淺談中小河道綜合整治工程中的沿河截污設(shè)計(jì)

繆惠媛（上海韻水工程設(shè)計(jì)有限公司，上海 201707）

上海河網(wǎng)密布，水道縱橫，隨著時(shí)間的推移和城鎮(zhèn)化的發(fā)展，部分河道已經(jīng)失去景觀作用，淪為“劣 Ⅴ 類”水體，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳詈铜h(huán)境。根據(jù)調(diào)查，不少“劣Ⅴ 類”水體曾經(jīng)進(jìn)行過整治工程，甚至周邊區(qū)域也完成了截污納管工作，然而若干年過后“水清、岸綠”的河道卻再次成為重污染河道，因此再次整治必須要仔細(xì)排查，搞清河道重污染的真正原因和影響因素，從而做到對癥下藥。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查總結(jié)，大多“劣 Ⅴ 類”水體都存在雨污混流導(dǎo)致河道水質(zhì)較差的問題，本著“河道整治，治污先行”的治水理念，截污工程可謂是河道整治工程中不可缺失的一環(huán)。本文針對上海郊區(qū)某“劣 Ⅴ 類”河道綜合整治工程中沿河截污設(shè)計(jì)進(jìn)行淺要分析和探討。

1 水體污染源分析

按照“黑臭在水里，根源在岸上，關(guān)鍵在排口，核心在管網(wǎng)”的思路，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)測量單位的 CCTV 檢測成果及現(xiàn)場踏勘，參照《城市黑臭水體整治—排水口、管道及檢查井治理技術(shù)指南(試行)》甄別河道沿線各排水口排水性質(zhì)。

該河道位于上海郊區(qū)，周邊區(qū)域采用雨污分流制排水系統(tǒng)，因此截污工程主要針對沿線旱流排水口。按照現(xiàn)場情況調(diào)查，河道沿線旱流排水口主要有以下幾種分類。

分流制污水直排排水口：此類排水口向自然水體直排污水，通常由于周邊地區(qū)截污納管工程不完善，生活污水及工業(yè)廢水直排河道，污染河道水質(zhì)。

分流制雨污混接雨水直排排水口：此類排水口為分流制雨水管道末端排水口，因上游管道接入污水，排水口出現(xiàn)旱天出流，污水流入河道，影響河道水質(zhì)。

其他排水口：由于河道排水口監(jiān)管缺失，現(xiàn)狀存在不少沿河居民、餐飲及企業(yè)單位等私接污水管道入河，大量污水直接入河，嚴(yán)重影響河道水質(zhì)。

2 沿河截污設(shè)計(jì)方案

沿河截污需結(jié)合實(shí)地踏勘和 CCTV 檢測成果，根據(jù)各排水口性質(zhì)及周邊管網(wǎng)條件，因地制宜制定工程方案，達(dá)到截流污水，改善水質(zhì)的目標(biāo)。本次工程各類排水口改造措施如下，截流措施具體布置方案如圖 1 所示。

圖1 截流措施布置方案示意圖

對于分流制污水直排排水口和居民、餐飲等私接污水管道排水口，設(shè)計(jì)廢除入河管道，新建檢查井將污水全部納入周邊污水管網(wǎng)，杜絕污水入河的情況。

對于分流制雨污混接雨水直排排水口，設(shè)計(jì)新建重力式截流井或提升泵式截流井，收集旱流污水和初期雨水并接入周邊污水管道，雨水溢流入河。

對于企業(yè)單位污染源排放口，均予以采取封堵措施，由企業(yè)自行整改，待企業(yè)內(nèi)部雨污分流改造完成后拆除封堵措施。

2.1 污水量預(yù)測及管徑計(jì)算

由于地下管線復(fù)雜，資料缺失等歷史遺留原因，分流制地區(qū)截流污水量通常難以直接計(jì)算和預(yù)測，因此項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)單位可與測量單位加強(qiáng)溝通配合，使用流量計(jì)等勘查手段，統(tǒng)計(jì)混流管道污水流向、流速、水量等信息，掌握第一手資料。

