研究合流制排水管網(wǎng)雨污分流改造策略

【摘要】在現(xiàn)階段我國城市化發(fā)展中，各個(gè)城市對于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都提出了更高的要求，除了要滿足基本城市運(yùn)行需求外，往往還需要體現(xiàn)出更強(qiáng)的現(xiàn)代化以及節(jié)能效益，這也就需要圍繞著一些傳統(tǒng)滯后的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行改造優(yōu)化。目前，我國城鎮(zhèn)現(xiàn)有的排水體制有兩種：分流制和合流制。合流制排水系統(tǒng)是最常見的一種排水系統(tǒng)，因?yàn)閾碛辛颂嗟暮狭餍再|(zhì)的排水系統(tǒng)導(dǎo)致眾多污水與河道水體融為一體，使得水環(huán)境變得越發(fā)惡劣。針對以往國內(nèi)城市合流排水管網(wǎng)進(jìn)行雨污分流改造也就顯得極為必要，成為未來解決雨污混合問題的主要思路。

【關(guān)鍵詞】合流制;排水管網(wǎng);雨污分流;改造

城市的主要排水系統(tǒng)目前有兩種模式，一種為合流制排水系統(tǒng)，即通過同一管渠來收集雨水、污水和廢水，統(tǒng)一輸送。就近的污水處理廠對這些通過管網(wǎng)的混合污水采取凈化處理，超過管網(wǎng)的最大負(fù)荷的污水排入附近的水體。第二種為分流制排水系統(tǒng)，雨水、生活廢水及生產(chǎn)廢水通過多個(gè)不同的管道進(jìn)行收集與運(yùn)輸。當(dāng)前國內(nèi)很多城市在排水系統(tǒng)方面依然采取合流管網(wǎng)模式，為了適應(yīng)新的城市發(fā)展要求，針對合流管網(wǎng)進(jìn)行雨污分流改造極為必要，也是未來研究發(fā)展趨勢，本文重點(diǎn)圍繞當(dāng)下國內(nèi)城市合流管網(wǎng)雨污分流改造面臨的問題及其改造思路進(jìn)行了簡要分析論述。

1、合流制排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀和特點(diǎn)

所謂合流制排水管網(wǎng)，就是污水和雨水共用同一個(gè)收集、輸送和處理系統(tǒng)。我國大部分城市由于規(guī)劃設(shè)計(jì)與經(jīng)濟(jì)上的原因，采用合流制排水系統(tǒng)的比較多?，F(xiàn)狀合流管道存在問題：一是過水?dāng)嗝娴脑O(shè)計(jì)普遍偏小，街面溢水現(xiàn)象在雨季常有發(fā)生;二是因?yàn)槌鞘邪l(fā)展水平的制約，導(dǎo)致在管網(wǎng)材料和施工技術(shù)方面存在諸多問題，如材料質(zhì)量差、管道的坡度不合格、管道銜接不密實(shí)、嚴(yán)重滲水等;三是城市未統(tǒng)一規(guī)劃，導(dǎo)致排水管網(wǎng)分布雜亂，污水廠及污水管建設(shè)滯后，部分地塊雖建成分流制排水管道，但由于污水沒有出路，最終仍將污水接入周邊水體，造成水體嚴(yán)重污染，并影響居民的生存環(huán)境;四是很多工地泥沙、城市垃圾直接排入合流管，致使渠道堵塞，積水現(xiàn)象較嚴(yán)重。因此，在近期無法大量改造現(xiàn)狀合流管的情況下，對老城區(qū)舊合流制排水管渠系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化并對溢流污水進(jìn)行防控格外重要。

2、合流制排水管網(wǎng)雨污分流改造存在問題

2.1前期勘察是否全面

在針對國內(nèi)城市合流制排水管網(wǎng)進(jìn)行雨污分流改造處理前，往往需要進(jìn)行必要勘察分析，在了解具體現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)而才能夠提供較為適宜合理的改造方案。但是現(xiàn)階段很多城市合流制排水管網(wǎng)雨污分流改造前都沒有能夠詳細(xì)進(jìn)行現(xiàn)場勘察了解，或者是在勘察中存在明顯的形式化現(xiàn)象，做不到全面詳盡。比如一些勘察工作僅僅了解原有管網(wǎng)布置狀況，對于周圍環(huán)境條件以及雨污分流排水需求沒有進(jìn)行深入勘察評估，必然限制后續(xù)工作開展。

2.2雨污兩套系統(tǒng)是否構(gòu)建

國內(nèi)城市合流制排水管網(wǎng)雨污分流改造必然需要注重構(gòu)建獨(dú)立的雨污兩套排水系統(tǒng)，該方面存在的缺陷勢必也就會影響到最終運(yùn)行效果，達(dá)不到理想的改造目的。雨污兩套排水系統(tǒng)的構(gòu)建即是改造工程的要點(diǎn)，同時(shí)也是難點(diǎn)，容易出現(xiàn)一些構(gòu)建不徹底問題，兩套排水系統(tǒng)的獨(dú)立性不足，依然存在著明顯的混合現(xiàn)象，尤其是在一些城市內(nèi)部中心區(qū)域，構(gòu)建難度較大。

