星云湖沿河村落污水处理工程收集系统的设计研究

毛丽君　罗静思　李文卿

摘要：本文以星云湖沿河村落污水收集工程为例，详细介绍了星云湖沿河村落排水污染问题和工程设计方案，针对施工方案的重点和难点提出对应的解决措施。本案例可为其他云南九湖流域村庄污水的治理工作提供一定的参考。

关键词：星云湖;沿河村落;污水收集;工程设计

1 星云湖沿河村落现状

1.1 项目区域概况

星云湖沿河村落地处云南省玉溪市江川区星云湖周边，地理位置为东经102°45′-102°48′，北纬24°17′-24°23′，项目主要涉及其中的大街街道和前卫镇（图1）。区域内产业以农业和工业为主，其中磷矿和磷化工产业比重较大，且农业种植施用大量氮肥和复合肥，施用、处理不规范导致作为星云湖沿河村落排污收纳水体的星云湖污染严重：全年水质综合评价为劣Ⅴ类，高锰酸盐指数（IMn）、化学需氧量（COD）含量、生化需氧量（BOD5）、总氮（TN）和总磷（TP）含量超标，年均营养状态指数为66.15，全年水质均处于中度富营养状态。而星云湖属珠江流域南盘江水系的源头湖泊，其水质的好坏会严重影响下游城市的用水安全和居民生活质量，因此做好星云湖沿河村落污水的收集治理工作尤为重要。

1.2 排水污染现状及问题

1.2.1 雨污合流制难以满足现状要求

目前星云湖西岸前卫镇辖区村落、南岸大街街道的上头营村、谢家营村多采用雨污合流制的沟渠，农户排放的生活污水、庭院及屋面的雨水、牲畜圈舍冲洗产生的废水、村内道路洒扫产生的排水以及农田灌溉用水全部排入同一污水收集管道，导致污水处理量不稳定、污水水质复杂，给污水的处理带来了困难。

1.2.2 污水收集率低

星云湖沿河村落污水主要采用沟渠进行收集，污水在进入沟渠后或直接进入河道，或随地表径流直接外排进入自然环境，或在旱季被村民截流用于灌溉。污水仅有少量污水进入处理系统，无法得到有效的收集处理。

1.2.3 现有污水收集管道铺设不合理

现有的污水收集管道由于当时工程施工人员专业程度不高，沟渠施工并未完全按照设计图纸施工，大多依照村内原有地形就势砌筑沟渠导致沟渠的布局、标高和坡度等并不与设计初衷相符，最终排水坡向不一致，村内形成多个排水流向，使污水无法集中收集至污水处理系统。

2 污水收集系统设计方案

2.1 户内“四水”的收集

（1）庭院污水收集池：为了尽可能实现雨污分流，在农户庭院内设置污水收集池收集收集厨房、洗漱间及庭院洒扫产生的污水。此外，为了防止垃圾进入支管，堵塞管道，需要在收集池出水口设置拦污网。（2）户用化粪池：近年来国家大力推行“厕所革命”，厕所作为重要的卫生措施关乎国民生计，加之本项目区域内部分户厕及牲畜圈舍的废水直接从房屋的开孔排入村内的沟渠，既影响了韩静卫生，又增加了生活污水收集管网系统堵塞的可能。（3）入户支管：入户支管工程量暂按照每户10m进行估算，在入户管接出户外进入截污主干管前需要保证入户管出水端高于下一级管道的入水口以防止污水返流进入户内，产生臭味，从而影响居民生活。（4）出户支管：居民房屋内的出户支管工程量长度根据每户居民房屋占地面积的大小进行估算，人行巷道内出户支管工程量以每户6m进行估算。

2.2 村内截污主干管网的布设

在布设截污主干管网时，保留原有的沟渠系统，雨水通过原有的沟渠系统进行排放，再此基础上再新建一套完善的截污管网用于收集污水，并最终输送至污水处理厂进行污水处理。通过非满流计算管道最大充满度;结合农村地区污水特点、排水管材和原有道路坡度确定管道最小坡度并根据公式2-1和公式2-2对主干管水力进行计算、确定。本项目中选取柔韧性好、适应沉降性能好的HDPE管。在管道施工过程中，充分利用了地形条件，管道埋深较浅，管顶覆土厚度适中（0.5～1.9m），满足开槽施工的要求。而开槽施工由于施工难度小、无需专用设施、造价低等原因被认为是理想的管道施工选择。

3 污水收集工程施工的重点和难点

（1）污水现状收集率低，工程量较大。星云湖沿河区域村落较多，居住农户集中，污水产生量大。而根据调查，村内由于为进行雨污分流，管网复杂、缺乏规划，整个治理区域内污水现状收集率仅有10%。因此在本次污水收集系统设计中，工程量较大，任务重，需要通过新建一套完善的截污管网，实现雨污分流，并将污水集中收集，提高污水收集管网覆盖率。

（2）地质复杂，地形坡度明显，管道坡度设计难度增加。星云湖沿河区域整体地势坡度较大，坡降明显且地质情况相对复杂，在开凿过程中需考虑到开凿深度的影响，若增加开凿深度后可能会接触到不良地层，这会增加施工的难度。因此在工程设计和施工的过程中要因地制宜，在满足设计要求的基础上适当降低管道坡度，减少开挖深度。

（3）农村现状房建不规范，影响雨污分流收集。由于农村房屋和庭院大多为农户自建房，修建过程中缺乏设计，房屋排水管道的设计存在不规范支出，导致在雨污分流后无法保证雨水完全不混入污水管网中。而雨水中通常夹杂着泥沙、垃圾等，在雨季时会造成排水管网的堵塞。因此在星云湖污水收集工程设计、施工的过程中应该注重入戶支管出水端拦污网、出户支管管道拐弯处清洁井等清淤设施的布设，以确保管道的正常运行。

4 总结

星云湖周边村落由于采用雨污合流制且现有污水收集管道铺设不合理、污水收集管道清淤处理设施欠缺等原因，污水收集率低，污水治理难以满足现状要求，进而严重影响了星云湖的水质。通过建立村内独立的污水收集系统解决村内污水与雨水、农灌水混流的问题，改善村庄排水条件，实现雨污分流，使村落污水能够得到有效的收集，再通过污水处理设施进行处理，防止其对星云湖造成污染。

参考文献

[1]邱春林.乡村振兴战略保障体系的建构路径[J].湖南行政学院学报，2020（01）：53-61.