河涌边分散型农村污水收集方法实践
——以广州市南沙区珠江街为例
2022-06-30刘苛
刘 苛
(广州市市政工程设计研究总院有限公司,广东广州 510006)
1 项目背景
广州市在2018年推行《广州市水务局关于印发广州市农村生活污水治理查漏补缺工作方案的通知》(穗水农村〔2018〕58号)旨在全面完成国家和广东省的水环境治理任务,营造让市民满意的水生态环境,改善城市环境质量,实现在全市行政村农村生活污水处理设施全覆盖基础上进行查漏补缺,切实改善农村水环境。新建农村进村入户的污水独立收集管网,实现污水全收集全处理,有效控制溢流污染,村域内水体基本消除黑臭。并建立长效机制,确保村内排水设施健康运行,河道管理有序。
2 南沙区河涌概况
广州市地处南方丰水区,境内河流水系发达,大小河流(涌)众多。其中南沙区主要有虎门、蕉门、洪奇沥3条水道,径流量为4.82亿m3,多年平均过境流量1377亿m3。其中虎门水道603亿m3、蕉门水道565亿m3、洪奇沥水道209亿m3,分别约占珠江年径流总量的18%、7%和6%。区域辖内河涌纵横,是典型水网地带。其中内河涌116条,总长294.8 km,构成独特的岭南水乡文化特色,对改善城市景观、维持城市生态环境的稳定起到突出的作用。
3 分散型污染源分布
由于历史原因,南沙区片区河涌范围内散落的居民多沿河涌沿线发展而居,污染源呈带状骑压于两侧河岸线,河涌迎水面与背水面分两侧排布,且被堤顶路隔开。迎水面污水直排河涌,背水面污水因堤顶路高差阻隔,现状污水就近排入灌渠、池塘,雨季涝时再由各排灌口水泵强排至河道。
4 主要问题
从污水收集难度、工程可实施性考虑,其复杂性主要表现为以下6点[1-2]。
(1)房屋建筑密集,多为居民自建房,年代久远,基础不牢,甚至有部分房屋成为危房。
(2)居民区周边用地多为居民自留地,用地零散、协调困难。
(3)涌边建筑分堤防路两侧布置,堤顶路为分割线,迎水面污染直排河涌,背水坡污染就近排放河涌灌渠。两侧高程差距较大,且排水方向不一致。
(4)居住密集区排水系统混乱,居住密集区原多为平坦及灌渠交错地带,随着历史发展及当地房屋建设不断推进,现有房屋下方暗渠交错,且部分改变了原有排水通道,致使雨污水系统梳理困难。
(5)区内地下管线及地面高压线缺乏统一规划,私拉乱扯现象严重。
(6)项目需统筹考虑,防止大拆大建,统筹考虑原有历史风貌。
5 方法实践
5.1 涌边敷管工艺
沿河涌两岸敷设污水管道是最常见的一种河涌截污工艺,沿河涌两岸有居住区或工业区的地方应布置永久污水管,用以对这些区域的污水进行收集[3]。图1为涌边埋管工艺。
图1 涌边埋管工艺
该方案需要河涌岸线具备较宽的敷管条件,可参考试行广州中心城区拆违模式。经调查,河涌边大部分建筑为历史遗留建筑,非传统意义的“违建”,因此征拆补偿体量大、协调困难是本方案的限制因素。
5.2 涌底埋管截污工艺
若涌两边无空间敷设截污管,则可以将污水管敷设在河涌底部,并将各个排污口接入敷设管道。图2为涌底埋管工艺。
图2 涌底埋管工艺
该方法可有效收集直排污水,且不占用河道断面,不影响河涌排洪功能,但由于污水管埋在涌底,清淤、维修和养护极为困难,管道内很容易淤积堵塞。由于一般情况下涌底地质条件较差,受施工条件限制,地基处理难以做到彻底,长期运行后管道容易沉降。
5.3 涌内边渠
由于河涌两边无空间敷设截污管,在涌内设置截污渠,将污水接入新建截污渠,并就近接入污水管道。
该方案占用河涌过水断面,工程的实施需要进行防洪评价,满足防洪要求的才可以实施,截污渠的清淤、维修和养护存在一定的难度。图3为涌内污水边渠工艺。
图3 涌内污水边渠工艺
5.4 涌边挂管、架管
河涌两边无空间敷设截污管,可在河涌侧壁上挂管或者架管,将污水接入。图4为涌内挂管、架管工艺。
