基于海绵城市的老城区雨污分流改造路径分析——以广元市老城区嘉陵片区排水系统改造工程为例

朱建树，龙 霞

1.中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430000

2.中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川 成都 610000

1 海绵城市背景下开展雨污分流改造的必要性

海绵城市建设过程中，国内外已经展开了相对深入的研究，海绵城市的基本概念为城市下垫面如同海绵一般具有弹性，能适应城市洪涝问题，有效减少城市洪涝灾害风险，强化城市生态系统功能。在实践调查中，部分老城区基础设施较为陈旧、功能性不强，排水系统管道淤堵破损及混接问题依旧存在，需对雨污管网进行优化，及时开展分流改造。在海绵城市背景下，文章将对广元市老城区嘉陵片区排水系统改造工程进行分析，探索老城区雨污分流及海绵城市改造路径。

2 工程概况

案例工程为嘉陵片区排污排水支管改造工程，项目位于广元市利州区嘉陵片区，处于嘉陵江与南河教会位置，规划总体面积大约为259.89hm2。嘉陵片区是广元市老城区，排水以合流制为主，新建小区根据城市规划政策采取分流管道系统，但公共管道建设及小区建设不同步，导致管道混接问题明显，污水系统合流制及分流制交叉存在，排水体制较为混乱。雨季时大量的雨水会经过合流管路进入截污管路，最终引入污水处理厂，对污水处理厂正常运行产生影响，对此，实施雨污分流改造措施十分必要。结合目前老城区实际情况，此次改造范围是城区主道路，并未对小区及巷道进行处理。工程范围包括建设路（A段）及烟波街（C段）、政府街（F段）等，改造工程需新建污水管2.6km，管径为DN300～DN800，新建雨水管6.4km，挖掘雨水边沟1.3km。

3 老城区雨污管网系统现状

3.1 排水系统现状

中小城市老城区人口数量众多，基础设施老旧，部分老旧管线没有及时更新，新建管网无法跟随城市扩张速度，排水系统建设依旧处于停滞阶段，相比其他新城区明显落后，排水系统标准较低。老城区建设环境及设计方法等因素下，老城区雨水管网系统相对紊乱，导致雨污混流问题依旧存在。例如广元市嘉陵片区合流制排水区较大，雨水及污水管路混合现象较为严重，尤其是老城区人口密度大，管网已建设多年，市政道路存在污水现象，雨水管道衔接紊乱，对地区管网数据进行调查，老城区市政道路雨污混接位置有200多处。

3.2 排水体制现状

现阶段，广元嘉陵片区分流制、合流制、污水直排制共存，并未形成完善的雨污分流排水系统，合流区排水管道未成系统，导致大量污水直接污染自然水体。嘉陵老城区多采取传统合流排水机制，通过直排合流管路，将雨水及生活污水排入水体，截污主干管路覆盖范围小，形成污水管道骨架的同时，以截流及排污为主，无法改善上游水体环境，从而影响人们的生活质量及身体健康。

3.3 老城区雨污径流现状

老城区普遍存在建筑密度大、公园绿地面积小、硬质路面范围广等问题，加之老城区房屋建筑较为老旧，表现出房屋老化及配置不足、空间限制等问题，蓄水净水设施量少，在降雨季节，雨污混流也会导致径流污染的风险增加，在城区部分低洼位置常见积水内涝，给人们的生活质量造成了负面影响。

4 基于海绵城市的老城区雨污分流改造具体路径

4.1 设计原则

（1）根据总体规划及指导细则，采取全面规划及远近结合、分期实施原则，保证工程建设与城市发展协调，保护环境的同时，也能在最大程度上发挥工程效益。（2）严格执行雨、污分流排放制度，达到雨污顺利排放的目的。（3）排水管网设计过程中应关注经济性及技术性，在尊重事实的前提下，思考利用现状合流管作为污水管，并建立雨水管系统，局部根据施工条件及排水情况建立污水管，将合流管作为雨水管。（4）建立排水管网，思考区域排水情况及地块情况，结合地块规划，在排水管道断面及平面上进行规划布置，保证功能性及适应性。（5）在雨、污分流设计过程中，现状与规划不符合的情况下，可以将收集污水作为第一目标，兼顾未来规划，预留相关的接口。（6）在设计及选材过程中，基于过往的分流改造技术，思考技术发展趋势及新工艺、材料情况，兼顾经济性及投入合理性，避免使用淘汰产品以及与国家标准不符的产品。

