旧城区合流制排水系统改造策略分析

方鹏程

浙江华创设计有限公司福州分公司，福建 福州 350000

0 引言

目前，我国大部分城市的老城区面临着严重的混合溢流污染问题，主要原因是排水管网设计重现期落后，雨污分流不彻底，硬质防渗面积大，地面改造难度大。在环保、持续发展成为主流的当下，如何使旧城区污水系统拥有理想的污水收集率，成为旧城区排水系统改造是否有成效的关键。以下就探讨罗源县旧城区排水系统的改造工程。

1 工程概况

罗源县地处福州东北部，气候湿润且温和，雨热同期，全年最高温度出现在7 月，最低温度出现在1 月。旧城区内所产生污水，主要源于居民生活、公共建筑、工业与医疗，不同类型污水均有相应的排放标准对应。目前罗源县污水处理厂进厂水质指标偏低。可大体推断南溪及其它水系的截污管未达到预期目的，截流不彻底，城区污水60%以上溢流入内河水体，造成一方面进厂污水浓度偏低，而南溪等水质黑臭，污染严重。

2 旧城区排水现状

2.1 水污染

罗源县河网水系密布，大部分溪流流量小、流速缓，水环境容量小。受城市生活污水污染，城区内河南溪、护城河、中溪、溪尾溪水质较差，枯水期尤其严重，严重影响了两岸居民的生活。目前污水处理工程尚在初步阶段，形势不容乐观，特别是旧城区，其雨污混排的管网系统，需要花大力气进行改造并完善，才能真正使污水得到更有效的处理。现阶段，污水处理工程仍未由初期彻底转化为中期，如何对合流排水进行改造，确保其发挥出应有功效，自然成为社会各界关注的焦点［1］。

2.2 现状排水管沟系统

城区的雨水系统，由起步溪及南溪，划分为三大片区，即南溪北片、南溪南片、起步溪东片。其中南溪北片是城区的大部所在，主要有：溪尾溪排水片区、东环路排水片区、岐阳排涝站排水片区等五个片区。本文以溪尾溪片为例，着重分析如下：

（1）溪尾溪承担着司前路以西城区大部分排水功能，及北面、西面山洪的排放。主要走线为：罗西路→后张路→溪尾环路→东大路→川景小区，排入南溪，其中于职业中学处分出一路支流（护城河），向南排入南溪。

（2）存在问题：目前，溪尾溪沿岸两侧街道较窄，沿线生活污水均接入其中，另外溪尾溪承担着重要的排水及排洪功能，常有涝水发生，是城区涝水比较严重的一个区段，周边居民对此反应强烈。

3 排水系统改造策略

3.1 确立排水体制

对排水系统进行规划的首要步骤，便是确定排水体制，这是因为排水体制与排水系统的联系十分密切，涉及投资、施工和管理维护等。此外，排水体制所带来影响，还向环境保护、城市规划等领域进行了延伸。

本文项目采取的是截流式合流排水体制，《罗源县城市总体规划》中确定旧城区采用截流式合流制系统，新建城区采取雨、污分流制。规划将此原则深化为旧城区近期采用过渡式截流式合流制，随旧城改造逐步过渡为分流制。在此把过渡式分流制定义为按远期污水量埋设污水干管，近期作截流干管用，随城区建设逐步进行分流制改造。

改造流程：将截流井加设于排污口处，并对截流管进行建造，确保无论是晴天，还是雨天初期，生活污水及初期雨水，均会经由截流管、截流井，被输送至相应的处理厂，待处理工作告一段落，再向水体进行排放［2］。

3.2 排水改造措施

（1）改造原则。考虑到近远期结合的需求，本片区污水管网原则上相对独立，同时兼顾远期污水需求，重点解决溪尾溪以及下游南溪污染问题。

规划污水管管径原则上根据水力计算进行确定，当按计算所得的管径小于最小管径，则采用最小管径。最小管径按以下工况进行确定：a.当污水排水方向与地面竖向同坡时，按D300 控制；b.当污水排水方向与地面竖向反坡时，按D400 控制。

为便于平时维护管理，规划污水管网原则上尽量减少穿越河道、道路等障碍物。

（2）改造布置。溪尾溪承担着山泉水（雨水）和污水排除，混流不利于污水的截流。溪尾溪出水口断面为8.0m×2.3m，出口渠底高程3.67m 低于主干管顶标高4.16 m。此处水面由2#橡胶坝控制在4.00m，高于出口渠底高程3.67m，故目前出口设置一低坝（带手动闸门）防止河水倒灌。在南溪水位下降时，打开闸门将溪尾溪水排出。该节点做法不仅不利于溪尾溪污水的收集，而且影响行洪。露天段长度占全长2/5，暗渠段占3/5。

目前，溪尾溪的污水基本全部溢流到南溪，是造成南溪污染的主要污染源之一。对溪尾溪污水的截流改造可考虑采用以下两个设计方案（如图1、图2 所示）：

图1 方案一“低流槽断面”

图2 方案二“截流式合流制”

方案一：首先，在溪尾溪与护城河交汇处将晴天溪尾溪上游的山泉水从护城河分流到南溪，减少晴天山泉水与污水的混流比例，这样既有利于溪尾溪出口的截流，又可提高溪尾溪截流污水的浓度；其二，为改善晴天溪尾溪的水力条件，将露天河段底部清淤并构建低流槽断面，上覆盖板，定时（1-2 次/d）引水冲淤，溪尾溪出口处截流至污水主干管。

方案二：旧县法院上游露天河段居多，露天段渠底部两侧敷设污水管，将两岸原有合流管截流。晴天两侧污水全部收集，雨天混流水部分收集，剩余溢流入河。河床截流管在旧县法院上岸，沿东大路敷管至建行环岛流入南溪。溪尾溪下游在“川景花园”内，做法同露天段。

表1 溪尾溪改造方案比较

3.3 管网施工

目前，在改造排水管道方面，“出镜率”较高的施工方法有三种，分别是：（1）管槽明挖。（2）拖拉管。（3）顶管。鉴于以上几种埋管实施方案比较，此项目对截流污水管有需求的区域是沿河床底，对埋深不足3.5m 的管道而言，管槽开挖的难度普遍较小，成本也更低，若埋深超过3.5m，管槽开挖需要有关人员利用钢板桩对其进行支护，垮塌等问题时有发生，不仅安全性无法得到保障，周围地区所受影响也极大，此时，便应对非开挖技术加以运用。

4 改造效果

对旧城区排水系统进行改造是市政工程的核心项目，对相关工作加以落实所产生效益，主要分为社会效益、经济效益。

（1）社会效益。改造排水系统与民生工程的联系十分密切，随着改造后系统被投入运行，污水污染给旧城区环境所带来影响得到了显著改善，投资环境、自然环境与理想状态的差距不断缩小，居民健康水平随之提高，水体水资源所得到保护也更加全面。

（2）经济效益。首先，使旧城区河流生态系统得以改善；其次，避免水污染给居民健康带来损害的情况发生；最后，在解决污水出路问题的基础上，优化水环境，提高土地价值，使旧城区拥有了发展经济所需强大动力。

5 结论

由上文所叙述内容可知，对旧城区排水系统进行改造势在必行，这不仅是城市发展所提出要求，还是社会进步所依托基础。在开展此项工作时，有关人员应以旧城区现状为依据，确保所拟定改造方案，可使潜在不足得到弥补，并为城市今后的发展助力。