摘要 黄孝河位于湖北省武汉市汉口中心片区，历史悠久，承载着武汉市的沧桑巨变，伴随城市的发展，水环境逐步恶化，目前已然成为影响城市形象的黑臭水体，合流制排水系统污水在雨季发生的溢流(CSOs)是主要因素。工程通过对黄孝河CSOs污水截流、调蓄、处理等有效治理措施，将污染物削减后再行排放，年溢流频次控制在10次以内，可有效缓解 CSOs污染。
关键词 合流制溢流 CSOs污染特点 CSOs污染控制设计
1 项目背景
1.1 黄孝河的历史溯源黄孝河至今已有500多年历史。明崇祯年间，为治理汉口 每 年 累 遭 汉 水 和 府 河 泛 滥 之 危 害，修建袁公堤，汉 水 主 流 改 道，堤 外 形 成“十 八 淌 子”，淌子较窄 且 浅;清 咸 丰 十 一 年，汉 口 开 辟 租 界，为便利运输，将连接“十八淌子”的河港扩宽，成为一条河流，形成了一条横卧汉口北部长12.4km、宽10m 的河道，以黄陂、孝感各取一字得名黄孝河。后因汉口数百个湖泊被填，地区面积扩大了两倍，黄孝河的通 航 功 能 丧 失，逐 渐 沦 为 城 市 的 排 水 通道，且由于 其 自 然 坡 度 小，排 水 能 力 不 足，每 遇 大雨，便污水四溢，渍水成灾。1983年，武 汉 市 政 府决心彻底根 治 黄 孝 河，将 京 广 铁 路 以 南 地 区 河 道改为箱涵，铁 路 以 北 地 区(向 北 流 至 府 河)仍 保 留明渠形式，经 过 8 年 时 间，最 终 形 成 了 5.3km 城市地下箱涵与5.4km 黄孝河明渠，大大缓解了排渍问题，见图1。
1.2 黄孝河系统的排水现状黄孝河为城市内河，承担着汉口东部48.5km2城区的雨污水排放任务，服务人口110万，其中京广铁路以南地区为合流区，面积约为19km2，雨水经黄孝河箱涵排入黄孝河明渠，合流制排水系统旱流污水通过在箱涵出口处设置截污闸拦截并通过污水泵站提升至三金潭污水处理厂。京广铁路以北地区为分流区，黄孝河明渠为其雨水受纳水体。
1.3 黄孝河水环境现状黄孝河历经数次整治，但水环境仍然较差。按照《城市黑臭水体整治工作指南》给出的黑臭水体污染程度分级标准，黄孝河属于城市黑臭水体。造成黄孝河黑臭的原因复杂，包括污水截流不彻底、雨天合流制污水溢流量大、内源污染严重及缺乏生态补水等多个因素。治理也需遵循“适用性、综合性、经济性、长效性和安全性”原则，采用控源截污、内源控制、生态修复、活水循环等技术措施从根本上解决黄孝河的黑臭。本文主要着重阐述控制雨天合流制溢流(CSOs)污水对黄孝河明渠污染的问题。
2 黄孝河合流制溢流(CSOs)污染控制
2.1 CSOs污染特点黄孝河排水系统合流片区位于中心城区，属于老城区，建设密度较高，合流制管网改为分流制实施难度极大，暂时保留其合流制排水管网相对合理，但与此同时也带来了合流制溢流污染问题。在降雨(或融雪)期，由于大量雨水流入排水系统，合流制排水系统内的流量超过截污流量时，超过排水系统负荷的雨污混合污水便会直接排入受纳水体，这被称为合流制管道溢流(CombinedSewerO-verflows，简称 CSOs)[1]。合流制管道溢流不仅会严重影响水生生物的生长繁殖，造成水体富营养化，污染受纳水体，尤其是对自净能力弱、环境容量较小的城市内河，将对其水生态环境产生致命的破坏，直接将其变为黑臭水体，对城市居民的健康产生不利影响，制约城市的可持续发展。
