城市高密度建成區(qū)合流制溢流污染系統(tǒng)研究-黃孝河機(jī)場(chǎng)河水環(huán)境綜合治理項(xiàng)目實(shí)踐

1、城市高密度建成區(qū)合流制溢流污染系統(tǒng)研究-黃孝河機(jī)場(chǎng)河水環(huán)境綜合治理項(xiàng)目實(shí)踐中建三局綠色產(chǎn)業(yè)投資有限公司匯報(bào)提綱二目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析一項(xiàng)目背景四重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施三五工藝技術(shù)簡介黃機(jī)流域系統(tǒng)治理規(guī)劃漢口民生路民生路下水道（1927-1938年）漢口片區(qū)第一條現(xiàn)代結(jié)構(gòu)下水道，是武漢現(xiàn)代化排水體制的開端。建成區(qū)(合流排水體系)租界期至民國時(shí)期建設(shè)了大量的排水管涵，當(dāng)時(shí)雨水污水合流，排入長江及黃孝河。1970-1980年，黃孝河承擔(dān)130萬漢口居民生活污水和400家工廠企業(yè)廢水的排放。一、項(xiàng)目背景舟楫貿(mào)易明成化年間-清朝末期，四百余年，十八淌子黃孝河故道，水上交通便利了往來商賈。水利排洪市政排污1905年

2、，張之洞興建張公堤、岱山閘，交通之利轉(zhuǎn)為水利通道。黃孝河歷史變遷機(jī)場(chǎng)河分流工程（1984-2008年）：建設(shè)機(jī)場(chǎng)河分流工程（機(jī)場(chǎng)河箱涵和河道），解決城市內(nèi)黃孝河龍須溝及嚴(yán)重的內(nèi)澇問題。非建成區(qū)建成區(qū)(合流排水體系)排水改造時(shí)期黃孝河改造工程（1983-1990年）：由武漢市政府進(jìn)行，將黃孝河變成了地下河（蓋板河），解決了局部水體黑臭及交通問題。一、項(xiàng)目背景老城區(qū)(合流排水體系)新建城區(qū)(分流排水體系)1999年,黃浦路污水綜合治理深排入江工程，2015年提標(biāo)升級(jí)2007年，三金潭污水廠一期工程（30萬）2017年，二期工程（50萬）2006年，漢西污水廠一期工程（40萬）2016年，二期工程（

3、60萬）2017年，提標(biāo)改造工程污水系統(tǒng)建立時(shí)期漢口地區(qū)形成半合半分、從南至北的雨污骨干體系。2008-2009年，三閘連通工程：解決漢口舊城雨污通過新墩、黃家大灣、禁口三個(gè)通道排入金銀湖的問題，建設(shè)三閘連通工程和常青排水泵站。新墩閘禁口閘黃家大灣閘一、項(xiàng)目背景水環(huán)境綜合治理時(shí)期2017年，黃孝河、機(jī)場(chǎng)河水環(huán)境綜合治理工程一期（已完成）：部分截污、鐵路閘門的修建、補(bǔ)水工程、水質(zhì)應(yīng)急處理工程2019年，黃孝河、機(jī)場(chǎng)河水環(huán)境綜合治理工程二期（正在實(shí)施）：集水質(zhì)凈化、排澇提升、濕地景觀等多功能于一體的重大工程。解決污水治理系統(tǒng)歷史欠賬，改善市民生活環(huán)境，提高城市環(huán)境品質(zhì) 。一、項(xiàng)目背景水環(huán)境問題：應(yīng)

