青浦区跃进河截流井的实践与思考

摘要：为了改善青浦区跃进河水质，弥补雨污分流改造不彻底的问题，在分流制排水系统，市政雨水自排口设置末端截流措施。经方案比选，采用提升泵截流旱流污水和初期雨水至市政污水系统，采用快开电动闸门控制清洁雨水放江，取得了一定的效果。但是，末端截流措施无法解决雨天混接污水放江的问题，存在一定的局限性。

关键词：截流井;截流管;溢流管;雨污混接

中图分类号：TU992             文献标识码：A

收稿日期：2020-06-03

作者简介：谢琳琳（1990- ），女，本科，研究方向：城市排水。

根据《苏州河环境综合整治四期工程总体方案》的部署，“苏四期”工程的整治目标是到2020年，苏州河干流消除劣Ⅴ类水体，支流基本消除劣Ⅴ类水体，水功能区水质达标率不低于78%;到2021年，支流全面消除劣Ⅴ类水体。经过模拟计算，青浦区锁定了148条、237公里劣Ⅴ类的中小河道作为“苏四期”的重点整治对象。但是，“问题在水里，根子在岸上”，控源截污是污染水体整治的核心和前提。

梳理各类排河口，分类进行整治，其中难度最大的莫过于分流制排水系统中有旱流污水的雨水自排口。一方面，这类排口不能随便封堵，否则会引起城市或小区内涝;也不可能全部截流至污水处理厂，对污水厂的冲击负荷大，与污水厂提质增效的理念背道而驰;另一方面，自流排放的雨水分区小，排口数量多，不像强排系统，集约化程度高，排口数量少，可以在雨水泵站集水池内做截污措施。另外，鉴于混接污染源的溯源分流，在市政雨水系统层面上实施雨污分流调查和改造尚属可行，在排水系统的用户端（所有的小区、企事业单位、沿街商铺等源头）全面开展雨污分流改造工作，涉及的面大、量广、耗时、费力，并且难以达到完全、彻底分流的效果[1]。因此，为切实削减入河污染物，在雨水自排口做末端截流措施成为首选方案。

1 项目概况

跃进河位于青浦新城核心区，防汛墙采用直立式挡墙硬质护岸，河道口宽约18m，长度约1200m。两岸均为居民小区、企事业单位，由于建设年代基本均在2000年以前，雨污混接情况较严重。跃进河纵贯界泾港路、体育场路和公园路，市政雨水排河口普遍有旱天出流现象。跃进河一头是断头浜，水动力不足，水质较差。

为彻底解决跃进河的水质问题，考虑实施水系沟通、底泥疏浚、沿河小区和企事业单位进行雨污分流改造等若干措施。但在雨污分流改造的過程中，遇到许多实际的问题，比如：有些立管包封在建筑内部，很难发现混接点;有些混接点在一楼居民庭院内，在进户施工、地砖恢复等问题上与居民无法形成共识，难以实施改造;还有后续随着住户的装潢、租赁等私自改造排水系统行为，造成改造好的雨水口又出现了旱流出水等问题。

为了解决雨污混接改造不彻底，市政雨水排河口仍有混接污水排河的问题，将界泾港路、体育场路和公园路上4根市政雨水管的排河口设置了4座截流井，晴天抽排旱流污水至市政污水系统，雨天初期雨水也抽排至市政污水系统，清洁雨水直排河道。

2 传统截流井

截流井最初是合流制排水系统的特定产物。随着对分流制系统雨污混接现象的日渐重视，在分流制雨水系统实施末端截流措施，成为污染水体治理中越来越多采用的一种方法。而截流井是整个截流系统的核心构筑物。

截流井设置的目的是从排水系统末端分离出混接污水和初期雨水。传统的截流井有槽式、堰式以及槽堰结合等若干种形式。由于这些形式的截流井在截流管上没有控制措施，存在3方面的问题：（1）雨天放江的时候，截流井内运行水位较高，雨水通过截流管大量涌入污水系统，给污水厂的负荷带来较大的冲击;（2）在任何情况下污水系统运行水位必须低于雨水系统水位，否则污水系统会通过截流管倒灌至截流井，甚至淹没溢流堰，直排河道，形成人为的混接点;（3）在任何情况下，河道水位必须低于溢流堰堰顶标高，否则河水倒灌至截流井，通过截流管进入污水系统，也会形成人为混接点[2]。

