美麗鄉(xiāng)村建設(shè)排水收集管網(wǎng)的設(shè)計思考
——以北京市某鎮(zhèn)為例

■ 王玉雙 嚴國培 任宇婷 付藝偉 高曉鳳

當今的美麗鄉(xiāng)村建設(shè)就是要適應(yīng)當前的主要矛盾，從發(fā)展方式上進行轉(zhuǎn)變，從人們關(guān)切的問題上入手。2013年，中央一號文件第一次提出了要建設(shè)“美麗鄉(xiāng)村”的奮斗目標，進一步加強農(nóng)村生態(tài)建設(shè)、環(huán)境保護和綜合整治工作；黨的十九大提出實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，明確美麗鄉(xiāng)村應(yīng)按照產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風文明、治理有效、生活富裕的總要求進行建設(shè)；隨后，中辦、國辦印發(fā)了《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動方案》。北京市為了全面貫徹落實黨的十九大和中央農(nóng)村工作會議精神，貫徹實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的有關(guān)部署，進一步規(guī)范和加強農(nóng)村地區(qū)污水收集處理設(shè)施建設(shè)，提高農(nóng)村地區(qū)污水收集處理能力，促進人居環(huán)境改善，實施《實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略扎實推進美麗鄉(xiāng)村建設(shè)專項行動計劃（2018-2020年）》，全面實施農(nóng)村地區(qū)環(huán)境整治，重點推進美麗鄉(xiāng)村創(chuàng)建工作，而雨水排除及利用、生活污水治理工程是美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的重要組成部分。

位于北京市城鄉(xiāng)接合部的某鎮(zhèn)梳理出了第一批實施的美麗鄉(xiāng)村建設(shè)示范村，項目涉及各村莊為該鎮(zhèn)第一批實施的示范村。目前，項目涉及的絕大多數(shù)村莊飲水安全能夠基本實現(xiàn)，但是排水狀況還是整體不容樂觀。為了改善此現(xiàn)狀，逐步實施農(nóng)村排水系統(tǒng)的升級改造，化糞池、接戶管系統(tǒng)、村外截污系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等相關(guān)工程陸續(xù)開始推進或?qū)嵤１敬未鍍?nèi)雨污水收集管網(wǎng)工程是“廠網(wǎng)一體”系統(tǒng)治理的重要組成部分，工程建設(shè)完成后可補齊各村排水收集、處理系統(tǒng)的短板，是完善農(nóng)村排水系統(tǒng)建設(shè)的一項重大舉措。

一、現(xiàn)狀及存在問題

項目所涉及規(guī)劃保留村、規(guī)劃過度村及規(guī)劃搬遷村三種類型，各村莊地形相對較平坦、居民居住分布比較集中，道路交通條件參差不齊，主街道道路較寬，但部分巷道較窄。各村莊的污水來源比較廣泛，包括廁所沖廁、洗滌、洗浴和廚房排水。大多數(shù)村莊已經(jīng)建設(shè)雨、污水收集管（渠），但管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)不完善，村內(nèi)部分污（廢）水尚未得到有效收集及處理，生活廢水僅通過街面潑灑、道路邊溝或路面等方式直接排放或就近排入河道，導(dǎo)致農(nóng)村水污染問題日益嚴重。

村莊現(xiàn)狀道路及雨污水排水現(xiàn)狀

經(jīng)過多次全面而系統(tǒng)的調(diào)研，該鎮(zhèn)各村已建部分管網(wǎng)存在如下問題：雨污水排水管未經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)計或設(shè)計不合理，如：管徑偏小，排水能力不足，管道經(jīng)常堵塞，雨季容易形成內(nèi)澇；管道坡度偏小，水流不暢；各類管道設(shè)置高度不合適，埋深淺或存在供水管在雨污水管道下部敷設(shè)，且管道基礎(chǔ)不符合設(shè)計要求；各類管道之間存在私接、混接、錯接現(xiàn)象；檢查井設(shè)置不合理，如支管接入、管道轉(zhuǎn)彎和長距離直管未設(shè)檢查井；部分村莊管網(wǎng)施工不規(guī)范、材料選擇不當，造成管道、檢查井虛接、漏接、破損漏水、堵塞等情況。合流管道（暗渠）的過流斷面尺寸較大、旱季污水流速較低，難以形成連續(xù)流，造成沉淀或者淤積；雨季時，在雨水沖刷作用下雨污水混合污水及沉淀物外溢流污染嚴重。