4、急處理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)低一、項(xiàng)目背景金 橋 大 道 黃孝河明渠起端鐵路橋地下凈水廠 （在建）黃孝河分散處理設(shè)施 （應(yīng)急）一期工程建設(shè)的分散處理設(shè)施，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)低，不能滿足明渠生態(tài)需水要求。鋼壩閘截留了黃孝河暗涵旱季來水，雨天超量的雨污合流水溢流如明渠，經(jīng)多年持續(xù)監(jiān)測(cè)，溢流進(jìn)入明渠的流量平均為42萬m/d ，最大可達(dá)61萬m/d ，遠(yuǎn)大于晴天溢流量，加劇明渠水環(huán)境污染。一、項(xiàng)目背景水環(huán)境問題：合流制溢流污染嚴(yán)重低排系統(tǒng)33.5平方公里高排系統(tǒng)17.9平方公里模型模擬-黃孝河匯水區(qū)總?cè)肓鬟^程與現(xiàn)狀泵站運(yùn)行疊加圖總排澇能力245m3/s總?cè)肓鞣逯?68m3/s泵站排澇能力不足黃孝河排水系統(tǒng)模型模擬-黃孝河縱斷

5、面最高水位線（50 年一遇24 小時(shí)設(shè)計(jì)降雨）明渠存在漫溢風(fēng)險(xiǎn)問題一、項(xiàng)目背景流域匯水面積大，排水調(diào)度模式復(fù)雜，河道排洪能力不能滿足城市發(fā)展要求，外排泵站能力及潛力均未達(dá)到最優(yōu)。水安全問題：河道行洪排澇能力不足流域內(nèi)管理主體多，調(diào)度運(yùn)行規(guī)則不明晰，外排泵站啟閉、鋼壩翻倒、憋水排水、水體排河與否需多單位協(xié)調(diào)管理。黃 孝 河建 設(shè) 渠一、項(xiàng)目背景水智慧問題：多頭管理，綜合調(diào)度不暢二、目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析水安全：黃孝河明渠滿足上游匯水區(qū)范圍50年一遇（24小時(shí)降雨）降雨徑流的行泄要求，機(jī)場(chǎng)河結(jié)合未來漢口深遂建設(shè)，遠(yuǎn)期綜合達(dá)到上游匯水區(qū)50年一遇排澇要求。水環(huán)境：黃孝河明渠水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到地表水V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，

6、力爭主要水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到地表水IV類標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)場(chǎng)河明渠水質(zhì)基本達(dá)到地表水V類標(biāo)準(zhǔn)。（24.4mm，65min 溢流頻次10次）溢流后3天恢復(fù)水質(zhì)。水生態(tài)：構(gòu)建良好的水生態(tài)自然生物群落，恢復(fù)生態(tài)自凈能力，遠(yuǎn)期逐步恢復(fù)黃孝河、機(jī)場(chǎng)河明渠的生態(tài)廊道功能。水景觀：景觀布局和諧一致，營造良好的景觀效果，充分展現(xiàn)黃孝河悠久的歷史文化底蘊(yùn)和未來的發(fā)展前景，構(gòu)筑人與自然和諧相處的城市生態(tài)河。水環(huán)境綜合治理二期工程目標(biāo)：二、目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析二、目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析方案編號(hào)斷面及暗涵尺寸泵站調(diào)度方案1現(xiàn)狀工況規(guī)劃工況2規(guī)劃工況規(guī)劃工況3現(xiàn)狀工況4突發(fā)工況5箱涵不擴(kuò)孔工況規(guī)劃工況6現(xiàn)狀工況7突發(fā)工況通過對(duì)斷面、水泵調(diào)度方式等

7、邊界條件進(jìn)行組合，模擬7種方案條件下河道行洪能力，明確現(xiàn)階段不擴(kuò)孔的前提下，通過合理調(diào)配可滿足防洪排澇要求。方案2 水位動(dòng)態(tài)圖二、目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析方案5 水位動(dòng)態(tài)圖二、目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析二、目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析通過管網(wǎng)數(shù)據(jù)、排口整理分析，選取2016年為代表年進(jìn)行溢流頻次模擬，臨界降雨（24.4，65），并形成了分流區(qū)、合流區(qū)暗涵的流量過程線，為后續(xù)溢流頻次模擬提供支撐。二、目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析年降雨強(qiáng)度及溢流量圖暗涵溢流量和暗涵出口水位圖全年模擬結(jié)果溢流8次。滿足目標(biāo)要求。二、目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析黃孝河暗涵入低位箱涵流量最大值32m3/s，而靠近調(diào)蓄池低位箱涵最大流量大于箱涵設(shè)計(jì)流量，實(shí)際運(yùn)行過程中，水力

