基于海綿城市的老城區(qū)雨污分流改造路徑分析
——以廣元市老城區(qū)嘉陵片區(qū)排水系統(tǒng)改造工程為例

朱建樹，龍 霞

1.中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北 武漢 430000

2.中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，四川 成都 610000

1 海綿城市背景下開展雨污分流改造的必要性

海綿城市建設(shè)過程中，國內(nèi)外已經(jīng)展開了相對深入的研究，海綿城市的基本概念為城市下墊面如同海綿一般具有彈性，能適應(yīng)城市洪澇問題，有效減少城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，強(qiáng)化城市生態(tài)系統(tǒng)功能。在實(shí)踐調(diào)查中，部分老城區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施較為陳舊、功能性不強(qiáng)，排水系統(tǒng)管道淤堵破損及混接問題依舊存在，需對雨污管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，及時(shí)開展分流改造。在海綿城市背景下，文章將對廣元市老城區(qū)嘉陵片區(qū)排水系統(tǒng)改造工程進(jìn)行分析，探索老城區(qū)雨污分流及海綿城市改造路徑。

2 工程概況

案例工程為嘉陵片區(qū)排污排水支管改造工程，項(xiàng)目位于廣元市利州區(qū)嘉陵片區(qū)，處于嘉陵江與南河教會位置，規(guī)劃總體面積大約為259.89hm2。嘉陵片區(qū)是廣元市老城區(qū)，排水以合流制為主，新建小區(qū)根據(jù)城市規(guī)劃政策采取分流管道系統(tǒng)，但公共管道建設(shè)及小區(qū)建設(shè)不同步，導(dǎo)致管道混接問題明顯，污水系統(tǒng)合流制及分流制交叉存在，排水體制較為混亂。雨季時(shí)大量的雨水會經(jīng)過合流管路進(jìn)入截污管路，最終引入污水處理廠，對污水處理廠正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，對此，實(shí)施雨污分流改造措施十分必要。結(jié)合目前老城區(qū)實(shí)際情況，此次改造范圍是城區(qū)主道路，并未對小區(qū)及巷道進(jìn)行處理。工程范圍包括建設(shè)路（A段）及煙波街（C段）、政府街（F段）等，改造工程需新建污水管2.6km，管徑為DN300～DN800，新建雨水管6.4km，挖掘雨水邊溝1.3km。

3 老城區(qū)雨污管網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

3.1 排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

中小城市老城區(qū)人口數(shù)量眾多，基礎(chǔ)設(shè)施老舊，部分老舊管線沒有及時(shí)更新，新建管網(wǎng)無法跟隨城市擴(kuò)張速度，排水系統(tǒng)建設(shè)依舊處于停滯階段，相比其他新城區(qū)明顯落后，排水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)較低。老城區(qū)建設(shè)環(huán)境及設(shè)計(jì)方法等因素下，老城區(qū)雨水管網(wǎng)系統(tǒng)相對紊亂，導(dǎo)致雨污混流問題依舊存在。例如廣元市嘉陵片區(qū)合流制排水區(qū)較大，雨水及污水管路混合現(xiàn)象較為嚴(yán)重，尤其是老城區(qū)人口密度大，管網(wǎng)已建設(shè)多年，市政道路存在污水現(xiàn)象，雨水管道銜接紊亂，對地區(qū)管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查，老城區(qū)市政道路雨污混接位置有200多處。

3.2 排水體制現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，廣元嘉陵片區(qū)分流制、合流制、污水直排制共存，并未形成完善的雨污分流排水系統(tǒng)，合流區(qū)排水管道未成系統(tǒng)，導(dǎo)致大量污水直接污染自然水體。嘉陵老城區(qū)多采取傳統(tǒng)合流排水機(jī)制，通過直排合流管路，將雨水及生活污水排入水體，截污主干管路覆蓋范圍小，形成污水管道骨架的同時(shí)，以截流及排污為主，無法改善上游水體環(huán)境，從而影響人們的生活質(zhì)量及身體健康。

3.3 老城區(qū)雨污徑流現(xiàn)狀

老城區(qū)普遍存在建筑密度大、公園綠地面積小、硬質(zhì)路面范圍廣等問題，加之老城區(qū)房屋建筑較為老舊，表現(xiàn)出房屋老化及配置不足、空間限制等問題，蓄水凈水設(shè)施量少，在降雨季節(jié)，雨污混流也會導(dǎo)致徑流污染的風(fēng)險(xiǎn)增加，在城區(qū)部分低洼位置常見積水內(nèi)澇，給人們的生活質(zhì)量造成了負(fù)面影響。

