青浦區(qū)躍進(jìn)河截流井的實(shí)踐與思考

摘要：為了改善青浦區(qū)躍進(jìn)河水質(zhì)，彌補(bǔ)雨污分流改造不徹底的問(wèn)題，在分流制排水系統(tǒng)，市政雨水自排口設(shè)置末端截流措施。經(jīng)方案比選，采用提升泵截流旱流污水和初期雨水至市政污水系統(tǒng)，采用快開(kāi)電動(dòng)閘門(mén)控制清潔雨水放江，取得了一定的效果。但是，末端截流措施無(wú)法解決雨天混接污水放江的問(wèn)題，存在一定的局限性。

關(guān)鍵詞：截流井;截流管;溢流管;雨污混接

中圖分類(lèi)號(hào)：TU992?????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

收稿日期：2020-06-03

作者簡(jiǎn)介：謝琳琳（1990-?），女，本科，研究方向：城市排水。

根據(jù)《蘇州河環(huán)境綜合整治四期工程總體方案》的部署，“蘇四期”工程的整治目標(biāo)是到2020年，蘇州河干流消除劣Ⅴ類(lèi)水體，支流基本消除劣Ⅴ類(lèi)水體，水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率不低于78%;到2021年，支流全面消除劣Ⅴ類(lèi)水體。經(jīng)過(guò)模擬計(jì)算，青浦區(qū)鎖定了148條、237公里劣Ⅴ類(lèi)的中小河道作為“蘇四期”的重點(diǎn)整治對(duì)象。但是，“問(wèn)題在水里，根子在岸上”，控源截污是污染水體整治的核心和前提。

梳理各類(lèi)排河口，分類(lèi)進(jìn)行整治，其中難度最大的莫過(guò)于分流制排水系統(tǒng)中有旱流污水的雨水自排口。一方面，這類(lèi)排口不能隨便封堵，否則會(huì)引起城市或小區(qū)內(nèi)澇;也不可能全部截流至污水處理廠(chǎng)，對(duì)污水廠(chǎng)的沖擊負(fù)荷大，與污水廠(chǎng)提質(zhì)增效的理念背道而馳;另一方面，自流排放的雨水分區(qū)小，排口數(shù)量多，不像強(qiáng)排系統(tǒng)，集約化程度高，排口數(shù)量少，可以在雨水泵站集水池內(nèi)做截污措施。另外，鑒于混接污染源的溯源分流，在市政雨水系統(tǒng)層面上實(shí)施雨污分流調(diào)查和改造尚屬可行，在排水系統(tǒng)的用戶(hù)端（所有的小區(qū)、企事業(yè)單位、沿街商鋪等源頭）全面開(kāi)展雨污分流改造工作，涉及的面大、量廣、耗時(shí)、費(fèi)力，并且難以達(dá)到完全、徹底分流的效果[1]。因此，為切實(shí)削減入河污染物，在雨水自排口做末端截流措施成為首選方案。

1 項(xiàng)目概況

躍進(jìn)河位于青浦新城核心區(qū)，防汛墻采用直立式擋墻硬質(zhì)護(hù)岸，河道口寬約18m，長(zhǎng)度約1200m。兩岸均為居民小區(qū)、企事業(yè)單位，由于建設(shè)年代基本均在2000年以前，雨污混接情況較嚴(yán)重。躍進(jìn)河縱貫界涇港路、體育場(chǎng)路和公園路，市政雨水排河口普遍有旱天出流現(xiàn)象。躍進(jìn)河一頭是斷頭浜，水動(dòng)力不足，水質(zhì)較差。

為徹底解決躍進(jìn)河的水質(zhì)問(wèn)題，考慮實(shí)施水系溝通、底泥疏浚、沿河小區(qū)和企事業(yè)單位進(jìn)行雨污分流改造等若干措施。但在雨污分流改造的過(guò)程中，遇到許多實(shí)際的問(wèn)題，比如：有些立管包封在建筑內(nèi)部，很難發(fā)現(xiàn)混接點(diǎn);有些混接點(diǎn)在一樓居民庭院內(nèi)，在進(jìn)戶(hù)施工、地磚恢復(fù)等問(wèn)題上與居民無(wú)法形成共識(shí)，難以實(shí)施改造;還有后續(xù)隨著住戶(hù)的裝潢、租賃等私自改造排水系統(tǒng)行為，造成改造好的雨水口又出現(xiàn)了旱流出水等問(wèn)題。

