浅谈中小河道综合整治工程中的沿河截污设计

缪惠媛（上海韵水工程设计有限公司，上海 201707）

上海河网密布，水道纵横，随着时间的推移和城镇化的发展，部分河道已经失去景观作用，沦为“劣 Ⅴ 类”水体，严重影响当地居民的生活和环境。根据调查，不少“劣Ⅴ 类”水体曾经进行过整治工程，甚至周边区域也完成了截污纳管工作，然而若干年过后“水清、岸绿”的河道却再次成为重污染河道，因此再次整治必须要仔细排查，搞清河道重污染的真正原因和影响因素，从而做到对症下药。

根据现场调查总结，大多“劣 Ⅴ 类”水体都存在雨污混流导致河道水质较差的问题，本着“河道整治，治污先行”的治水理念，截污工程可谓是河道整治工程中不可缺失的一环。本文针对上海郊区某“劣 Ⅴ 类”河道综合整治工程中沿河截污设计进行浅要分析和探讨。

1 水体污染源分析

按照“黑臭在水里，根源在岸上，关键在排口，核心在管网”的思路，设计人员应根据测量单位的 CCTV 检测成果及现场踏勘，参照《城市黑臭水体整治—排水口、管道及检查井治理技术指南(试行)》甄别河道沿线各排水口排水性质。

该河道位于上海郊区，周边区域采用雨污分流制排水系统，因此截污工程主要针对沿线旱流排水口。按照现场情况调查，河道沿线旱流排水口主要有以下几种分类。

分流制污水直排排水口：此类排水口向自然水体直排污水，通常由于周边地区截污纳管工程不完善，生活污水及工业废水直排河道，污染河道水质。

分流制雨污混接雨水直排排水口：此类排水口为分流制雨水管道末端排水口，因上游管道接入污水，排水口出现旱天出流，污水流入河道，影响河道水质。

其他排水口：由于河道排水口监管缺失，现状存在不少沿河居民、餐饮及企业单位等私接污水管道入河，大量污水直接入河，严重影响河道水质。

2 沿河截污设计方案

沿河截污需结合实地踏勘和 CCTV 检测成果，根据各排水口性质及周边管网条件，因地制宜制定工程方案，达到截流污水，改善水质的目标。本次工程各类排水口改造措施如下，截流措施具体布置方案如图 1 所示。

图1 截流措施布置方案示意图

对于分流制污水直排排水口和居民、餐饮等私接污水管道排水口，设计废除入河管道，新建检查井将污水全部纳入周边污水管网，杜绝污水入河的情况。

对于分流制雨污混接雨水直排排水口，设计新建重力式截流井或提升泵式截流井，收集旱流污水和初期雨水并接入周边污水管道，雨水溢流入河。

对于企业单位污染源排放口，均予以采取封堵措施，由企业自行整改，待企业内部雨污分流改造完成后拆除封堵措施。

2.1 污水量预测及管径计算

由于地下管线复杂，资料缺失等历史遗留原因，分流制地区截流污水量通常难以直接计算和预测，因此项目前期设计单位可与测量单位加强沟通配合，使用流量计等勘查手段，统计混流管道污水流向、流速、水量等信息，掌握第一手资料。

有研究表明，初期雨水形成地表径流后，常会将地面污染物及管道内沉积物冲刷带入自然水体，造成一定的污染。因此截流设计中通常将初期雨水和污水一起截流排入污水管网，考虑下游管网负荷及河道水环境容量，截流倍数一般取n0=3，即设计截流污水量 Q=（1＋n0）Q污。

根据《室外排水设计规范》，污水管道在设计充满度下最小设计流速为 0.6 m/s，按照设计截流污水量、最小设计流速及设计充满度确定截流管径。根据《合流制系统污水截流井设计规程》，截流管管径不宜 ＜300 mm。

2.2 截流井设置

在截流式合流制管道系统中，截流井通常设置在截污干管与合流管到交汇的地方，既要达到收集污水进入截流干管，整治环境的目的，又要保证超出截流倍数的雨水能够排入河道，不发生内涝或超出污水厂处理负荷的情况。本工程按照各截流点实际情况设置提升泵式截流井和重力式截流井。

（1）提升泵式截流井

对于截流点管底标高低于截流干管或周边污水管网管底标高的情况，本工程在截流点新建提升泵式截流井，截流井内设置 2 台潜水泵，互为备用，利用管网本身的调蓄能力和截流井内水位灵活控制运行工况。旱天时，由截流井内污水水位控制潜水泵启停，将污水提升至所需扬程并接入截流干管最终排入污水管网进入污水厂处理；雨天时，初期雨水与旱天污水截流思路相同，均提升至截流干管接入污水厂处理，雨量增大后截流井内水位上升，雨水通过溢流管直接排入河道，达到雨污分流的目的。提升泵式截流井采用钢筋混凝土结构，具体布置示意图如图 2 所示。