3、城市合流制排水管網(wǎng)雨污分流改造的思路思考

3.1對初期雨水的有效治理

在國內(nèi)城市合流制排水管網(wǎng)雨污分流改造處理中，為了有效降低后續(xù)排水難度，往往需要首先針對初期雨水進(jìn)行有效治理，盡可能減少雨水徑流量，緩解雨水排放壓力?；谠撍悸罚谖磥硇枰紫戎塾诔鞘袃?nèi)部地面進(jìn)行有效改良，盡量應(yīng)用滲水性能較強(qiáng)的地面，增強(qiáng)雨水的及時(shí)下滲量，如此也就可以避免大量雨水進(jìn)入雨水排放管網(wǎng);另外，在城市內(nèi)部改造中還可以增加綠化面積，可以從各個(gè)建筑物屋頂以及其它區(qū)域充分布置一些植物，利用植物來增強(qiáng)雨水吸收效果，同時(shí)還能夠增強(qiáng)對于雨水的凈化效果，降低后續(xù)雨水排放難度;在城市一些適宜區(qū)域合理構(gòu)建低洼綠地，同樣也是針對初期雨水進(jìn)行處理的重要手段。

3.2科學(xué)設(shè)置雨水調(diào)蓄設(shè)備

國內(nèi)城市合流制排水管網(wǎng)雨污分流改造還可以借助于雨水調(diào)蓄設(shè)備的合理設(shè)置予以優(yōu)化，以求更好實(shí)現(xiàn)對于雨水的調(diào)節(jié)和存蓄，進(jìn)而降低排放方面的壓力。在雨水調(diào)蓄設(shè)備的構(gòu)建中，需要首先明確設(shè)置位置，應(yīng)該盡量在合流干管的中下流予以布置，確保其能夠形成較強(qiáng)的調(diào)蓄能力，尤其是在城市遇到降雨量較大的時(shí)期，更是需要充分借助于這類調(diào)蓄設(shè)施予以應(yīng)對，同時(shí)還可以提升對于雨水的利用效果。當(dāng)然，上述在城市內(nèi)部構(gòu)建的一些低洼綠地，同樣也可以發(fā)揮出雨水調(diào)蓄作用，并且同時(shí)有助于雨水的凈化，不容易形成較為嚴(yán)重的雨水污染問題，同樣還可以促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展。

3.3實(shí)現(xiàn)雨水資源化的利用

在未來國內(nèi)城市合流制排水管網(wǎng)雨污分流改造中，為了更好優(yōu)化改造效果，往往還需要重點(diǎn)關(guān)注于雨水的再利用效果，實(shí)現(xiàn)雨水資源化利用，避免直接排放帶來嚴(yán)重浪費(fèi)問題。在雨水資源化利用中，需要首先關(guān)注于雨水的應(yīng)用途徑，了解哪些行業(yè)可以借助于雨水滿足功能需求，制定好可行性計(jì)劃。比如工業(yè)生產(chǎn)中的很多環(huán)節(jié)就可以充分借助于雨水滿足自身需求，該方面的水質(zhì)要求不高，可以利用雨水替代民用水，如此也就可以更好達(dá)到節(jié)水效果;另外，景觀用水更是可以充分借助于雨水，該方面的利用不僅僅可以借助于上述方式形成被動化應(yīng)用，還可以充分針對雨水資源進(jìn)行收集，然后再予以合理調(diào)配，優(yōu)化各個(gè)園林景觀的用水效果;最后，對于一些公共場合同樣也可以充分利用雨水，比如公共衛(wèi)生間的沖廁用水就可以形成有效改造運(yùn)用。當(dāng)然，在雨水資源化利用中同樣也需要關(guān)注雨水的簡單凈化，避免直接應(yīng)用污染嚴(yán)重的雨水。

4、案例分析

4.1工程概況

4.1.1項(xiàng)目位置

本次改造工程是對某市安置房小區(qū)進(jìn)行雨污分流改造，改造區(qū)占地面積約為6.07萬平方米。本次待改造的小區(qū)擁有住戶610戶，住宅樓全部為多層。小區(qū)內(nèi)地面標(biāo)高在3m左右，個(gè)別綠化區(qū)域在3.5m以上，地下水位高，通常距地面約0.9m。

4.1.2排水現(xiàn)狀

本次待整改小區(qū)現(xiàn)行的排水體制為不完全分流制。污水總排放口有四處，均接至市政道路污水管道。雨水總排放口有五處，均接至市政道路雨水管道，最后入河。

