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1、1引调海水对宝安中心城区河道影响研究引调海水对宝安中心城区河道影响研究梁彬锐（深圳市水务规划设计院，广东 深圳 518001）摘要：摘要：宝安中心城区位于深圳市西部，濒临珠江口，区域内河道污染严重，且直排珠江口海域。由于该区域内河道基本为感潮河段，同时基流量远小于沿河污水排放量，造成河道内污水受潮水顶托，形成污染物随潮水涨落难以排放，并且咸水容易使污水在下游段蓄积沉淀。通过引调海水对河道进行补水研究，我们可以初步判断该区域河道治理的一个方向。关键词：关键词：水环境、感潮河段、水质、引调海水、水质监测、模型计算、模型验证、参数率定、合理性分析、消除黑臭1 引言引言宝安中心区是继深圳福田中心之后，
2、深圳投入最大城市建设项目，是惟一的滨海次中心，同时也是深圳航空海港对外的门户所在，其城市形象和地位不断提升的同时，改善与之不协调的水环境现状已到了刻不容缓的地步。目前规划和正在部分实施的污水收集处理、再生水回用等工程措施，在时效性上来说，远期其作用将逐步显现出来，但在短期内还不能完全满足改善水环境的需要，尤其是感潮河段，就更难在短期见效。针对改善宝安中心区水环境这一难题，市、区各级政府已经做了不少工作。目前已完成的固戍污水处理厂日处理能力近期 24 万 m3/d，规划远期处理能力为 55 万m3/d，服务范围涵括整个宝安中心区；同时规划建设的固戍再生水厂，近、远期规模分别达到 10 万 m3/
3、d、20 万 m3/d，并且铺设管道将 9.3 万 m3/d 再生水回用到河道上游的非感潮河段。所有这些工程在将来实施之后，可以在一定程度上改善水质，但特区内的截污经验告诉我们，感潮河段的问题及其复杂，单纯靠截污工程，还是难以完全达到“水清”的目标。宝安中心区水环境的恶化，已成为建设“和谐深圳、效益深圳”的突出矛盾，降2低周边居民的生活质量和严重影响宝安中心区形象，宝安中心区水环境的改善受到了深圳市政府的高度重视和社会各界的强烈关注。因此，为更有针对性地对该片区的水环境治理提出解决思路，展开宝安中心城区的河道水环境研究作为以后的工作提供一个重要参考。2 区域现状水环境分析区域现状水环境分析此次
4、研究范围为宝安中心城区，研究对象包括流经宝安中心城区，水环境改善最迫切的河道。根据城市规划、区域内地势走向及补水需求的迫切程度不同，初拟铁岗排洪河、西乡河、西乡大道分流渠、咸水涌、新圳河及双界河等作为本次研究的对象。图 1 宝安中心区水系图表 1 河道特征参数表河名流域面积 (km2)感潮河长 (km)平均河宽 (m)河口高程 (m)感潮水量 (万 m3)双界河3.61 4.588-1.67.3新圳河19.32 3.2635022.8西乡河74.19 5.3435-1.537.4咸水涌8.77 2.817-2.33.9铁岗排洪河6.90 4.65200.218.62.1 现状入河水体现状入河水
5、体入河水体包括基流、漏排污水、污水处理厂尾水、再生水补水。旱季进入河道的污水主要是直接排放入河道的漏排污水和污水处理厂尾水。研究范围内有固戍污水处理厂，但固戍污水处理厂建在固戍村西海岸，尾水未进入河道。32.2 现状入河水质现状入河水质对研究区域的 5 条河流及大铲湾港池的水质现状进行了监测。于每条河流的河口和上游河段(感潮位置附近)以及港池的湾口与湾中分别进行水质采样分析，采样按涨潮与退潮分别进行，代表一个潮周期的平均水质状况。监测水质指标共 14 项，分别为 pH、SS、DO、BOD5、CODMn、CODCr、NH3-N、TN、TP、活性磷酸盐、无机氮、含盐度和水温。本文仅列举最大的西乡河