4.2 规划设计

该工程为新建区永久性排水工程，排水系统规模根据规划设计，采取雨、污分流制建立雨污管网体系。在雨水管道满流设计过程中，污水非满流设计中，管径为400mm，最大设计充满度为0.65；管径为500～900mm，最大设计充满度为0.70；管径大于1000mm，最大设计充满度为0.75。最小管径及最小设计坡度上，排水管最小管径为300mm，最小坡度设计为0.003。在雨水系统上，雨水量计算公式如下：

式中：q为设计暴雨强度，L/s·hm2；ψ为径流系数；F为汇水面积，hm2。

由公式（1）获取雨水系统计算结果，部分结果如表1所示。

表1 雨水系统计算结果（部分）

4.3 污水管道布置

雨水管道沿管道现状进行布置，工程污水管道沿顺坡敷设，接入后建立市政污水管，最终接入下游污水厂，为便于沿线污水收集，沿线道路交叉口处及小区入口预留污水支管。为保证项目投入使用及工程质量，该工程雨水管路接口采取平口式Ⅱ级钢筋混凝土排水管，其他采取承插式钢筋混凝土排水管，将平口式排水管接口接入钢丝圈，承插式排水管道采取橡胶圈柔性接口，排水管成品满足《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T 11836—2009）相关要求。管道基础在密室的土层上，承载力大于120kPa，遇到流沙、淤泥、松散杂填土等时，采取对应的加固措施，使其满足承载力要求。根据建设单位相关意见，密切关注管道结构稳定性，对于HDPE缠绕结构排水管，均采用满包方式。

4.4 沟槽开挖及回填

管基开挖及支护方案需施工单位提供，采取可靠的措施保证边坡稳定性，确保施工人员在施工过程中的安全。沟槽开挖宽度及边坡坡度等根据《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB 50268—2008）相关及实际情况确定。严格按照设计进行开挖，挖掘设计高程差控制在200mm，采取人工开挖方式，遇到软土表层土及软塑粉质黏土时，需及时清理软土层，并利用鹅卵石回填，在开挖过程中遇到地下水，应及时降水施工，保证干槽施工，针对交叉处排水管采取混凝土进行满包处理，保证水管的铺设质量。

4.5 其他措施

（1）植草沟：建设开放性的缓坡植草通道，其作用在于传递雨水，滞留生物，由草叶及连生植物过滤径流，吸附及沉淀污染物，及时清理初级垃圾。在雨污分流改造技术背景下，在人行道支路设置植草沟，及时将雨水排入分流系统，例如边坡坡度设置为1/3以下，纵坡设置为4%以下，下凹度控制在600mm以下，宽度控制在600～2000mm，根据汇水面积及设计面积计算传递流量。（2）雨水花园：雨水花园可以分散设置，规模无须过大，单面积为30～40m2即可，包裹一层防渗土工膜及排水层，雨水花园接纳的水能浇灌植物，也能进入分流改造系统，具有良好的渗透及补充作用。

5 结束语

综上所述，文章将嘉陵地区老城区分流排水系统改造作为案例，探讨老城区雨污分流改造具体路径。海绵城市背景下，随着老城区雨污分流改造系统逐步建设及发展，雨污系统在不断完善，老城区的水环境也在不断发生变化，但是老城区雨污分流系统改造进程仍需不断推进，以实现老城区雨污水的综合管理，在保护城市水资源的同时，改善人们的生活环境，实现生态环境可持续发展目标。