城市内涝治理与雨污分流改造措施研究

2021-03-30郑达

建材与装饰 2021年10期

关键词：雨污立管内涝

郑达

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南长沙 410000）

0 前言

随着气候的变化，许多城市在夏季容易遭受暴雨侵袭，再加上原有排水设施设计不完善，经常会发生大面积积水的情况，造成城市内涝。为了实现城市的可持续发展，需要分析城市内涝现象产生的原因，全面改善排水设施，给居民营造一个安全的居住环境。

随着社会经济的发展，我国特大城市面临内涝的风险愈加突出，内涝主要是由大雨引起的洪水，影响城市交通，同时造成巨大的经济损失，城市内涝现象与大面积的开发、老城区排水设施不完善、浅层空间拥挤等因素都会产生内涝。

1 城市内涝治理的主要措施

1.1 提高排涝设计标准

在我国，排涝标准设计较低是面临的首要问题。①关于雨水管渠重现期。这是一个专业术语，它是指在一定时间范围内雨量的记录资料，与间隔时间相比，如果该值取值比较低，那么流量值计算也会偏低，在管径选择时偏向于选择管径较小的管道，但是在实际使用中遇到暴雨排水不畅，可能会引发内涝灾害。原有的城市雨水重现期设计标准与国外相比明显不足；②雨水控制系统。雨水控制系统主要包括管道排水以及洪涝控制两种层次。除了要对于重现期设计标准进行拔高之外，还需要借助城市的开放空间，对超标的地表径流进行排出，不断缩短路面积水的时间，同时减缓流水的速度，避免造成内涝灾害。

1.2 排水隧道设施

排水隧道的建设能够有效治理内涝，同时也能够减少河道污染，在建筑密度以及人员密度都较大的老城区建设大深排水渠道是非常明智的选择。借助雨水分流隧道，能够有效解决城市内涝问题，深隧道是指在利用浅层排水系统的基础上，对河流污水进行调节积蓄，在暴雨过后，通过深层排水隧道输送到浅层排水污水管道中，最后直达污水处理厂。

1.3 多用途排水隧道

通过建设多用途排水隧道，综合暴雨以及道路隧道系统，能够有效提升城市抵抗暴雨的能力，主要分为三层，将第三层作为永久性排水通道。但是这种工程形式存在一些问题，比如说作为通车和排水的第一和第二层内部电力消防设备如何保证不被雨水冲刷防止影响其正常性能是需要重点考虑的问题，在不发生暴雨时期，隧道层一般关闭，地面交通比较拥挤，因此多用途排水隧道建设投入大，效果不太理想。

2 雨污分流工程措施

目前我国多数城市仍然采用雨污合流的排水系统，这种排水系统在工程投入上较为低廉，但是在实际使用中容易造成城市内涝问题，存在较多缺陷。①如果降雨长时间集中或者是较为强烈，那么在较短时间内，地表径流大幅增加，污水处理厂压力比较大，同时水量超过原有的排放标准，增加整个市政管网溢流的风险，许多污水以及与水会溢流到城市河道中，可能会对于城市水体造成较大的污染；②雨水与污水混合将改变整体水质，污水处理厂一般采用活性污泥进行处理，因此一旦水质受到影响，必然会使微生物活性大面积受损，增加水处理的难度；③可以借助雨污分流工程，采用不同的管道处理雨水和污水，处理完毕后可以分别进行排放，这样有利于水资源的循环利用；雨水可以借助管道直接排到城市的河道中，污水在利用污水管道集中后输送至污水处理厂。

2.1 雨污分流改造中存在的问题

经过长时间的工程实践经验，在城市雨污分流改造中也出现了较多的问题，主要有以下几个方面的内容：①在一些老城区内部或者是城中村混流现象较为严重的地方，多数居民存在私自乱改、改违建以及阳台洗衣等现象，再加上老小区排放标准比较低，排水系统出现大面积的损坏，整个小区的排水环境比较差，在该区域内的雨污合流管道在内部汇集后就近排放拱渠；②整个市政系统雨污混流比较严重，目前城市雨水管网已经形成，但是部分路段污水管网管径仍旧偏小，污水收集系统不完善可能会导致污水无法及时送入处理厂部分，错接漏接导致污水直接排入城市河道；③目前截污的形式一般为合流管进行收集，在末端进行截污，但是在末端会留下较多的污染物，当碰到雨季时，污水厂内部压力比较大，可能会增加管网溢流的风险，同时在管道内部可能会出现不均匀的沉降，在干旱季节，污水会外溢，在暴雨季节雨水会进入截污管；④整个市政管网预设比较严重，再加上其他结构性缺陷整个市政管网运行效率比较低；⑤可能会存在局部的内涝风险，如果管道发生堵塞或者是管径偏小，在大面积城市开发过程中，堵塞原有的排除通道，也会增加整个区域内的内涝风险。