6、及其支流咸水涌的监测数据作为例子，另外其他河流水体基本呈黑褐色，有刺鼻恶臭味道，劣于地表水环境质量标准 （GB3838-2002）中的类。表 2 现状西乡河及咸水涌水质检测数据结 果西乡河环境水 3#咸水涌环境水 4#西乡河及咸水涌入海口 环境水 5#检测项目涨潮退潮涨潮退潮涨潮退潮pH6.756.816.986.986.987.10SS（mg/L）691625252551粪大肠菌群 （个/L）6.301082.901085.401055.401055.401052.40105DO（mg/L）0.20.22.372.372.370.43CODmn（mg/ L）48.246.69.829.829
7、.8212.5CODcr（mg/L ）707787376376376362BOD5（mg/L ）380480145145145130氨氮（mg/L）24.98823.0093.2773.2773.2779.694总氮（mg/L）26.4224.096.356.356.3510.23总磷（mg/L）1.971.770.470.470.471.47活性磷酸盐 （mg/L）1.130.710.270.270.270.69无机氮 （mg/L）25.623.04.554.554.559.76水温（）25.929.926.429.827.330.5盐度（）004284注：1.西乡河环境水 3#取样点为广深
8、公路跨西乡河桥上游侧，涨潮取样时间 22：35，退潮 取样时间 18：00。42. 咸水涌环境水 4#取样点为宝安大道跨咸水涌桥下游侧，涨潮取样时间 21：20，退潮取样 时间 16：00。 3.环境水 5#取样点为西乡河及咸水涌入海口，涨潮取样时间 23：10，退潮取样时间 15：25。 4.取样日期 2009 年 6 月 5 日，采样方式为瞬时随机采样。2.3 现状大铲湾水质现状大铲湾水质港池的现状水质监测资料按河流入海水域与湾中和湾口水域分别进行统计，河流入海水域按地表水类标准评价，湾中与湾口按海水四类标准评价。大铲湾港池水质检测数据见表 3。检测数据说明，现状港池水污染严重。各河流入海
9、水域的水质均劣于地表水类，属重度污染，其中 CODCr平均为类标准值的 5.38 倍。BOD5达 7.48 倍，NH3-N 为 5.20 倍，TP 为 3.35 倍。湾中和湾口的水质大部分指标同样劣于海水四类，其中 BOD5平均为四类标准值的 2.20 倍，活性磷酸盐为 3.18 倍，无机氮达 5.08 倍，只有 DO 和 CODMn在四类标准值以内。表 3 大铲湾港池现状水质检测资料统计分析水质监测点水质监测点 位置位置DOCODBOD5NH3-NTP活性磷活性磷 酸盐酸盐TN无机氮无机氮含盐度含盐度 (mg/L)西乡河入口1.403691386.700.970.488.297.166.0新
10、圳河入口0.2156.556.512.601.551.0213.5612.650.5双界河入口0.32120.53011.941.501.2412.9511.982.0湾中6.352.66141.640.240.213.952.459.0湾口5.581.9581.670.230.083.862.639.0地表水类 标准值240102.00.4/2.0/海水四类标 准值355/0.05/0.5/河口海岸平 均值0.64215.374.8310.411.340.9111.6010.602.8平均值/ 类标准值3.135.387.485.203.35/5.80/港池海域平 均值5.962.30111
11、.660.240.143.902.549.0平均值/四 类标准值0.500.462.20/3.18/5.08/注：1.DO 指标与标准值比为，标准值/监测值。2.含盐度单位为。3.河流入海口水质采用 CODcr评价，湾中与湾口水质采用 CODmn评价。53 水质改善目标水质改善目标本次研究根据工程的影响因素的复杂性分层次拟定水质目标。考虑到海水和淡水水质差别与指标不一致、近期水质指标全部达标的难度、达到水质各项指标的方法不同、河道景观用水的迫切需求，本次研究是在上述功能规划的基础上，控制部分水质指标，满足老百姓亲水需求。宝安中心区河涌上游功能区为一般景观区，水质目标为地表水环境质量标准 V类；