4 基于海綿城市的老城區(qū)雨污分流改造具體路徑

4.1 設(shè)計(jì)原則

（1）根據(jù)總體規(guī)劃及指導(dǎo)細(xì)則，采取全面規(guī)劃及遠(yuǎn)近結(jié)合、分期實(shí)施原則，保證工程建設(shè)與城市發(fā)展協(xié)調(diào)，保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，也能在最大程度上發(fā)揮工程效益。（2）嚴(yán)格執(zhí)行雨、污分流排放制度，達(dá)到雨污順利排放的目的。（3）排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)關(guān)注經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)性，在尊重事實(shí)的前提下，思考利用現(xiàn)狀合流管作為污水管，并建立雨水管系統(tǒng)，局部根據(jù)施工條件及排水情況建立污水管，將合流管作為雨水管。（4）建立排水管網(wǎng)，思考區(qū)域排水情況及地塊情況，結(jié)合地塊規(guī)劃，在排水管道斷面及平面上進(jìn)行規(guī)劃布置，保證功能性及適應(yīng)性。（5）在雨、污分流設(shè)計(jì)過程中，現(xiàn)狀與規(guī)劃不符合的情況下，可以將收集污水作為第一目標(biāo)，兼顧未來規(guī)劃，預(yù)留相關(guān)的接口。（6）在設(shè)計(jì)及選材過程中，基于過往的分流改造技術(shù)，思考技術(shù)發(fā)展趨勢及新工藝、材料情況，兼顧經(jīng)濟(jì)性及投入合理性，避免使用淘汰產(chǎn)品以及與國家標(biāo)準(zhǔn)不符的產(chǎn)品。

4.2 規(guī)劃設(shè)計(jì)

該工程為新建區(qū)永久性排水工程，排水系統(tǒng)規(guī)模根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)，采取雨、污分流制建立雨污管網(wǎng)體系。在雨水管道滿流設(shè)計(jì)過程中，污水非滿流設(shè)計(jì)中，管徑為400mm，最大設(shè)計(jì)充滿度為0.65；管徑為500～900mm，最大設(shè)計(jì)充滿度為0.70；管徑大于1000mm，最大設(shè)計(jì)充滿度為0.75。最小管徑及最小設(shè)計(jì)坡度上，排水管最小管徑為300mm，最小坡度設(shè)計(jì)為0.003。在雨水系統(tǒng)上，雨水量計(jì)算公式如下：

式中：q為設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，L/s·hm2；ψ為徑流系數(shù)；F為匯水面積，hm2。

由公式（1）獲取雨水系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果，部分結(jié)果如表1所示。

表1 雨水系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果（部分）

4.3 污水管道布置

雨水管道沿管道現(xiàn)狀進(jìn)行布置，工程污水管道沿順坡敷設(shè)，接入后建立市政污水管，最終接入下游污水廠，為便于沿線污水收集，沿線道路交叉口處及小區(qū)入口預(yù)留污水支管。為保證項(xiàng)目投入使用及工程質(zhì)量，該工程雨水管路接口采取平口式Ⅱ級鋼筋混凝土排水管，其他采取承插式鋼筋混凝土排水管，將平口式排水管接口接入鋼絲圈，承插式排水管道采取橡膠圈柔性接口，排水管成品滿足《混凝土和鋼筋混凝土排水管》（GB/T 11836—2009）相關(guān)要求。管道基礎(chǔ)在密室的土層上，承載力大于120kPa，遇到流沙、淤泥、松散雜填土等時(shí)，采取對應(yīng)的加固措施，使其滿足承載力要求。根據(jù)建設(shè)單位相關(guān)意見，密切關(guān)注管道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對于HDPE纏繞結(jié)構(gòu)排水管，均采用滿包方式。

4.4 溝槽開挖及回填

管基開挖及支護(hù)方案需施工單位提供，采取可靠的措施保證邊坡穩(wěn)定性，確保施工人員在施工過程中的安全。溝槽開挖寬度及邊坡坡度等根據(jù)《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50268—2008）相關(guān)及實(shí)際情況確定。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行開挖，挖掘設(shè)計(jì)高程差控制在200mm，采取人工開挖方式，遇到軟土表層土及軟塑粉質(zhì)黏土?xí)r，需及時(shí)清理軟土層，并利用鵝卵石回填，在開挖過程中遇到地下水，應(yīng)及時(shí)降水施工，保證干槽施工，針對交叉處排水管采取混凝土進(jìn)行滿包處理，保證水管的鋪設(shè)質(zhì)量。

4.5 其他措施

（1）植草溝：建設(shè)開放性的緩坡植草通道，其作用在于傳遞雨水，滯留生物，由草葉及連生植物過濾徑流，吸附及沉淀污染物，及時(shí)清理初級垃圾。在雨污分流改造技術(shù)背景下，在人行道支路設(shè)置植草溝，及時(shí)將雨水排入分流系統(tǒng)，例如邊坡坡度設(shè)置為1/3以下，縱坡設(shè)置為4%以下，下凹度控制在600mm以下，寬度控制在600～2000mm，根據(jù)匯水面積及設(shè)計(jì)面積計(jì)算傳遞流量。（2）雨水花園：雨水花園可以分散設(shè)置，規(guī)模無須過大，單面積為30～40m2即可，包裹一層防滲土工膜及排水層，雨水花園接納的水能澆灌植物，也能進(jìn)入分流改造系統(tǒng)，具有良好的滲透及補(bǔ)充作用。

5 結(jié)束語

綜上所述，文章將嘉陵地區(qū)老城區(qū)分流排水系統(tǒng)改造作為案例，探討老城區(qū)雨污分流改造具體路徑。海綿城市背景下，隨著老城區(qū)雨污分流改造系統(tǒng)逐步建設(shè)及發(fā)展，雨污系統(tǒng)在不斷完善，老城區(qū)的水環(huán)境也在不斷發(fā)生變化，但是老城區(qū)雨污分流系統(tǒng)改造進(jìn)程仍需不斷推進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)老城區(qū)雨污水的綜合管理，在保護(hù)城市水資源的同時(shí)，改善人們的生活環(huán)境，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。