2.2 雨污分流改造的工程措施

2.2.1 对于河流的管道进行改造

对分流管道进行改造的过程中，应该以现有的管网作为基础，对于经常发生破损或者是雨水污水混接比较严重的地区，应按照新标准进行建设。工程技术人员顺着排水管口设置截流干管，同时要保证管顶低于排水管道的管底，这样能够有效保证污水的收集效率。在实现分流排水过程中，在交汇井将合流水重新接通，作为雨水管道使用，同时将干管作为污水管道使用。需要充分利用原有的河流管作为雨水排出管道，可以新建污水管道，或者是将原有的河流管道作为污水管，新建雨水管道要能够有效节省工程投入，也可以采用低影响开发等方式，在水面源头经过分散式雨水花园或者是雨水湿地进行调节，有效减少地面污染源，然后再采用末端调蓄，利用调蓄时或者是隧道在雨天进行存储，然后在平常缺水时再运输到污水厂进行处理。

2.2.2 从源头治理，进行正本清源

对于成片小区以及城中村进行雨污分流改造的过程中，主要采用以下几种方式：①保留现状排水系统，如果小区内部已经建成雨污分流系统，但是与市政排水管网出现错接现象，那么首先核实排水系统是否满足分流排放的要求，同时查看雨污管道与市政管道之间的接驳情况，对于接驳点进行改造；如果不满足，则进行整体管网改造；②需要新建污水处排出系统。如果区域内部排放点比较明确，并且涵管满足排放要求，那么将其作为雨水系统进行保留，新增污水管道，连接各个建筑物的化粪池以及排水的立管，最终排入市政污水管道，同时对于建筑物屋面排水进行改造，保留内部排水为污水管，然后增加通气口，新增雨水管，直接连入现状河区管道中；③可以新建雨水系统。如果目标小区为合流制排水，内部污水排放点不明确，整体雨水和污水均排入河流管道中，可以新建管网系统；如果小区已有的排水管网难以发挥作用，比如说建设时间比较早，排水管道内径比较小、内部堵塞较为严重、经常有雨水或者是污水溢出地面，那么可以新建雨水和污水两套管网系统，同时要考虑同槽铺设。

2.2.3 城中村排水管网的改造方案

城中村建筑较为分散，同时地基强度不一，内部道路比较杂乱可以优先考虑将原有管道改造为污水管道，新建雨水管道，如果内部通道比较窄，没有建设雨水管网的条件，可以从利用地形或者是改造坡度入手，利用雨水重力直接排放，或者新建雨水系统。部分城中村可以采用源头就近截污，然后在立管处设置截污井并且采用低影响度开发措施，减少地表径流。

2.2.4 建筑物内部雨污分流的改造措施

在雨污分流改造措施中，如果内部进入水管，原来的分流转变为合流，可能导致在整个建筑室外雨水管网中含有污水。在对建筑单体进行雨污分流改造措施时，主要是对外立管以及排水沟预埋地管进行改造，内部与外部的污水分开治理，这样能够实现从源头上进行雨污分流。①对于合流立管的改造，需要将原有的建筑物立管作为污水管，污水管要接入化粪池或者是污水井，同时在顶部增设通气帽以及检查口，建立的雨水管网系统可以就近排入雨水检查井；②污水可以直接接入化粪池，这样能够在源头处直接将污水截流；③要改变污水立管原有的入地措施；④可以采用低影响开发雨水系统，对于建筑物内部屋面以及路面雨水可以经过有组织的汇聚，经过截污处理之后引入小区内部的绿地中实现渗透以及储存，达到后期进行雨水调节的目的，这种方式叫做低影响开发措施，要因地制宜，同时借助于小区内部的绿地以及景观，可以作为雨水的湿地；⑤对于面源污染进行治理，在降雨初期由于雨水的冲刷作用，可能会造成面源污染，面源污染如果不及时进行处理，会造成水体污染，并且具有突发性以特点。在暴雨初期，沉积在地下管网的污染物会在较短的时间内涌入，因此要加强面源污染的截污处理。