為了解決雨污混接改造不徹底，市政雨水排河口仍有混接污水排河的問(wèn)題，將界涇港路、體育場(chǎng)路和公園路上4根市政雨水管的排河口設(shè)置了4座截流井，晴天抽排旱流污水至市政污水系統(tǒng)，雨天初期雨水也抽排至市政污水系統(tǒng)，清潔雨水直排河道。

2 傳統(tǒng)截流井

截流井最初是合流制排水系統(tǒng)的特定產(chǎn)物。隨著對(duì)分流制系統(tǒng)雨污混接現(xiàn)象的日漸重視，在分流制雨水系統(tǒng)實(shí)施末端截流措施，成為污染水體治理中越來(lái)越多采用的一種方法。而截流井是整個(gè)截流系統(tǒng)的核心構(gòu)筑物。

截流井設(shè)置的目的是從排水系統(tǒng)末端分離出混接污水和初期雨水。傳統(tǒng)的截流井有槽式、堰式以及槽堰結(jié)合等若干種形式。由于這些形式的截流井在截流管上沒(méi)有控制措施，存在3方面的問(wèn)題：（1）雨天放江的時(shí)候，截流井內(nèi)運(yùn)行水位較高，雨水通過(guò)截流管大量涌入污水系統(tǒng)，給污水廠(chǎng)的負(fù)荷帶來(lái)較大的沖擊;（2）在任何情況下污水系統(tǒng)運(yùn)行水位必須低于雨水系統(tǒng)水位，否則污水系統(tǒng)會(huì)通過(guò)截流管倒灌至截流井，甚至淹沒(méi)溢流堰，直排河道，形成人為的混接點(diǎn);（3）在任何情況下，河道水位必須低于溢流堰堰頂標(biāo)高，否則河水倒灌至截流井，通過(guò)截流管進(jìn)入污水系統(tǒng)，也會(huì)形成人為混接點(diǎn)[2]。

躍進(jìn)河周邊市政污水系統(tǒng)運(yùn)行水位較高，且雨水排河口基本均處于半淹沒(méi)或全淹沒(méi)出流狀態(tài)，故不能采用傳統(tǒng)截流井。

3新型截流井

隨著各種新技術(shù)、新設(shè)備的引入，對(duì)傳統(tǒng)截流井進(jìn)行了多方面的改進(jìn)：有的結(jié)合一體化泵站技術(shù)，采用玻璃鋼或不銹鋼筒體推出了“預(yù)制一體化截流井”;有的設(shè)置了雨量計(jì)、液位計(jì)等檢測(cè)控制設(shè)備，推出了“智能截流井”。從分流控制的核心技術(shù)措施而言，截流井中把旱流污水和初期雨水分流至市政污水系統(tǒng)有浮筒閥、閘門(mén)、提升泵等方式;截流井中雨水放江的控制措施有溢流堰、閘門(mén)、拍門(mén)或鴨嘴閥等方式。

3.1截污控制措施

若市政污水系統(tǒng)標(biāo)高較低，雨水系統(tǒng)標(biāo)高較高，截流井中旱流污水可以通過(guò)重力自流進(jìn)入污水系統(tǒng)時(shí)，可以采用浮筒閥或閘門(mén)等方式;若市政污水系統(tǒng)運(yùn)行水位較高，無(wú)法重力自流時(shí)，需要采用截污泵強(qiáng)排的措施。

浮筒閥中閘板與浮筒相連，浮筒的重量和體積通過(guò)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)確定，浮筒隨水位變化升降，帶動(dòng)閘板自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉截污管路，從而實(shí)現(xiàn)旱天水位低時(shí)，閘板全開(kāi)，重力自流截污;雨天水位升高，浮筒在浮力作用下抬升，關(guān)閉閘板，清潔雨水放江。浮筒閥的優(yōu)點(diǎn)是不采用外來(lái)動(dòng)力，靠水力原理自動(dòng)啟閉，在清潔水中效果良好，但在雨污混流的截流井中，漂浮物、懸浮物、油脂和各類(lèi)溶解性污染物較多，對(duì)浮筒閥的順暢工作帶來(lái)了極大的考驗(yàn)。目前，實(shí)踐中已發(fā)現(xiàn)截流井中水位已下降，但浮筒仍懸空在水面以上的現(xiàn)象。改進(jìn)的浮筒閥取消了浮球臂，將浮球直接安裝在閘板上，其效果還有待驗(yàn)證。