图4 涌内挂管、架管工艺
涌边挂管使用年限较短,一般3~5年需要更换挂管;架管为将污水管架设于河道中,并位于河涌常水位之上,主体支护可采用混凝土包封管道,也可采用桩基或者支墩形式。
该方案仍需占用河道断面,支护及基础处理费用较高,且管养不便。根据近年来实际工程经验衍生出多种同类型方案,衍生的方案本质不变,区别在于从景观及管养方面考虑,需要增设绿化处理及管养平台或栈道[4]。
6 化零为整,因地制宜
6.1 工程措施
本项目针对河涌边污水接驳方案进行了精细化设计,具体如下。
(1)统筹考虑河岸线实施条件,以岸线是否有建设用地为总体控制因素,对岸边可利用空地进行梳理,若无可利用空地则对沿线建筑公屋、无人居住房屋进行改造或征拆。
(2)方案摒弃河涌挂管、涌底埋管及支墩架管的传统思路,采用“入户接驳、就地建设、分段提升、口袋公园”的设计理念。充分利用现状已有化粪池及居民自有空地,统一将迎水面污水引上岸,并提升至背水坡或就地处理。
(3)对沿线进行绿化景观处理,不仅从根源上解决了污水收集及村民的用地协调问题,还形成了一处一景的后花园。该方案彻底改变了传统排水工程的单一功能,引入人文关怀,融入水乡特色的景观,设计出与周边环境协调、匠心独具的口袋公园,增添了乡村的景观亮点,提升了社会效益[5]。图5为涌边口袋公园设计方案。
图5 涌边口袋公园设计方案
6.2 其他措施
本项目采用设计、采购、施工及运营一体化的总承包(EPCˉO)模式,引入了信息化平台、管理、运维等综合理念。
(1)在信息化方面,南沙区排水信息系统集排水设施一张图、在线监测预警预报、农污考核专题、农污建管专题、提质增效专题、设施巡检、管理驾驶舱、排水系统水力模型及移动端为一体,以排水管网、污水厂、农污设施、泵站等排水设施数据整合管理为主线,以地理信息系统(geographic information system,GIS)、云计算、物联网等信息技术为依托,整合监测设备全生命周期管理数据,结合排水系统水力模型分析,实现了对南沙区排水现状进行综合统计分析及区内排水设施的智慧运营管理[6]。
(2)在管理方面,针对南沙区隐蔽、复杂、动态的地下排水管网,通过信息化、智能化、物联网等现代技术及时掌握排水管网动态运行状况,并开展智能监测管理,借助可视化的方式展示各种管网设施的专题信息,使相关部门能够全面、准确、及时地掌握排水管网信息,实现排水智慧决策。通过本信息化系统的应用,可以高效协助南沙区各行政村在原有农村生活污水处理设施的基础上进行全覆盖查漏补缺,以实践来检验信息化辅助业务、管理的高效性、可行性、及时性、科学性,为今后其他地区同类提质增效及水环境治理工作提供参考。
(3)在运维考核方面,在项目移交运维过程中,南沙区水务局起草了《EPCˉO内部完工移交运维工作指引》。该指引创造性地实现了验收移交两手抓,具体过程分为以下5个步骤:①EPCˉO内部自检。②工程试运行。③工程试运维。④工程验收。⑤工程移交。指引的编制填补了全国范围内农村污水EPCˉO建设模式从工程建设完工到移交运维全过程的理论空白。
7 项目效果
本项目已经全面完工,并在大部分村居投入运行1年,所有排水管网和排水构筑物在运行过程中均保持稳定,结构安全可靠,各类污水处理设备运行平稳,出水水质稳定合格。
由本项目参建单位广业环保集团牵头主持编写,并已正式颁布的广东省地方标准《广东省农村生活污水处理设施建设技术规程》(DBJ T 15-206—2020)、《广东省农村生活污水处理设施运营维护与评价标准》(DBJT 15-207—2020)已于2021年3月1日起正式实施。
国家住房和城乡建设部网站发布《关于公布2020年全国农村生活污水治理示范县(市、区)名单的通知》,南沙区位列名单之内,成为20个全国农村生活污水治理示范县之一。