图2 提升泵式截流井示意图

根据计算出的设计截流污水量，选择潜水泵流量。按照《室外排水设计规范》，集水池容积不应小于最大 1 台水泵5 min 出水量，当水泵机组设置为自动控制时，每小时启泵次数不得超过 6 次。根据所选定的潜水泵流量参数，计算集水池有效容积，合理设置提升井各项参数，确保提升井及潜水泵安全稳定运行。

（2）重力式截流井

对于截流点管底标高高于截流干管和周边污水管网的情况，则不需设置水泵提升扬程，截流污水可重力流自流进入污水管网。旱流污水与初期雨水均收集至现状污水管网系统，雨量增大后雨水排入自然水体。重力式截流井采用砖砌结构，具体布置示意图如图 3 所示。

图3 重力式截流井示意图

结合本工程现场实际，截流井沿河布置，尽量设置在出水管道上方且靠近排放口位置处，同时考虑占地、施工可行性以及是否方便接电等情况，并应避开高压电缆。本工程地处上海，地势平坦，水系丰富，排水口管底大多在河道水位以下，因此在溢流井室井壁设计安装鸭嘴止回阀或橡胶拍门，既可防止旱天污水进入河道，又可避免雨天河道水流倒灌，同时还具有水头损失小、耐腐蚀、寿命长、维护管理方便等优点。

3 截污管道管材选择

目前，排水管道主要有混凝土管和塑料管材两种形式。常用排水混凝土管主要有混凝土管和钢筋混凝土管等，多用于大管径管道；塑料新型管材主要有 HDPE 双壁波纹管、 HDPE 缠绕结构壁管材、玻璃钢夹砂管和 PE 100级管等，主要有密封性好、重量较小、水力特性好、施工方便等优点。

由于本工程设计流量较小，截污干管管径较小，重力管和溢流管采用 HDPE 缠绕结构壁管，压力管采用 PE 管，结合现场情况和物探成果，合理选择管位，采用开槽埋管的施工形式。

4 问题和建议

笔者在沿河截污工程的设计和后期施工服务过程中遇到过一些困难和问题，经多方沟通协调后最终得以解决，针对遇到的问题和解决方案进行了思考和总结。主要有以下几个方面：

（1）由于上海水系纵横，水资源丰富，河道水位较高，部分排放口常年位于河道水位以下，在前期调查时往往不能将其全部找出并纳入工程范围，统一采取有效的截流措施，从而发生遗漏，不能及时有效的解决，大大的影响工程效果，不能达到河道整治的目的。因此，尽可能全面的摸排出混流排放口乃是保障工程实施的重要前提。建设单位可选择旱季河道水位较低的时段制定工程计划；设计人员和勘测单位在前期调查时，可选择采取“船行＋步行”的方式，逐个排放口进行排查；施工单位可在施工准备过程中，降低河道水位，全面排查并及时汇报，各单位通力合作才能保障工程顺利实施。

（2）河道蜿蜒，临水而居往往是江南水乡的典型特征，然而这却成为了沿河截污工程的一大难题。由于部分居民建筑距离河岸较近，步道狭窄，常会出现开挖面较小，管道敷设困难的情况。同时沿岸居民往往担忧开挖路面对房屋地基造成影响，配合度不高，甚至阻挠施工，施工难度较大。在现场沟通调节中，设计人员需了解居民的诉求，及时更换截流管线或检查井设置位置，或采取有效的工程手段保障居民建筑不受影响，从而解决问题。

（3）由于历史遗留原因，工程范围内涉及的部分地区建成年份较早，前期资料缺失，地下管线复杂，且管线搬迁难度大。在设计和施工过程中，可借助物探等技术手段，全面了解现状情况，尽早发现问题，并找到解决方案。

（4）中小河道整治工程具有战线长，覆盖面广的特点，通常需要多专业配合，在设计过程中各专业需加强沟通协调，以期找出最优方案，做到工程效益最大化。

5 结 语

沿河截污工程通过收集旱天污水和初期雨水的方式，水岸联动，标本兼治，因地制宜制定截流方案，从根源上解决污水进入河道的问题，极大的减轻河道水质污染，还河道以“水清岸绿”的本来面貌，是河道整治工程中不可缺失的一环。