二、排水收集管網(wǎng)工程設(shè)計及思考

（一）工程設(shè)計

項目設(shè)計內(nèi)容為某鎮(zhèn)實施美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的各村莊街巷內(nèi)的雨、污水收集管網(wǎng)。該鎮(zhèn)域存在規(guī)劃保留村、規(guī)劃過度村、規(guī)劃搬遷村三種類型的村莊，各村莊在設(shè)計伊始時并無村莊規(guī)劃，美麗鄉(xiāng)村規(guī)劃編制與排水工程設(shè)計工作同步推進，設(shè)計與規(guī)劃承擔單位及時對接與反饋，使排水管網(wǎng)工程規(guī)劃和設(shè)計均更具有技術(shù)可行性、經(jīng)濟性合理性和可實施性。

根據(jù)不同的村莊性質(zhì)、排水需求、各村排水收集系統(tǒng)的現(xiàn)狀、地形地貌條件、道路布局、環(huán)境保護要求、各村排水收集管網(wǎng)實施難度等情況，本著因地制宜、一村一策、科學(xué)合理、經(jīng)濟高效的原則，進行本次新建或完善村內(nèi)雨污水收集管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計工作，與村莊其他相關(guān)工程配合，以期最終實現(xiàn)“雨污分流、小雨不積水、大雨不內(nèi)澇、污水不露天、不積存、不橫流”的目標。

具備雨污分流條件的村莊采用雨、污分流排水系統(tǒng)，對現(xiàn)有排水管道進行改建或新建。原合流制排水系統(tǒng)的合流管道作為雨水收集管，新建污水收集管道；原分流制排水系統(tǒng)復(fù)核其排水能力，根據(jù)實際情況對其進行改造或新建。優(yōu)先利用村外截污工程新建截污管道，收集的污水就近接入村外截污管道，雨水就近排入周邊水系。雨水排水管網(wǎng)在滿足排水需求的前提下，充分利用現(xiàn)有雨水管、合流管或雨水邊溝等排除設(shè)施的基礎(chǔ)上完善雨水排除管網(wǎng)，確保解決部分村莊存在的內(nèi)澇問題。對暫不具備雨污分流條件的村莊，采用雨污合流制排水系統(tǒng)、村外截污的方式建設(shè)合流制排水管網(wǎng)，通過截流、調(diào)蓄、處理相結(jié)合的方式，調(diào)高截流倍數(shù)，加強對初期雨水的污染防治，減少合流污水造成的污染，為居民排污創(chuàng)造良好基礎(chǔ)條件。進入截流干管的污水（合流污水）送到下游污水處理廠集中處理，此部分設(shè)計不在項目內(nèi)。

排水收集管網(wǎng)工程造價控制是本次設(shè)計的重點之一，應(yīng)全面考量影響工程造價的各項因素，合理確定管網(wǎng)工程設(shè)計規(guī)模，確定技術(shù)可行、經(jīng)濟合理、實施性強的技術(shù)方案，為政府部門決策提供充分有利的技術(shù)支撐。由于各村莊排水現(xiàn)狀存在的問題及實施條件不同，各設(shè)計的工程投資設(shè)計內(nèi)容略有差異?？偟膩碚f，項目在排水管道設(shè)計時充分考慮管材管件、附屬建（構(gòu)）筑物、管道埋深、基礎(chǔ)換填、管溝開挖支護、施工降水、現(xiàn)狀管線拆改、現(xiàn)狀雨水管線疏浚、穿越道路時的道路破壞與恢復(fù)或頂管施工等費用，據(jù)統(tǒng)計項目各村莊的排水管線單延米造價1500元～2500元。