8、坡度大于管道坡度，因此管道實(shí)際流量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)流量，且滿足溢流控制要求。低位箱涵起端和入調(diào)蓄池前箱涵流量二、目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析當(dāng)調(diào)蓄池水位到達(dá)最高允許水位即14.5m時(shí)，調(diào)蓄池進(jìn)入排澇模式，即開始后端低位箱涵直接排入府河，可滿足全年溢流小于10次的控制目標(biāo)。二、目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析二期工程實(shí)施前污染負(fù)荷二期工程實(shí)施后污染負(fù)荷二、目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析二期工程實(shí)施前污染負(fù)荷二期工程實(shí)施后污染負(fù)荷通過對(duì)工程實(shí)施前后污染負(fù)荷進(jìn)行專項(xiàng)分析，綜合考慮污水處理設(shè)施、CSO調(diào)蓄設(shè)施、生態(tài)補(bǔ)水設(shè)施等，結(jié)合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型率定，結(jié)果顯示河道明渠水質(zhì)滿足項(xiàng)目要求。二、目標(biāo)可達(dá)專項(xiàng)分析黃孝河機(jī)場(chǎng)河COD指標(biāo)分布圖三、工藝技術(shù)簡介

9、三、工藝技術(shù)簡介三、工藝技術(shù)簡介三、工藝技術(shù)簡介三、工藝技術(shù)簡介處理規(guī)模：10萬噸/天采用工藝：AAO+MBR出水指標(biāo)：一級(jí)A，主要指標(biāo)達(dá)到地表類水標(biāo)準(zhǔn)鐵路橋地下凈水廠華中地區(qū)首座完全地下的花園式凈水廠三、工藝技術(shù)簡介污泥脫水廠鼓風(fēng)機(jī)房MBR膜處理間AAO生物池生物除臭曝氣沉砂格柵格柵曝氣沉砂生物除臭AAO生物池MBR膜處理間污泥脫水廠三、工藝技術(shù)簡介處理規(guī)模：（25萬+10萬+10萬m3）+（6+4）m3/s采用工藝：調(diào)蓄池+高效沉淀池+精密過濾+紫外消毒出水指標(biāo)：COD100mg/L SS30（10）mg/L，TP1mg/L運(yùn)行方式：間歇運(yùn)行CSO調(diào)蓄及強(qiáng)化處理設(shè)施全國規(guī)模最大的CSO強(qiáng)化

10、處理設(shè)施CSO調(diào)蓄池強(qiáng)化處理設(shè)施三、工藝技術(shù)簡介三、工藝技術(shù)簡介機(jī)場(chǎng)河CSO調(diào)蓄及強(qiáng)化處理設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)模：10萬m3/日+4m3/s進(jìn)水方式：重力式自流建設(shè)形式：地上建設(shè) CSO 強(qiáng)化處理設(shè)施，地下建設(shè) CSO 調(diào)蓄池占地面積：約3.6公頃三、工藝技術(shù)簡介黃孝河CSO調(diào)蓄池調(diào)蓄規(guī)模：25萬m3/日建設(shè)形式：全地下式對(duì)上游約18.4 km2合流區(qū)雨天溢流污染的控制三、工藝技術(shù)簡介黃孝河CSO強(qiáng)化處理設(shè)施處理能力：6m3/s新建規(guī)模：88m3/s（7臺(tái)12.6m3/s）排澇規(guī)模：由245m3/s提升至295m3/s排澇標(biāo)準(zhǔn)：50年一遇亞洲規(guī)模最大的城市排澇泵站后湖二期泵站重建工程CSO調(diào)蓄池亞洲規(guī)模