12、大铲湾为海洋港口水域，海洋开发作业区，水质目标为海洋水 IV 类。表 4 水质目标 单位：mg/L序号BOD5CODMn/CrDONH4-NTPTN感观大铲湾55350.42无异色、异臭、异味河道5105101.5350.40.824不黑不臭4 引调海水需水量分析引调海水需水量分析目前深圳 70以上的城市用水需要通过境外的东江引水，所以利用城市供水水源作为河道补水不现实。雨洪利用作为一种本片区的来说同样不现实，因为宝安中心区作为重度开发的经济发达区域，几乎到了无地可用的程度。根据规划，片区内规划有固戍再生水厂，然而其规划水量绝大部分用于市政，只有极少量补充到河道，可谓杯水车薪。宝安中心区濒临南
13、海珠江口水域，海水资源相当丰富，采用海水直接利用技术可节约沿海地区大量的淡水资源。这将有望改变沿海城市和地区的水资源结构，充分利用海水于非饮用水源，可有效缓解淡水资源紧缺问题，对经济和社会发展产生巨大影响。一方面起到示范作用并节约了大量的淡水资源，另一方面取得了可观的经济效益以及社会等综合效益。所以本研究以该区域近海海水作为引调水对象。4.1 引水水源水质监测引水水源水质监测深圳市宝安滨岸区距离伶仃洋东槽较近，伶仃洋东槽下游与香港吸水门、铜鼓水道涨潮沟相连，是伶仃洋的主要涨潮通道，其水质条件相对较好。西部海域固戍近海 2008 年水质检测资料统计分析见表 5。表 5 中数据说明，近海水质基本接
14、近海水四类标准，其中 DO、BOD5、CODMn、活性磷酸盐都优于四类，仅非离子氮和无机氮劣于四类，非离子氮为四类标准值的 1.77 倍 ，无机氮达四类6标准值的 4.87 倍。含盐度的年平均值为 11.1，枯季时最大达 18.1，汛期时最小仅 1.2。表 5 宝安中心区近海水质检测资料统计分析监测日期DOCODMnBOD5活性磷酸盐NH3-N非离 子氮无机 氮亚硝 酸盐硝酸 盐盐度4.226.800.641.200.0520.390.0152.470.411.6714.07.165.021.481.660.0210.400.0563.550.402.761.210.144.691.810.6
15、30.0110.010.00031.300.360.9318.1年平均值5.501.311.160.0280.270.0352.440.391.7811.1年平均值/海水四类值0.600.260.230.6221.774.87海水四类标准值3550.0450.0200.504.2 引调海水水量模型计算引调海水水量模型计算近远期截污率是影响引调水规模的最重要因素，根据深圳市相关规划，宝安中心区 20102020 年截污率可以达到 8590%。故本研究以截污率 8590%作为基础展开模型分析计算。4.2.1 数学模型的建立与验证数学模型的建立与验证（1）基本资料。大铲湾及河道地形资料采用 08 年测量 1：1000 地形图，伶仃洋海区采用 2008 年的海图；潮位资料采用珠江口赤湾、大虎、南沙、冯马庙、横门等潮位站，并通过分析选用各站其中半个月潮位过程作为典型过程线。-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.5124477093 116 139 162 185 208 231 254 277 300 323 346 369 392 415图 2 赤湾站 2005 年 1 月 18 日 9：002 月 4 日 23：00 潮位过程7（2）模型选用。为了较好预测工程后污染物浓度，选用包括河涌、大铲湾和伶仃洋一部分水域作为计算范围，本次研究选用 delft3D 模型中的