有研究表明，初期雨水形成地表徑流后，常會將地面污染物及管道內(nèi)沉積物沖刷帶入自然水體，造成一定的污染。因此截流設(shè)計(jì)中通常將初期雨水和污水一起截流排入污水管網(wǎng)，考慮下游管網(wǎng)負(fù)荷及河道水環(huán)境容量，截流倍數(shù)一般取n0=3，即設(shè)計(jì)截流污水量 Q=（1＋n0）Q污。

根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，污水管道在設(shè)計(jì)充滿度下最小設(shè)計(jì)流速為 0.6 m/s，按照設(shè)計(jì)截流污水量、最小設(shè)計(jì)流速及設(shè)計(jì)充滿度確定截流管徑。根據(jù)《合流制系統(tǒng)污水截流井設(shè)計(jì)規(guī)程》，截流管管徑不宜 ＜300 mm。

2.2 截流井設(shè)置

在截流式合流制管道系統(tǒng)中，截流井通常設(shè)置在截污干管與合流管到交匯的地方，既要達(dá)到收集污水進(jìn)入截流干管，整治環(huán)境的目的，又要保證超出截流倍數(shù)的雨水能夠排入河道，不發(fā)生內(nèi)澇或超出污水廠處理負(fù)荷的情況。本工程按照各截流點(diǎn)實(shí)際情況設(shè)置提升泵式截流井和重力式截流井。

（1）提升泵式截流井

對于截流點(diǎn)管底標(biāo)高低于截流干管或周邊污水管網(wǎng)管底標(biāo)高的情況，本工程在截流點(diǎn)新建提升泵式截流井，截流井內(nèi)設(shè)置 2 臺潛水泵，互為備用，利用管網(wǎng)本身的調(diào)蓄能力和截流井內(nèi)水位靈活控制運(yùn)行工況。旱天時(shí)，由截流井內(nèi)污水水位控制潛水泵啟停，將污水提升至所需揚(yáng)程并接入截流干管最終排入污水管網(wǎng)進(jìn)入污水廠處理；雨天時(shí)，初期雨水與旱天污水截流思路相同，均提升至截流干管接入污水廠處理，雨量增大后截流井內(nèi)水位上升，雨水通過溢流管直接排入河道，達(dá)到雨污分流的目的。提升泵式截流井采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具體布置示意圖如圖 2 所示。

圖2 提升泵式截流井示意圖

根據(jù)計(jì)算出的設(shè)計(jì)截流污水量，選擇潛水泵流量。按照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，集水池容積不應(yīng)小于最大 1 臺水泵5 min 出水量，當(dāng)水泵機(jī)組設(shè)置為自動控制時(shí)，每小時(shí)啟泵次數(shù)不得超過 6 次。根據(jù)所選定的潛水泵流量參數(shù)，計(jì)算集水池有效容積，合理設(shè)置提升井各項(xiàng)參數(shù)，確保提升井及潛水泵安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）重力式截流井

對于截流點(diǎn)管底標(biāo)高高于截流干管和周邊污水管網(wǎng)的情況，則不需設(shè)置水泵提升揚(yáng)程，截流污水可重力流自流進(jìn)入污水管網(wǎng)。旱流污水與初期雨水均收集至現(xiàn)狀污水管網(wǎng)系統(tǒng)，雨量增大后雨水排入自然水體。重力式截流井采用磚砌結(jié)構(gòu)，具體布置示意圖如圖 3 所示。

圖3 重力式截流井示意圖

結(jié)合本工程現(xiàn)場實(shí)際，截流井沿河布置，盡量設(shè)置在出水管道上方且靠近排放口位置處，同時(shí)考慮占地、施工可行性以及是否方便接電等情況，并應(yīng)避開高壓電纜。本工程地處上海，地勢平坦，水系豐富，排水口管底大多在河道水位以下，因此在溢流井室井壁設(shè)計(jì)安裝鴨嘴止回閥或橡膠拍門，既可防止旱天污水進(jìn)入河道，又可避免雨天河道水流倒灌，同時(shí)還具有水頭損失小、耐腐蝕、壽命長、維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)。