采用閘門(mén)控制截污管開(kāi)啟或關(guān)閉，一般有人工控制和自動(dòng)控制兩種。人工控制依賴(lài)人員操作，管理麻煩;自動(dòng)控制模式可以根據(jù)液位或時(shí)間自動(dòng)控制閘門(mén)的啟閉。大中型閘門(mén)一般采用地上式啟閉機(jī)，小型閘門(mén)也可以將暗桿式閘門(mén)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置在截流井中，但電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期處于截流井內(nèi)的惡劣環(huán)境中，較易發(fā)生故障。

當(dāng)截流井中旱流污水無(wú)法重力自流進(jìn)入市政污水系統(tǒng)時(shí)，需要強(qiáng)排措施，一般采用潛水排污泵。采用泵排需申請(qǐng)接電，有長(zhǎng)期運(yùn)行電費(fèi);需設(shè)置提籃格柵或粉碎格柵，否則泵易堵塞;截污泵應(yīng)自耦安裝，必要時(shí)需起吊進(jìn)行檢修維護(hù);設(shè)液位傳感器，自動(dòng)控制泵的啟停;需設(shè)透氣裝置，截流井最好置于綠化帶內(nèi);泵后安裝止回閥，防止污水系統(tǒng)的倒灌[3]。

綜合分析，躍進(jìn)河排放口處雨水管內(nèi)底標(biāo)高低于周邊市政污水管道標(biāo)高，截流井中旱流污水無(wú)法實(shí)現(xiàn)重力自流，故只能采用潛污泵的形式。采用水泵可利用雨水管網(wǎng)本身的調(diào)蓄能力，靈活控制運(yùn)行工況，根據(jù)污水系統(tǒng)實(shí)際負(fù)荷，靈活調(diào)節(jié)截流量，從而確保污水系統(tǒng)的安全。

3.2放江控制措施

清潔雨水放江的溢流管上采用最多的是溢流堰。采用溢流堰最大的難點(diǎn)在于堰頂標(biāo)高的確定。堰頂標(biāo)高需計(jì)算匯水區(qū)域內(nèi)，設(shè)計(jì)重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)下的雨水量，設(shè)計(jì)合適的堰長(zhǎng)和堰上水頭，推求水面坡降線(xiàn)，確保最大雨水量通過(guò)溢流堰時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致服務(wù)區(qū)內(nèi)澇積水。同時(shí)，還要考慮下游受納水體不同情況下的水位，工程實(shí)踐中出現(xiàn)過(guò)由于溢流堰標(biāo)高設(shè)計(jì)偏低，晴天時(shí)河道水位高時(shí)，溢流堰被淹沒(méi)，河水倒灌進(jìn)入市政污水系統(tǒng)的現(xiàn)象。

除了溢流堰以外，也可以在截流井的溢流管處設(shè)一道閘門(mén)，雨天開(kāi)啟放江，晴天關(guān)閉防止河水倒灌。由于雨水管徑一般較大，溢流管設(shè)置閘門(mén)，對(duì)井室尺寸要求較大，占地面積也較大。市政道路下管線(xiàn)密布，很難找到足夠的空間設(shè)置截流井。另外，溢流管閘門(mén)采用手動(dòng)操作不利于防澇安全，一般選用快開(kāi)電動(dòng)閘門(mén)。故閘板式截流井對(duì)場(chǎng)地、設(shè)備要求較高，造價(jià)也相對(duì)較高。

拍門(mén)或鴨嘴閥安裝于雨水排河口或排放口前檢查井內(nèi)，也可以實(shí)現(xiàn)雨水放江，并防止河水倒灌。拍門(mén)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，造價(jià)也很低。但是，拍門(mén)采用重型材料，水頭損失較大;采用橡膠或玻璃鋼材質(zhì)的拍門(mén)又很難處理滲漏問(wèn)題;有時(shí)甚至無(wú)法正常開(kāi)啟。

考慮到雨水放江采用溢流堰或拍門(mén)，均相當(dāng)于設(shè)置了阻水措施，躍進(jìn)河周邊市政雨水管網(wǎng)運(yùn)行水位原本偏高，時(shí)常處于帶壓狀態(tài)，設(shè)置阻水設(shè)施會(huì)加劇內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。故最終選擇閘板式截流井。由于躍進(jìn)河屬于支流，對(duì)行洪要求不高，采用圍堰施工方式將截流井建于河道內(nèi)，解決了占地面積大，選址困難的問(wèn)題。