2.2 黄孝河 CSOs污染治理思路黄孝河污 水 系 统 内 现 有 1 座 处 理 规 模 50 万m3/d的三金潭污水处理厂，配套建设的污水泵站有铁路桥泵站、建设渠泵站、塔子湖泵站和石桥泵站等，其中铁路桥泵站位于合流制管道系统末端(暗涵末端，明渠起端)，合流制污水若不能被该泵站抽排则会翻越明渠点水闸，溢流进入黄孝河明渠起端，污水处理厂和泵站的位置分布如图2所示。
3 黄孝河 CSOs控制设施的具体设计
3.1 CSOs进口节制闸进口节制闸既能保证合流制污水优先进入污水处理厂，又可将污水处理厂消纳不了 CSOs污水接进截污箱涵(将明渠起端的水位控制在泵站正常吸水最低水位与明渠起端水闸不发生溢流水位之间，最大程度的减少溢流的发生)。
根据运行工况及现场安装条件，选用占地较小布置更灵活的液动下开式堰门，闸门尺寸 B×H =4000mm×3000mm，安装在截污箱涵的进口处。由于合流制污水进入 CSOs截污箱涵之前已经过一道粗格栅，因此本工程 CSOs截污箱涵起端不再另设格栅。
3.2 CSOs截污箱涵根据实际情况，参考欧美国家相关标准，合理确定污染控制目标，如溢流总量控制率、溢流次数、溢流污染总量等。根据降雨资料筛选出满足控制目标要求的临界降雨，根据降雨量及暴雨强度，初估调蓄池容积和截污箱涵过流能力，通过水力模型模拟试算修正，最后采用多年实际降雨资料进行模型验证。设计断面尺寸B×H =4000mm×3000mm;设计水力坡 度 为 0.7‰;设 计 过 流 能 力 22 m3/s;全 长5km。
3.3 调蓄池设调蓄池1座，设计有效容积V=25万 m3，平面占地面积3.4万 m2，有效水深7.3m，分为5个蓄水室。将调蓄池分格的目的旨在适应多种雨情，提高调蓄池及其设备的有效利用率、降低能耗、方便调蓄池运维及管理。分格后，前2个蓄水室利用率较高且存储 CSOs污水也较脏、污染物相对集中。
CSOs调蓄池内的设备相对较少。其中关键设备为冲洗系统设备，若不能进行有效的冲洗，池底出现淤积，清洗难度大，且淤积的污泥厌氧发酵也会释放有毒有害气体，其中厌氧发酵产生的甲烷为易燃易爆气体，为运营带来巨大风险。为了保证其正常工作，每次蓄水结束后对池体污染物的清洗至关重要;需 要 配 备 冲 洗 效 果 好、自 动 化 程 度 高 的 冲 洗工艺。
4 结语
合流制污水在雨季溢流至黄孝河，是导致其成为黑臭水体的主要原因之一，本工程通过对 CSOs污水进行调蓄处理，将其净化达标后再行排入水体，解决了合流制溢流造成的污染;而面源污染也是黄孝河黑臭的成因之一，欲从根本上解决黄孝河的黑臭还需对沿河雨水排口进行初雨弃流，实施海绵措施，解决面源污染。
此外，黄孝河黑臭水体的治理需要将 CSO 调蓄与处理系统与排水管网、城污水提升泵站、市污水处理厂、末端抽排泵站联合优化调度，综合把控，发挥每项设施的最大能量，来确保黄孝河水质长治久清，还自然之汩汩绿水。
参考文献
[1] 徐一茗.合流制管道溢流的影响因素及其污染治理措施[J].山西建筑，2010，36(34)：170-172.
[2] ChebboG.Solidsinurbanwetweatherdischarges：character-isticsandtreatability[R].Paris：EcoleNationaledsPontsetChaussees，1992.
《武汉市黄孝河合流制溢流污染控制系统设计》来源：《给水排水》，作者：孙 巍，张文胜。
