入涵水质分布图，辅以箱涵降水位相关工作；在雨天，则可实时掌握箱涵内污染雨水变化情况，辅以精准截流与调蓄工作。

2，

溯源解析与组分构成。

经分析，在大沙河流域内，雨水径流污染负荷主要来自地表污染物累积冲刷、管道污染物淤积及混接污水。其中，地表污染物累积冲刷与下垫面类型、雨前干旱时间、人为活动及市政养护频次等有关；管道污染物淤积问题与排水管理、通沟污泥清运有关；混接污水则以漏排污水为主；与此同时，需关注管网高位溢流负荷量、污水系统入流入渗负荷量。因此，需开展源头下垫面-入市政排口-市政雨水管网关键节点-末端节点的全链条监测，将雨水径流污染负荷分为入雨水管网负荷、入污水管网负荷，对污染负荷组分予以估测。

以光前村片区为例，经分析，在89mm的降雨情景下，因村口雨水排口已实施截流，排入污水管网的雨水水量占比58.6%，COD负荷占比38%；排入雨水管网的负荷则以地表污染物冲刷、管道污染物淤积为主，雨水水量占比41.4%，COD负荷占比62%。

同理，我们分别对居住区、商业区、工业区等典型排水分区进行分析，整理发现了管道淤积往往与混接污水同步升高，地表污染与管道内污染比例相当等结论，对后续排水精细化管理、雨水径流污染精准截流提供了技术支持。

3，

模型模拟与总量分配。

首先，我们基于市政管网关键节点、雨水排放口、截流箱涵及河道断面的监测数据，搭建了精细化基础模型，并同步开展模型参数多重率定，建构本地适宜的流域水质水量模型参数，充分保障方案评估的准确性、可靠性，建立流域水质水量模型。

通过构建大沙河模型，我们可结合流域内已开展的相关工程，展开多工况模拟分析，对已有工程效果予以评估。以有/无调蓄池情景为例，在无调蓄池情景下，可模拟得到降雨时河道污染物变化呈现双峰波动的特征，雨强越大、污染越早，溢流点个数从下游（J8-J10）往上游递增，河道以氨氮超标为主；在有调蓄池情景下，则可得出在中小雨条件下，河道全段可控制在Ⅳ类水质等结论。

故在多情景模拟评估下，我们可以借助模型结果，谋划制定“厂网河城池”相协调的系统治理方案。为此，我们结合深圳市城镇雨源型河道的特点，提出将雨水径流纳入计量的水环境容量估测方法；并以环境容量为边界，定量分配源头、过程、末端污染负荷削减量，制定方案-目标相协同的治理方案。

其中，在管网完善方面，我们通过改进污水零直排区概念，明确了不同层级污水零直排区创建要求、评估验收办法，按照网格化、标准化方式，持续开展建设运行情况评价、整改、验收、复核，实现全周期、滚动式管理，持续提升排水系统运行效能。

在精准截流调度方面，我们则基于上述环境容量计算方法，创新提出流域TMDL理论，统筹考虑污水处理厂承载能力、降雨期河道水环境容量、雨水调蓄等因素，对雨水排口进行动态控制。通过降雨模拟，获得各主要河段任一时刻后续的污染负荷与环境容量增量变化曲线，据此确定径流污染控制时刻，实现雨水径流污染的精准截流与调度。

4，

工程建设与实施效果。

一是指导大沙河水环境治理工程建设。基于本研究，制定了大沙河流域水环境创优示范方案，不仅指导开展了排水系统全链条查漏补缺，推进面源污染精准治理，强化生态保护和修复等工作，并正在推进562处市政污水管网完善工程、75个精准截流排口改造工程、24万m3调蓄池建设等。

二是促进大沙河水环境质量持续提升。大沙河2021年全天候达IV类水质，2022年III类达标率88.6%，水质趋于优良；入选“广东省十大美丽河湖”，实现塘朗山-大沙河-深圳湾全线贯通，成为深圳首条山海通廊。

三是助力深圳出台文件做好排水管理。通过印发全市污水零直排区创建方案及技术指引，至2023年，完成零直排小区2.1万个，占全市小区总数的86.51%；完成零直排区面积370km²，占建成区面积39.92%。

因此，基于系统监测与模型评估的水环境创优路径研究，不仅创新了治理模式和技术方法，实现了精准治污、科学治污，取得了显著效果，更为深圳市深入打好污染防治攻坚战、建设高品质生态环境提供了有力支撑！

注：本文实景图片为文章配图，与项目实际交付无关

李亚坤，深规院市政规划研究院 主创工程师