11、最大的城市排澇泵站三、工藝技術(shù)簡介起排水位： 由18.15m降到15.65m 三、工藝技術(shù)簡介拓寬范圍：興業(yè)路以北至張公堤南側(cè)的后湖泵站攔污柵前，全長約 5 公里排澇標(biāo)準(zhǔn)：50年一遇設(shè)計(jì)參數(shù)：縱坡 i=0.02%，50年一遇水位19.643m黃孝河明渠拓寬工程黃孝河明渠鳥瞰圖三、工藝技術(shù)簡介王家墩污水泵站建設(shè)規(guī)模：2.5m3/s管線路由：進(jìn)水管道起點(diǎn)位于常青污水泵站東側(cè)的接管點(diǎn)；截污管道起點(diǎn)位于三環(huán)線南側(cè)的園博園內(nèi)的禁口箱涵，采用頂管施工；出水管道由王家墩污水泵站到張公堤北側(cè)的漢西污水處理廠進(jìn)水箱涵。三、工藝技術(shù)簡介三、工藝技術(shù)簡介機(jī)場(chǎng)河低位箱涵建設(shè)規(guī)模：15m3/s設(shè)計(jì)參數(shù)：尺寸43m，比降

12、0.5三、工藝技術(shù)簡介物聯(lián)網(wǎng)與智慧水務(wù)系統(tǒng)工程“物聯(lián)網(wǎng)+智慧水務(wù)”設(shè)計(jì)理念：監(jiān)測(cè)監(jiān)控預(yù)測(cè)預(yù)警在線智能管控考核評(píng)估信息發(fā)布與公眾互動(dòng)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要分為（6個(gè)系統(tǒng)）：監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信與指令傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)智慧水務(wù)平臺(tái)軟件系統(tǒng)調(diào)度指揮中心基礎(chǔ)軟件與機(jī)房系統(tǒng)三、工藝技術(shù)簡介智慧水務(wù)平臺(tái)軟件系統(tǒng)：增加預(yù)警 + 智能在線控制子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)真正“智慧水務(wù)”基礎(chǔ)信息管理子系統(tǒng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控平臺(tái)子系統(tǒng)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)警子系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理子系統(tǒng)管理評(píng)估子系統(tǒng)運(yùn)維管理工作子系統(tǒng)信息發(fā)布子系統(tǒng)公共服務(wù)子系統(tǒng)增項(xiàng)三、工藝技術(shù)簡介難點(diǎn)1：現(xiàn)有明渠斷面有限情況下如何提升排澇能力？ 老城區(qū)合流制高占比情況下如何控制雨天溢流污

13、染？策略：模型搭建與模擬校核 （1）明渠拓寬、后湖泵站抽排能力提升 （2）上游調(diào)蓄、中途箱涵轉(zhuǎn)輸、末端調(diào)蓄及強(qiáng)化處理地表產(chǎn)流模型地表匯流模型水動(dòng)力模型搭建管網(wǎng)水利模型明渠、箱涵斷面尺寸泵站、調(diào)蓄池規(guī)模模型模擬及校核四、重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施后湖泵站建設(shè)前機(jī)場(chǎng)河溢流污染控制方案難點(diǎn)2：城市建成區(qū)用地緊張情況下如何破除鄰避效應(yīng)？策略：實(shí)地考察、借鑒優(yōu)化 鐵路橋地下式凈化水廠（生物除臭） 常青地下式CSO調(diào)蓄池（離子除臭）鐵路橋地下凈化水廠效果圖常青地下CSO調(diào)蓄池效果圖三面環(huán)路，距居民樓一墻之隔A2O+MBR工藝+生物濾池除臭四、重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施難點(diǎn)3：旱季無天然補(bǔ)給水源情況下如何解決水資源短缺問題？策