跃进河周边市政污水系统运行水位较高，且雨水排河口基本均处于半淹没或全淹没出流状态，故不能采用传统截流井。

3新型截流井

随着各种新技术、新设备的引入，对传统截流井进行了多方面的改进：有的结合一体化泵站技术，采用玻璃钢或不锈钢筒体推出了“预制一体化截流井”;有的设置了雨量计、液位计等检测控制设备，推出了“智能截流井”。从分流控制的核心技术措施而言，截流井中把旱流污水和初期雨水分流至市政污水系统有浮筒阀、闸门、提升泵等方式;截流井中雨水放江的控制措施有溢流堰、闸门、拍门或鸭嘴阀等方式。

3.1截污控制措施

若市政污水系统标高较低，雨水系统标高较高，截流井中旱流污水可以通过重力自流进入污水系统时，可以采用浮筒阀或闸门等方式;若市政污水系统运行水位较高，无法重力自流时，需要采用截污泵强排的措施。

浮筒阀中闸板与浮筒相连，浮筒的重量和体积通过计算和实验确定，浮筒随水位变化升降，带动闸板自动开启或关闭截污管路，从而实现旱天水位低时，闸板全开，重力自流截污;雨天水位升高，浮筒在浮力作用下抬升，关闭闸板，清洁雨水放江。浮筒阀的优点是不采用外来动力，靠水力原理自动启闭，在清洁水中效果良好，但在雨污混流的截流井中，漂浮物、悬浮物、油脂和各类溶解性污染物较多，对浮筒阀的顺畅工作带来了极大的考验。目前，实践中已发现截流井中水位已下降，但浮筒仍悬空在水面以上的现象。改进的浮筒阀取消了浮球臂，将浮球直接安装在闸板上，其效果还有待验证。

采用闸门控制截污管开启或关闭，一般有人工控制和自动控制两种。人工控制依赖人员操作，管理麻烦;自动控制模式可以根据液位或时间自动控制闸门的启闭。大中型闸门一般采用地上式启闭机，小型闸门也可以将暗杆式闸门和执行机构设置在截流井中，但电动执行机构长期处于截流井内的恶劣环境中，较易发生故障。

当截流井中旱流污水无法重力自流进入市政污水系统时，需要强排措施，一般采用潜水排污泵。采用泵排需申请接电，有长期运行电费;需设置提篮格栅或粉碎格栅，否则泵易堵塞;截污泵应自耦安装，必要时需起吊进行检修维护;设液位传感器，自动控制泵的启停;需设透气装置，截流井最好置于绿化带内;泵后安装止回阀，防止污水系统的倒灌[3]。

综合分析，跃进河排放口处雨水管内底标高低于周边市政污水管道标高，截流井中旱流污水无法实现重力自流，故只能采用潜污泵的形式。采用水泵可利用雨水管网本身的调蓄能力，灵活控制运行工况，根据污水系统实际负荷，灵活调节截流量，从而确保污水系统的安全。

3.2放江控制措施

清洁雨水放江的溢流管上采用最多的是溢流堰。采用溢流堰最大的难点在于堰顶标高的确定。堰顶标高需计算汇水区域内，设计重现期标准下的雨水量，设计合适的堰长和堰上水头，推求水面坡降线，确保最大雨水量通过溢流堰时，不会导致服务区内涝积水。同时，还要考虑下游受纳水体不同情况下的水位，工程实践中出现过由于溢流堰标高设计偏低，晴天时河道水位高时，溢流堰被淹没，河水倒灌进入市政污水系统的现象。

除了溢流堰以外，也可以在截流井的溢流管处设一道闸门，雨天开启放江，晴天关闭防止河水倒灌。由于雨水管径一般较大，溢流管设置闸门，对井室尺寸要求较大，占地面积也较大。市政道路下管线密布，很难找到足够的空间设置截流井。另外，溢流管闸门采用手动操作不利于防涝安全，一般选用快开电动闸门。故闸板式截流井对场地、设备要求较高，造价也相对较高。

