小城镇排水体制选择的案例分析

徐晓明　吴莉萍

摘要:结合在实际工作中的体会,从小城镇的特点出发,针对小城镇的新建开发区、扩展建设区和老城区特点合理选择小城镇排水体制,并对城镇排水系统的建设提出若干建议。

关键词:小城镇;排水体制;分流制;合流制;截污

小城镇排水系统与大城市截然不同,小城镇的新建开发区、扩展建设区和老城区特点各异,排水体制的合理选择对排水系统建设有其重要,并对其可持续发展具有重要意义。

1 小城镇排水系统的特点

1.1 水量、水质不均匀和不稳定

小城镇人口相对较少,一般污水量<5×104m3/d,工业企业种类较多,污水成分复杂,水量、水质不均匀和不稳定。

1.2 城镇总体规划缺乏连续性

小城镇发展快,早期城镇总体规划往往会因各种原因而调整,一般没有给排水专项规划,缺乏总体指导性,不确定因素较多,具有一定的随意性。

1.3 排水管网及资料不健全

小城镇排水管网不健全,污水收集率低,缺乏测量、勘探和管道竣工等资料。

1.4 管理经验不足

对排水设施管理不严,河道不规范,污染较严重。

1.5 各区域特点各异

小城镇的建设围绕老城区向四周扩展,一般包括规划新建开发区、扩展建设区和老城区,各区域规划目标不同,排水系统特点各异。规划新建开发区排水系统易实现分流制;扩展建设区紧邻老城区,基础设施和城镇建设同步,排水系统已逐渐按分流制实施,但有些地区完全采用分流制不尽合理,只能在现有排水体制基础上改造和完善,可以采用分流与截流相结合的排水体制;老城区为建成区,格局已基本形成,排水体制多为直排式合流制,且年代已久、管径偏小、雨天地面积水、街道狭窄、改造困难,采用合流与截流相结合的排水体制具有可操作性。

2 排水体制的分类及特点

排水体制分为分流制和合流制。根据对雨污水处理程度的不同,又分为直排式、全处理式和截流式。

2.1 完全分流制

完全分流制是用不同管渠分别收集和输送城镇雨、污水,适用于小城镇的新建开发区。

2.2 截流式分流制

截流式分流制是在完全分流制的基础上增设雨水截流井,把初期雨水引入截流干管与污水一并送至污水处理厂,中期以后的雨水则经雨水干管直接排入水体。该系统仅截流初期雨水,与截流式合流制相比管渠断面相对较小,管内水量水质相对稳定,对污水厂冲击较小,投资和运行费用较小。适用于按分流制建设的小城镇扩展建设区。

2.3 截流式合流制

截流式合流制是沿河修建截流干管,并在适当位置设置截流井。旱季时污水全部进入污水厂,雨季时截流干管将部分雨水和城镇污水一同送至污水厂,超过截流干管输水能力的混合水则通过截流井泄入水体。该系统节省空间和投资,适用于老城区和建成区排水系统的改造。

2.4 全处理式合流制

将雨、污水用同一管渠输送到污水处理厂。这种方式对水体和环境污染最小,可最大限度地实现污水和雨水的资源化,但其投资和运行费用高。对于街道狭窄难于改造的老城区的支户线,将其合流管道与城镇污水管道相接,可将雨污水一并送入污水厂处理。

2.5 直排式合流制

将城市污水和雨水用同一管渠收集,不经任何处理就近排入水体,该排水体制对水体和生态环境的危害巨大,需逐渐加以改造。

3 影响排水体制选择的因索

3.1 坏境因素

改革开放以来的小城镇基本以外延式发展模式发展,但排水系统的建设相对滞后。多数现状道路下均未敷设污水管道,大量的生活污水、生产废水未经处理直接和雨水一起排入自然水体。城市水环境的恶化已经成为制约城市持续发展的瓶颈,对整个城市排水体制的系统治理目的是解决水环境问题的关键所在。

3.2 城镇建设因素

沿城市道路进行大量的污水管铺设即需要大量的资金,又需要考虑现状管线、交通疏解、拆迁征地等。这样浩大而烦琐的工程从可操作性和经济性考虑都是不现实的。截流合流制仅需要沿受纳河流敷设截污干管,与分流制改造相比从工程投资到拆迁征地都减少很多,而且也有很大的可操作性。