14、略：統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，中水回用 機(jī)場(chǎng)河（漢西污水廠尾水提質(zhì)回用） 黃孝河（鐵路橋污水廠尾水回用）機(jī)場(chǎng)河補(bǔ)水示意圖黃孝河補(bǔ)水示意圖四、重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施難點(diǎn)4：如何提升深基坑施工進(jìn)度降低汛期影響？策略：型鋼組合內(nèi)支撐施工 常青CSO調(diào)蓄池（深14.7m、跨度53.7m）預(yù)期成果及效益：深基坑大跨度型鋼組合內(nèi)支撐施工工法（預(yù)計(jì)節(jié)省工期20天左右）型鋼立柱圖型鋼內(nèi)支撐整體平面圖（中部支撐+邊角斜撐，受力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) ）四、重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施難點(diǎn)5：流域子項(xiàng)多，在復(fù)雜工況條件下如何迅速調(diào)度？四、重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施水環(huán)境數(shù)學(xué)模型構(gòu)建研究基于水環(huán)境數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)可達(dá)性研究基于水環(huán)境數(shù)學(xué)模型的智慧水務(wù)運(yùn)營管理研究智慧水務(wù)運(yùn)營

15、管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、預(yù)警、動(dòng)態(tài)管理模塊策略：預(yù)期成果：搭建智慧水務(wù)運(yùn)營管理系統(tǒng)，服務(wù)于運(yùn)營調(diào)度難點(diǎn)6：如何保證老城區(qū)合流制排水溢流污染水質(zhì)處理達(dá)標(biāo)？四、重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施CSO排放標(biāo)準(zhǔn)研究CSO處理工藝包研究策略：預(yù)期成果：發(fā)布CSO排放地方標(biāo)準(zhǔn)及基于排放目標(biāo)可達(dá)的溢流污染控制技術(shù)機(jī)場(chǎng)河CSO處理工藝（預(yù)處理+化學(xué)絮凝強(qiáng)化一級(jí)處理+紫外消毒+污泥濃縮、機(jī)械脫水及外運(yùn)）快速沉沙槽、粗格柵、調(diào)蓄池細(xì)格柵曝氣沉砂池高效沉淀池（加介質(zhì)）快速過濾濾池（預(yù)留）紫外線消毒渠污泥濃縮池儲(chǔ)泥池污泥脫水車間難點(diǎn)7：全地下式污水處理運(yùn)行管控經(jīng)驗(yàn)不足，如何提升運(yùn)營效益？四、重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施基于Biowin系統(tǒng)的精準(zhǔn)曝氣工藝研

16、究基于防止膜堵塞與相膜腐蝕的高效精準(zhǔn)除磷系統(tǒng)研究基于合流制污水的改良釋氮循環(huán)生物脫氮工藝研究基于多工藝組合的全過程臭氣控制系統(tǒng)研究策略：預(yù)期成果：通過技術(shù)優(yōu)化，降低運(yùn)行成本，提升項(xiàng)目運(yùn)營收益PO4-P設(shè)定加藥泵化學(xué)除磷反應(yīng)池PO4-P水量QXPQ污水廠排口TPTP設(shè)定PLC藥池精準(zhǔn)除磷投藥控制系統(tǒng)（過程+排口反饋）四、重難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施五、黃機(jī)流域系統(tǒng)治理規(guī)劃三閘聯(lián)通箱涵三閘聯(lián)通箱涵黃孝河明渠黃孝河暗渠有免責(zé)達(dá)標(biāo)無免責(zé)達(dá)標(biāo)提質(zhì)增效補(bǔ)短強(qiáng)弱五、黃機(jī)流域系統(tǒng)治理規(guī)劃處理提標(biāo)中水回用雨污統(tǒng)籌水質(zhì)提升科學(xué)分區(qū)源末共治五、黃機(jī)流域系統(tǒng)治理規(guī)劃2022年水質(zhì)明顯改善，主要指標(biāo)達(dá)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）V類2025年至2025年底，水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）V類，部分水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）IV類標(biāo)準(zhǔn)；2035年至2035年底，水質(zhì)達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）IV類標(biāo)準(zhǔn),恢復(fù)河道水生態(tài)系統(tǒng)，健全河道生態(tài)服務(wù)功能，打造“藍(lán)綠交織，清新明亮”的健康水系格局，打造國際城市