3 截污管道管材選擇

目前，排水管道主要有混凝土管和塑料管材兩種形式。常用排水混凝土管主要有混凝土管和鋼筋混凝土管等，多用于大管徑管道；塑料新型管材主要有 HDPE 雙壁波紋管、 HDPE 纏繞結(jié)構(gòu)壁管材、玻璃鋼夾砂管和 PE 100級管等，主要有密封性好、重量較小、水力特性好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。

由于本工程設(shè)計(jì)流量較小，截污干管管徑較小，重力管和溢流管采用 HDPE 纏繞結(jié)構(gòu)壁管，壓力管采用 PE 管，結(jié)合現(xiàn)場情況和物探成果，合理選擇管位，采用開槽埋管的施工形式。

4 問題和建議

筆者在沿河截污工程的設(shè)計(jì)和后期施工服務(wù)過程中遇到過一些困難和問題，經(jīng)多方溝通協(xié)調(diào)后最終得以解決，針對遇到的問題和解決方案進(jìn)行了思考和總結(jié)。主要有以下幾個方面：

（1）由于上海水系縱橫，水資源豐富，河道水位較高，部分排放口常年位于河道水位以下，在前期調(diào)查時(shí)往往不能將其全部找出并納入工程范圍，統(tǒng)一采取有效的截流措施，從而發(fā)生遺漏，不能及時(shí)有效的解決，大大的影響工程效果，不能達(dá)到河道整治的目的。因此，盡可能全面的摸排出混流排放口乃是保障工程實(shí)施的重要前提。建設(shè)單位可選擇旱季河道水位較低的時(shí)段制定工程計(jì)劃；設(shè)計(jì)人員和勘測單位在前期調(diào)查時(shí)，可選擇采取“船行＋步行”的方式，逐個排放口進(jìn)行排查；施工單位可在施工準(zhǔn)備過程中，降低河道水位，全面排查并及時(shí)匯報(bào)，各單位通力合作才能保障工程順利實(shí)施。

（2）河道蜿蜒，臨水而居往往是江南水鄉(xiāng)的典型特征，然而這卻成為了沿河截污工程的一大難題。由于部分居民建筑距離河岸較近，步道狹窄，常會出現(xiàn)開挖面較小，管道敷設(shè)困難的情況。同時(shí)沿岸居民往往擔(dān)憂開挖路面對房屋地基造成影響，配合度不高，甚至阻撓施工，施工難度較大。在現(xiàn)場溝通調(diào)節(jié)中，設(shè)計(jì)人員需了解居民的訴求，及時(shí)更換截流管線或檢查井設(shè)置位置，或采取有效的工程手段保障居民建筑不受影響，從而解決問題。

（3）由于歷史遺留原因，工程范圍內(nèi)涉及的部分地區(qū)建成年份較早，前期資料缺失，地下管線復(fù)雜，且管線搬遷難度大。在設(shè)計(jì)和施工過程中，可借助物探等技術(shù)手段，全面了解現(xiàn)狀情況，盡早發(fā)現(xiàn)問題，并找到解決方案。

（4）中小河道整治工程具有戰(zhàn)線長，覆蓋面廣的特點(diǎn)，通常需要多專業(yè)配合，在設(shè)計(jì)過程中各專業(yè)需加強(qiáng)溝通協(xié)調(diào)，以期找出最優(yōu)方案，做到工程效益最大化。

5 結(jié) 語

沿河截污工程通過收集旱天污水和初期雨水的方式，水岸聯(lián)動，標(biāo)本兼治，因地制宜制定截流方案，從根源上解決污水進(jìn)入河道的問題，極大的減輕河道水質(zhì)污染，還河道以“水清岸綠”的本來面貌，是河道整治工程中不可缺失的一環(huán)。