村內(nèi)雨水溝

村外排水溝

（二）設(shè)計思考

1.統(tǒng)籌考慮設(shè)計方案

排水管網(wǎng)設(shè)計時應(yīng)從排水管網(wǎng)系統(tǒng)方案確定、設(shè)備材料采購、排水管道施工及運行管理等全生命周期統(tǒng)籌考慮制定設(shè)計方案。農(nóng)村污水具有很多與城市污水不同的特點，例如普遍具有水量小、水量變化大等特點，排水管網(wǎng)設(shè)計時應(yīng)充分考慮農(nóng)村污水特點開展工程設(shè)計工作。

2.重視基礎(chǔ)資料收集

排水收集管網(wǎng)工程設(shè)計時進行全面細致地現(xiàn)場摸排并獲得一手資料，對于后面設(shè)計工作的順利開展尤其重要。對收集到的設(shè)計基礎(chǔ)資料應(yīng)進行仔細研讀、深入評估，找出現(xiàn)存問題，結(jié)合項目整治目標，本著以問題和目標雙導(dǎo)向的原則開展排水管網(wǎng)工程設(shè)計工作。

3.排水管網(wǎng)系統(tǒng)方案及定線

在排水管網(wǎng)系統(tǒng)方案確定時應(yīng)充分考慮項目區(qū)地形條件、區(qū)域道路布局、工程實施特點、排水流向、水系分布、管線接駁及實施條件等多種因素，盡可能地在現(xiàn)有排水設(shè)施的基礎(chǔ)上實施小改動，按照接管短、埋深合理、盡可能利用重力自流排出的原則布設(shè)雨污水排水收集管道，不能重力自流排出的雨污水，充分考慮重力流與壓力流組合收集、負壓真空收集等幾種收集方式的優(yōu)缺點和適用性，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較確定雨污水的排除方式。項目由于地形相對較平坦，可以實現(xiàn)重力流排除雨污水的以自流方式排除，針對無法實現(xiàn)重力流排除的建設(shè)雨水提升泵站，為了防止內(nèi)澇問題可采雨水提升泵站方式壓力流排除雨水。

主干管網(wǎng)系統(tǒng)宜盡量避開村莊的主要通行道路，管線施工做到一次開挖、次序填埋、同步回填，減少重復(fù)工作量和基建投資，盡量減少管道施工對現(xiàn)有農(nóng)村交通的不良影響。另外，在敷設(shè)干管應(yīng)盡量避開房屋密集區(qū)域，并注意與房屋保持一定安全距離。

4.排水管線高程設(shè)計

管道埋深與工程造價、施工難易程度與施工周期等直接相關(guān)，所以管線高程總體控制與協(xié)調(diào)尤為重要，是排水管網(wǎng)設(shè)計的重點。項目排水管線高程設(shè)計滿足相關(guān)規(guī)范要求，有壓管讓無壓管、小管讓大管、支管讓干管；充分考慮防止路面荷載與冬季低溫環(huán)境破壞或?qū)е屡潘粫?。在設(shè)計過程中以本區(qū)域最大凍土深度為基準，綜合考慮排水去向、關(guān)鍵控制節(jié)點與起點埋深、道路高程及防凍的要求等多種因素，在保證管線敷設(shè)安全、順利排水的前提下科學(xué)合理地確定各管道埋深，降低施工土方量及節(jié)約提升動力費用，最終實現(xiàn)工程造價的經(jīng)濟性。

5.污水（合流制）排水管管道接駁

污水（合流制）排水管設(shè)計時要充分考慮與接戶管、現(xiàn)有排水管和村外截污管道的銜接問題。一般的排水管網(wǎng)系統(tǒng)包括接戶系統(tǒng)和戶外收集系統(tǒng)，項目排水管道設(shè)計時僅包含戶外收集系統(tǒng)，在村民戶外接戶管附近預(yù)留檢查井，方便出戶管接至本排水系統(tǒng)內(nèi)。