4.1.3存在的問題

CCTV、QV檢測發(fā)現(xiàn)，雨污水管道均存在結(jié)構(gòu)性和功能性問題。小區(qū)道路上的雨水主管道存在一些淤積、破損、倒坡問題外，不存在雨污水混接點(diǎn)。化糞池處污水管道排水不暢、過流能力差，滲漏嚴(yán)重。小區(qū)內(nèi)部的雨水支路系統(tǒng)，如雨水收集口和雨水立管等存在嚴(yán)重的私接、混接、錯接和合流的情況，雨水排口旱季水流較大。閉水試驗(yàn)顯示，小區(qū)西南片區(qū)雨污水管道和檢查井滲漏嚴(yán)重，由于此部分區(qū)域內(nèi)的雨污水管道處于同一標(biāo)高，且雨污水管道距離很近，導(dǎo)致雨污水管道相互滲透現(xiàn)象嚴(yán)重。

4.2設(shè)計(jì)目標(biāo)及思路

4.2.1排水目標(biāo)

通過雨污水分流改造，杜絕雨水接入污水管網(wǎng)現(xiàn)象，減輕污水管網(wǎng)的負(fù)荷，降低污水處理費(fèi)用;杜絕污水暗接到雨水管網(wǎng)現(xiàn)象，改善居民生活環(huán)境及河道水環(huán)境;通過技術(shù)措施提升小區(qū)的雨水管網(wǎng)排水能力，防止內(nèi)澇積水。

4.2.2設(shè)計(jì)思路

本次改造工程各行的設(shè)計(jì)思路如下：①實(shí)施嚴(yán)格的雨污分流，新建雨水管渠，滿足雨水管網(wǎng)排水能力要求。②設(shè)計(jì)方案力求合理、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)，在設(shè)計(jì)上留有余地，符合可持續(xù)發(fā)展。③管道布置取短捷途徑，盡量減少或穿越障礙物、地下管線及建筑物間距密布地帶。④對改造前后的區(qū)塊進(jìn)行溢流點(diǎn)及水質(zhì)分析。

4.3改造措施

4.3.1改造難點(diǎn)分析

小區(qū)內(nèi)管網(wǎng)混接較為嚴(yán)重，地下空間有限，多處缺乏實(shí)施嚴(yán)格的雨污分流施工條件，原位翻建管道和檢查井工程量大，工期長，影響用戶正常排水和小區(qū)居民的正常生活;小區(qū)內(nèi)南面陽臺雨水立管混接嚴(yán)重，立管大部分被防盜窗包裹，留給新建立管的空間緊張;出戶管管徑太小，戶前管線縱橫交錯，無法勘測有無新建出戶管的管位;低層停車庫形式多樣，不能實(shí)施統(tǒng)一的改造形式，增加設(shè)計(jì)難度。

4.3.2設(shè)計(jì)方案及措施

①建筑立管改造：小區(qū)建筑物南邊屋面雨水及陽臺污水經(jīng)同一根排水立管排入現(xiàn)狀雨水落水井，從而進(jìn)入雨水管道系統(tǒng)?？紤]到若將現(xiàn)狀合流立管直接改成污水立管，則在雨季將會有大量屋面雨水進(jìn)入污水管道系統(tǒng)，對污水管道及污水廠負(fù)荷造成很大影響。因此，本項(xiàng)目考慮將屋面雨水分離出來單獨(dú)排入雨水系統(tǒng)。

②新建雨水支路系統(tǒng)：新建的雨水立管以及沒有被污染的原雨水立管通過出戶管進(jìn)入新建雨水明渠。明渠寬度為300mm，起端深度為500mm，預(yù)留200mm超高，坡度為0.5%。結(jié)合海綿城市設(shè)計(jì)理念，雨水明渠設(shè)置階段式滲排溝，雨水自然下滲，采用海綿城市設(shè)計(jì)理念，減少雨水管道的負(fù)荷。具體改造方案見圖1。

③污水泵設(shè)計(jì)：在25號樓西南角處增設(shè)污水提升泵站一座，確保區(qū)塊內(nèi)污水順利排出，避免市政管線壓力較大時(shí)，按照居民生活污水量估算泵站流量。根據(jù)泵站進(jìn)口和出口標(biāo)高以及泵站局部損失計(jì)算水泵揚(yáng)程。經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)一體化泵站的直徑為1.2m，深度為4m。

④排水能力及水質(zhì)評估：對管道進(jìn)行排水能力評估，評估采用2年一遇2h降雨標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)模擬后發(fā)現(xiàn)改造后小區(qū)雨水排水能力明顯有提升，能夠滿足在設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)下不溢流。（見圖2）

表1為采用模擬區(qū)塊改造前后雨水水質(zhì)變化情況，由表可知，改造后小區(qū)雨水水質(zhì)有明顯改善。

結(jié)語：

綜上所述，在現(xiàn)階段我國城市合流制排水管網(wǎng)雨污分流改造處理中，為了較好提升改造效果，往往需要重點(diǎn)圍繞著各個(gè)常見問題予以切實(shí)解決，注重加大對于初期雨水的處理力度，合理設(shè)置雨水調(diào)蓄設(shè)施，提高雨水資源化利用水平，最終優(yōu)化雨污分流處理效果。

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作者簡介：

鐘靜（1986-），女，白族，本科，工程師，主要從事市政給排水設(shè)計(jì)，主要為市政道路給排水，排水規(guī)劃等工作。