3.3 经济因素

从基建投资方面来看,完全合流制只需一套管渠系统,其断面尺寸与分流制的雨水管渠基本相同,投资最省。截流合流制投资低于完全分流制,截流合流制因没有雨水排水系统,所以其投资最省,施工期最短,发挥效益也快。

从维护管理方面来看,完全合流制管渠维护管理较简单,管渠中的沉积物可利用雨天的大流冲刷,但污水设施因睛雨天的排水量变化幅度较大,增加了运行管理上复杂性。

3.4 初期雨水处理因素

城市化发展导致了初期雨水径流污染程度更为严重,初期雨水的污染程度通常超过城市污水。但目前我国城市水污染控制对雨水径流污染尚未足够的重视,缺少的法规和技术规范。

若采用分流制排水,不仅耗资巨大且存在初期雨水径流污染的隐患。采用完全合流制排水,则对自然水体造成严重的污染。所以,采用截流制合流系统不但可以处理初期雨水,而且在工程投资、施工难度等方面均强于以上两种排水系统。

4 小城镇排水体制的选择及案例分析

4.1 选择原则

小城镇排水体制的选择应依据城镇总体规划;结合地形地质、水文条件、水体状况、气候特征、居民生活习惯、原有排水设施、污水处理和利用、社会经济条件等,以污雨水的资源利用、保护水环境为原则,充分利用原有排水设施,慎重对待老城区管网改造,提高可操作性。

4.2 新建和扩展建设区域的排水体制

4.2.1 完全分流制与截流式分流制相结合。

在珠海市主城区的排水系统设计中,结合地区特点,采用了完全分流制与截流式分流制相结合的排水体制。

珠海市主城区具有如下特点:排水系统随区域建设已逐渐按分流制实施;该地区地势平坦,管道铺设坡度受限,如采用合流管道则暴雨期问易积水,混合水可能会漫流;区域常年降雨量少且集中,雨水输送非连续性和暴发性突出,合流制对污水厂运行的冲击较大。考虑以上特点和现有排水设施等因素后,设计在维持已有分流排水体制基础上进行改造和完善的方法,增设雨水截流井,污水厂增设深度处理单元。

4.2.2 完全分流制与截流式合流制相结合

在汶川援建的小城镇排水管网的设计中,选择了截流式合流排水体制。

汶川县绵镇均具山地丘陵特点,地形坡度大,现状排水为合流制。绵镇污水排入长江支流岷江,三峡工程实施必对其上游排入水体的水质要求更加严格。经综合考虑后,该地区采用截流式合流排水体制。

4.3 老城区采用合流与截流相结合的排水体制

小城镇老城区建设规模已基本固定,街道狭小、建筑物密集、商业繁荣、交通拥挤是其特点。老城区排水多为合流制,由管渠、边沟、小溪和冲沟构成,有的管涵上部已修建房屋,因此在老城区,将原有合流排水系统改造为截流式合流排水体制具有可操作性。在改造工作中,首先应对现状排水系统进行调查,对管道位置及埋深、管径及输水能力、使用年限及运行现况等进行核查后再确定改造方案。

在台山市老城区排水系统改造时,采用了在台城河道两侧修建截流干管,将排入边沟、冲沟的雨污水接入道路下原有的排水管道中,然后再接入截流干管的方案,在适当位置设置了截流井,在溢流排水口没置了止回阀以防止江水倒灌。

4.4 合理确定截流倍数

汶川县绵镇具有如下特点:库区多为山地和丘陵地形,降雨强度较大;库区河道水系丰富且具有较好的水体自净能力;老城区建筑物密集,绿地面积有限,地面透水性较差。结合以上特点,并综合考虑库区小城镇经济实力和社会发展的需要,最终将截流倍数取为2。

5 建议

5.1 确定小城镇排水体制时不能一概而论,新建和扩展建设区域宜采用分流和截流相结合的排水体制,老城区宜采用合流与截流相结合的排水体制。

5.2 确定污水处理厂的处理能力时应考虑截流水量,在设计和运行中应考虑雨水特征。可在处理厂建设调节水池,旱季时作为健身场所,雨季时储水削峰。

5.3 小城镇的快速发展,原有雨水系统难于满足暴雨要求,计算雨水量时应考虑暴雨的突发性和峰值系数,尽量运用自然生态措施加大雨水的下渗,减少径流量。