項目設(shè)計中考慮充分利用既有且排水功能良好的現(xiàn)有管道的排水能力，這就存在既有管線和新建管線的銜接問題。在管線排查過程中就應(yīng)對其輸送介質(zhì)、埋深、管材及附屬構(gòu)筑物、建設(shè)年代、運行狀況等進行全面細致的排查和了解，防止出現(xiàn)混接、錯接等現(xiàn)象。在滿足排水順暢及下游截污干管接管雙重需求的前提下，各村內(nèi)污水（合流制）排水管道設(shè)計埋深按宜不超過3m進行設(shè)計，盡量減少管道埋深來降低施工難度及工程投資。

6.管徑的確定及管材選擇

農(nóng)村污水普遍具有水量小、水量變化大特點，日變化系數(shù)在3～5之間，且夏季變化大于春（秋）大于冬季。應(yīng)充分考慮當?shù)氐慕?jīng)濟條件及衛(wèi)生設(shè)施的完善程度，結(jié)合規(guī)劃選用合理的用水定額和污水變化系數(shù)，從而確定合理的污水管管徑。雨水（合流）管道管徑的確定應(yīng)充分考慮雨水收集范圍及雨水重現(xiàn)期，合理劃分雨水排水分區(qū)，規(guī)劃保留村雨水管道重現(xiàn)期按3年而規(guī)劃過度村按1年、降雨歷時20min來確定雨水管徑。合流管管徑的確定應(yīng)避免淤積，有條件的村莊采用雨污分流制或管溝結(jié)合方式排除。

排水管管材選擇合理可有效降低管網(wǎng)工程投資，保障排水管網(wǎng)運行穩(wěn)定。結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，選擇具有足夠的強度、水力條件及密閉性好、耐腐蝕、抗沖刷、基礎(chǔ)簡單、接口方便、經(jīng)濟合理、施工及維護方便的管材。

7.附屬構(gòu)筑物的選擇

項目排水管道附屬構(gòu)筑物涉及檢查井，在檢查井的設(shè)計時綜合考慮了混凝土檢查井、塑料檢查井及模塊式檢查井的優(yōu)缺點以及項目村內(nèi)實施條件，在村內(nèi)主街道采用模塊式檢查井，在巷道內(nèi)采用施工周期短、占地面積小、密封性好的塑料檢查井，最大程度地減少施工對村莊居民生活影響。另外，由于檢查井深度較深，應(yīng)充分考慮安全問題，在檢查井內(nèi)配套設(shè)置防墜網(wǎng)。

8.防止二次污染問題

項目合流制排水系統(tǒng)中雨水口的設(shè)置充分考慮有效的污染防治措施，例如采用防臭雨水篦子且盡量遠離村民住宅門口等多種方式減輕環(huán)境空氣污染問題。

9.提高民眾參與度、加大宣傳力度、實現(xiàn)監(jiān)管并重

方案設(shè)計前充分與當?shù)卮迕襁M行溝通，了解排水管網(wǎng)現(xiàn)狀存在的問題，在方案設(shè)計時充分考慮村民的合理訴求。采用各種手段加大宣傳力度，調(diào)動村民的主觀能動性，積極主動參與到排水系統(tǒng)的日常維護中來，提高村民的參與度與獲得感。

與此同時，應(yīng)充分考慮管理機制與體制，本著“三分建、七分管”的原則，建立長效管護機制及責任制；落實專項資金，加強管網(wǎng)及附屬構(gòu)筑物的日常尤其是汛前的檢修與維護，定期檢查、疏浚，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，發(fā)現(xiàn)堵塞立即疏通，確保各排水設(shè)施運行良好、充分發(fā)揮其排水作用。