拍門或鸭嘴阀安装于雨水排河口或排放口前检查井内，也可以实现雨水放江，并防止河水倒灌。拍门的结构简单，施工方便，造价也很低。但是，拍门采用重型材料，水头损失较大;采用橡胶或玻璃钢材质的拍门又很难处理渗漏问题;有时甚至无法正常开启。

考虑到雨水放江采用溢流堰或拍门，均相当于设置了阻水措施，跃进河周边市政雨水管网运行水位原本偏高，时常处于带压状态，设置阻水设施会加剧内涝风险。故最终选择闸板式截流井。由于跃进河属于支流，对行洪要求不高，采用围堰施工方式将截流井建于河道内，解决了占地面积大，选址困难的问题。

4 工程方案

跃进河截流井方案为：在河道内近岸处建截流井，设置两台提升泵截流旱流污水，两台互为备用;提升泵的设计流量根据服务范围内日均旱流污水量的30%～50%确定，设计扬程根据雨污水系统最大水位差及水头损失确定;提升泵采用直接启动方式，就地手动控制和自动控制两种模式;泵后止回阀防止市政污水系统倒灌。截流泵采用时间和液位双重控制。晴天时利用市政污水系统负荷较低的时间段，启动截污泵，抽排旱流污水。

溢流管设置电动闸板，雨量较大时，闸门开启，考虑安全性，闸门采用速开闸门，利用液位计控制;停电情况下，闸门利用自身重量在30s 内开启，有效保证排水安全性。经过水力模型演算，在晴天或3mm～5mm 以下降雨量时，闸门保持关闭，混合污水和部分初期雨水截流进污水管网;5mm以上降雨量时，闸门全开，通过液位计自动控制阀门启闭功能，减轻运维压力。

5 存在问题

雨水自排口设末端截流措施作为国内外控制入河污染的常用方式，具有操作性强、投资小、见效快、施工方便、对周边影响小等优点，但这种改造方式也有以下问题无法回避：

（1）雨天时放江闸门打开，雨水系统中的混接污水仍然全部排入了河道。上海市年平均降雨天数约120～130天，有相当数量的混接污水并未得到有效截流。

（2）只要沒有彻底的雨污分流，雨水管中的旱流污水由于晴天流速慢，大量污染物沉积在管底，暴雨时被雨水冲刷，带入河道，形成放江污染。

（3）降雨结束后，截流井排水闸门关闭，雨水管渠系统中仍有大量清洁雨水，为了抽排后续的旱流污水，这部分清洁雨水势必也将被转输到污水处理厂，增加了污水厂额外的负担。

（4）末端截流措施应设置在边界清晰、相对独立的雨水分区的排河口。工程实践中已经出现由于雨水分区界限不明，与相邻的雨水系统有千丝万缕的联系，在一处排河口设置截流措施后，发现无论截流泵如何运行，截流井中水位基本不下降。经仔细排摸雨水系统的拓扑结构，发现相互联系的系统中还有其他排口联通了河道，河水通过其他排口进入雨水管，截流井中被抽排至污水系统的实际是河水和混接污水的混合体。

6 结语

为了在分流制自排系统中采用截流井解决雨污混接改造不彻底的问题，通过分析比选，采用潜污泵控制旱流污水和初期雨水分流至污水系统，采用电动快开闸门控制清洁雨水放江，取得了一定的效果。但末端截流方式无法解决雨天混接污水放江的问题，在设计实施的过程中，还应特别注意雨水系统的所有排河口应同步控制起来，否则会出现抽排河水至污水系统的问题。

参考文献：

[1]程明涛，景帅，张万里.智慧截流井在黑臭河道治理中的应用[J].城市道桥与防洪，2019（11）：94-96.

[2]安徽水韵环保股份有限公司.一种用于城市河道截污的箱涵式截流井：CN201822124607.7[P].2019-11-12.

[3]何靖.截流井技术应用与设计——以府谷县工程为例[J].绿色科技，2019（12）：235-237.

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