谈城市排水设施的改进

2010-08-15牛宇萍李洪亮

山西建筑 2010年30期

牛宇萍李洪亮

今年来,持续的大雨给我国很多城市造成了不利的影响,市民住宅、汽车商铺遭到污水侵蚀,大水堵路、交通堵塞,居民的日常生活因此产生了很多不便,更严重地还会导致储备粮受损以及人员伤亡,可见,对于暴雨肆虐这一哪怕是由于“极端、不可预计的天气”的客观因素所产生的不利影响同样需要我们积极开展应对策略。

随着城市化的发展,从目前来看,城市建设过程中出现的立体开发,地下商场、地下车库以及地铁建设遍及我国各大中小城市,对于城市社会经济发展和人民生活水平提高的态势而言,城市排水设施已显得严重滞后。对于此,本文认为,从国内来看,可以借鉴上海世博会的“雨污分流、初雨调蓄”方式和借鉴荷兰鹿特丹的“蓄水池连通分流雨水”(即“水广场”)排水理念,一方面要不断优化和提高城市新建排水设施标准,另一方面还需要大力改进中老城区中的排水管网络布局,使其能够充分满足城市排水要求。

1 雨水系统的改进方案

1.1 基于雨水管道出水口的改进方案

普遍来看,城市内的雨水大多通过管道就近自流的方式排入河道等水体,但对于平原城市而言,一方面由于受地形限制,因此管道出水口一般都会低于水体水位。即采用的是“淹没式”,管道内水流由于受水体水位顶托的影响从而速度减小,继而管道排水能力减小,最终会在汛期导致城区低洼地段处于长时间积水状态,车辆通行和市民出行状况因此受到影响。另一方面由于管道出水口处一般没有设置闸门,这就会导致无法对雨水管道下游河水回灌段进行有效清淤。基于上述两个重要原因,可尝试采取以下改进措施:1)可以尽量让城市雨水管道的入河出水口略高于(或等于)排放水体的设计水位,具体可采取管道浅埋加固处理、减小管道坡度、调整城市竖向规划等方法来实现这一方案;2)在不得已的情况下,如果出水口低于排放水体水位时,就应该在设计上充分考虑水体水位的顶托影响,并对此核算淹没出水的排水能力,可在入河口处建设溢流闸门和抽升泵站,这样一来,不仅能够在汛期通过开启水泵来强制排水,而且由于设置了闸门,也利于维护下游管道的清淤工作;3)立交排水可以采用独立的排水系统,目的在于能够使立交(尤其是下穿立交)排水出水口的可靠性得到保证。

1.2 借鉴上海世博“雨污分流”的理念

根据上海世博“雨污分流”理念,可设置直接与污水管道相连的专用收水井,这些专用收水井并不与雨水管道沟通,不仅能够实现在汛期排除路面积水的功能,而且能够避免河道顶托雨水倒灌,同时也能够消除通过人力打开污水井盖而出现的安全隐患。

1.3 借鉴荷兰鹿特丹“水广场”排水理念

我国城市内的雨水管道在建成后,一般都处于几个各自独立的状态,系统之间互不连通,各排水系统各自独立发挥排除雨水的功能。在借鉴荷兰鹿特丹“水广场”的成熟经验之后,可以在相邻两个排水系统之间的易积水地段设置连通管,并将雨水管道建成环状管网状态,连通管可以较为方便地相互调剂水量,从而进一步提高原有的排水状况。

1.4 对雨水收水口的改进方案

结合目前实际情况来看,雨水口的布置至少可以在以下三个方面进行改善:1)应根据地形及汇水面积来进行雨水口的布置;2)由于低洼和易积水地段的雨水径流面积以及径流量相对较大,可通过适当增加雨水口数量来提高收水速度;3)对于立交桥的引道处等道路纵坡较大的路段,可采用平篦雨水口收水,在上游段布置雨水口,并在下游段设置连续多篦雨水口,从而避免积水的形成。

1.5 住宅小区雨水管道的设置

从目前来看,我国城市多数住宅小区和庭院在建设过程中往往不太重视对雨水管道和雨水口加强建设工作,忽略了小区建成后的雨水管道验交环节,一旦下雨,小区内的雨水要经过较长的时间和路线才能最终收进雨水管道,因此小区内就很容易形成大量积水。对于此,住宅区建设过程中一次性建好雨水管道和雨水口的工作显得非常重要,一方面可以让雨水能够快速收进雨水管道,另一方面还能减少后续的维护工作量。

2 污水系统的改进

2.1 在住宅区污水管线出口处建立格栅井

污水中大量存在着纤维、塑料以及其他悬浮物和沉积物、从而给管道的清洁和疏通工作带来了很大的麻烦。尤其是抽升泵站的格栅间,每天都会拦截到大量的悬浮物和漂浮物,尽管格栅栅条间距不断在减小,但仍然难以避免一些体积较小的漂浮物轻易通过格栅进入泵房,最终导致水泵叶轮堵塞,时间一长,叶轮会在不断磨损中损坏废弃。基于此,在住宅区的污水管道出口处,可以设置简易的人工拦污格栅,并安排专门的物业管理人员对此定期清理,从而对污水漂浮物轻易进入市政管网的状况从源头上得到了有效控制。

2.2 在检查井井底设置沉淀池

当管道内水流量和流速相对较低时,污水中的沉积物会发生大量沉淀,从而形成管道淤积堵塞,并且疏通管道的工作又需要较高的费用。对于此,可以把检查井的井底下沉50 cm左右,即将其改为沉淀式,这样可以便于污水中的多数沉积物沉积于检查井,不至于继续流入下游管段,并且还能为管道维护工作带来方便,工作人员只需要通过抓泥车来清掏检查井内的沉积物。

2.3 检查井构造的改进

在开展排水管道的疏通作业时,一般会利用竹片或高压水车从检查井内沿着管道的方向进行工作。从目前来看,较为普遍的做法是:把井内爬梯安装在检查井内进水管口的正上方,实际上,这种方式会对排水管道的养护和维修工作带来很大的不便。为了方便作业,可以把井内爬梯设置于垂直管道方向线的一侧,防盗检查井盖开启方向则设置于爬梯的另一侧。

2.4 在检查井内设置闸槽

污水主干管道中的流量和流速一般而言都比较大,并且有些检查井内的水位较高,在从事管道维护工作时,需降低甚至断流管道内的水位,但断流是一项非常困难的工作。为了维护作业方便,可在污水主干管管道交汇处和转弯处的检查井内设置闸槽,通过闸槽的开关来控制水流,从而为维护工作提供方便。此外,在新旧管道衔接处最好设置闸槽井。

2.5 泵站集水池有效容积和最低水位线确定问题

污水排放量会随着城市的发展相应增加;雨水泵站的收水量也会因此增加。在暴雨较为集中的时期,我们往往会采取打开污水井盖,通过污水泵站抽升的方式来强行排除污水,这样就需要大大提高改造后的泵站抽升能力。雨污水泵站在实际运行中,由于原集水池的有效容积均偏小,导致池内设计最高水位长期低于池内实际水位,进水管道长期处于受压状态,因此,在确定集水池最高水位时,可使其略高于雨污水管顶,但同时还要防止管道上游地面出现冒水现象。

并且,对于泵站集水池的最低水位而言,由于其是保证水泵叶轮吸水的水位,因此对其设置为叶轮所在水位线。由于要确保潜水排污泵的电机在运行过程中不能露出水面,因此,应该根据电机允许露出的水面高度来确定泵站集水池的最低水位。