4 工程方案

躍進(jìn)河截流井方案為：在河道內(nèi)近岸處建截流井，設(shè)置兩臺(tái)提升泵截流旱流污水，兩臺(tái)互為備用;提升泵的設(shè)計(jì)流量根據(jù)服務(wù)范圍內(nèi)日均旱流污水量的30%～50%確定，設(shè)計(jì)揚(yáng)程根據(jù)雨污水系統(tǒng)最大水位差及水頭損失確定;提升泵采用直接啟動(dòng)方式，就地手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種模式;泵后止回閥防止市政污水系統(tǒng)倒灌。截流泵采用時(shí)間和液位雙重控制。晴天時(shí)利用市政污水系統(tǒng)負(fù)荷較低的時(shí)間段，啟動(dòng)截污泵，抽排旱流污水。

溢流管設(shè)置電動(dòng)閘板，雨量較大時(shí)，閘門(mén)開(kāi)啟，考慮安全性，閘門(mén)采用速開(kāi)閘門(mén)，利用液位計(jì)控制;停電情況下，閘門(mén)利用自身重量在30s 內(nèi)開(kāi)啟，有效保證排水安全性。經(jīng)過(guò)水力模型演算，在晴天或3mm～5mm 以下降雨量時(shí)，閘門(mén)保持關(guān)閉，混合污水和部分初期雨水截流進(jìn)污水管網(wǎng);5mm以上降雨量時(shí)，閘門(mén)全開(kāi)，通過(guò)液位計(jì)自動(dòng)控制閥門(mén)啟閉功能，減輕運(yùn)維壓力。

5 存在問(wèn)題

雨水自排口設(shè)末端截流措施作為國(guó)內(nèi)外控制入河污染的常用方式，具有操作性強(qiáng)、投資小、見(jiàn)效快、施工方便、對(duì)周邊影響小等優(yōu)點(diǎn)，但這種改造方式也有以下問(wèn)題無(wú)法回避：

（1）雨天時(shí)放江閘門(mén)打開(kāi)，雨水系統(tǒng)中的混接污水仍然全部排入了河道。上海市年平均降雨天數(shù)約120～130天，有相當(dāng)數(shù)量的混接污水并未得到有效截流。

（2）只要沒(méi)有徹底的雨污分流，雨水管中的旱流污水由于晴天流速慢，大量污染物沉積在管底，暴雨時(shí)被雨水沖刷，帶入河道，形成放江污染。

（3）降雨結(jié)束后，截流井排水閘門(mén)關(guān)閉，雨水管渠系統(tǒng)中仍有大量清潔雨水，為了抽排后續(xù)的旱流污水，這部分清潔雨水勢(shì)必也將被轉(zhuǎn)輸?shù)轿鬯幚韽S(chǎng)，增加了污水廠(chǎng)額外的負(fù)擔(dān)。

（4）末端截流措施應(yīng)設(shè)置在邊界清晰、相對(duì)獨(dú)立的雨水分區(qū)的排河口。工程實(shí)踐中已經(jīng)出現(xiàn)由于雨水分區(qū)界限不明，與相鄰的雨水系統(tǒng)有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，在一處排河口設(shè)置截流措施后，發(fā)現(xiàn)無(wú)論截流泵如何運(yùn)行，截流井中水位基本不下降。經(jīng)仔細(xì)排摸雨水系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)相互聯(lián)系的系統(tǒng)中還有其他排口聯(lián)通了河道，河水通過(guò)其他排口進(jìn)入雨水管，截流井中被抽排至污水系統(tǒng)的實(shí)際是河水和混接污水的混合體。

6 結(jié)語(yǔ)

為了在分流制自排系統(tǒng)中采用截流井解決雨污混接改造不徹底的問(wèn)題，通過(guò)分析比選，采用潛污泵控制旱流污水和初期雨水分流至污水系統(tǒng)，采用電動(dòng)快開(kāi)閘門(mén)控制清潔雨水放江，取得了一定的效果。但末端截流方式無(wú)法解決雨天混接污水放江的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)實(shí)施的過(guò)程中，還應(yīng)特別注意雨水系統(tǒng)的所有排河口應(yīng)同步控制起來(lái)，否則會(huì)出現(xiàn)抽排河水至污水系統(tǒng)的問(wèn)題。

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Abstract：?In order to improve the water quality of Yuejin River in Qingpu District and make up for the incomplete transformation of rain and sewage diversion， the end interception measures are set at the municipal rainwater self-discharge outlet in diversion drainage systems. Through scheme comparison and selection， it has achieved certain effect that using lift pump to intercept dry flow sewage and initial rainwater to municipal sewage system， and rapid electric water gate to control the drainage of clean rainwater to the river. However， there are certain limitations that the end interception measures cannot solve the problem of the drainage of sewage drainage to the water in rainy days.

Key words：Intercepting well; Intercepting pipe; Overflow pipe;Rain and sewage mixed connection