中心城区雨污分流及内涝治理方案设计

王德生，贾伟建

（潍坊市市政工程设计研究院有限公司，山东 潍坊 261000）

目前，高密市中心城区排水基础设施总体不足，没有全部实现雨污分流，局部地区内涝严重，河道水环境还不理想，城市排水设施建设有历史欠账。随着城市人居环境要求的不断提高，原有市政排水基础设施已不适应城市发展现状，达不到国家政策、标准的要求，亟待进行改造。

1 项目背景

本次雨污分流及内涝治理工程的重点区域为高密市中心城区建成区，涉及朝阳街道、密水街道、醴泉街道、柏城镇、夏庄镇、姜庄镇等街镇的全部或部分区域，范围约为172 km，包括小区、工业园区及商业中心等。目前，中心城区市政管网主要存在四大问题。一是城区尚未全部实现雨污分流，尤其是源头居民小区与工业企业，老城区合流制污水截留调蓄措施尚不到位，雨季时，合流污水溢流河道，造成河道污染。二是城区尚未形成完善的排水排涝体系，雨季时，城区部分路段积水严重，造成内涝。三是大部分城市道路已覆盖排水管网，但是外围开发区或城中村管网覆盖率不足，缺少有效的排水管理。四是老城区现状管网建设时间较早，管道建设标准不高，存在管网老化、淤积等问题，管道过流能力严重受限，影响排水管道正常使用。

2 高密市中心城区排水体制与污水处理现状

高密市中心城区中间高，周边低，最高地面标高为51 m左右，最低为12 m左右，地形坡度变化大，一般介于0‰～48‰。城北和城东地区地势最低，比较平坦。总体来看，高密市地势较高，内河众多，排水条件良好。但是，由于雨水篦子数量少、地势低洼、雨水管道淤积与无雨水管道等原因，中心城区排水不畅，内涝积水严重。

2.1 排水体制

除河道两侧、部分新建道路敷设污水管道外，老城区的其他地区排水体制均为合流制。新城区市政管网以分流制为主，但源头（居民小区、工业企业等）及管网末端存在雨污混接、错接现象。截至2020年末，高密市已建的排水管网总长度为617.34 km，其中合流制管网长度为201.22 km，合流制管网占比为32.59%，主要分布在老城区，推进雨污分流势在必行。

2.2 污水处理现状

目前，高密市有4家污水处理厂和1座污水处理站，现状污水处理总规模为23.75万t/d，其均为满负荷或超负荷运行，运行压力极大。第一、二、三、四污水处理厂现状处理规模分别为3.5万t/d、10万t/d、5万t/d、5万t/d，开发区污水处理站处理规模为0.25万t/d。现状各污水处理厂的平均进出水水质如表1所示，主要监测指标有五日生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、氨氮（NH-N）和总氮（TN）。结果显示，出水水质均保持稳定，除TN外，其余出水指标基本满足地表水Ⅳ类标准。

表1 现状污水处理厂平均进出水水质

3 主要改造措施

3.1 雨污合流管网改造方案

高密市中心城区建成区的地形变化较大，总体特征为中间高、四周低，总面积约为172 km。要因地制宜，分片区制定合流制管网改造方案，结合城区现状排水分区、污水处理厂分布、管网建设、雨污合流程度、城市发展情况等因素，将其划分为10个排水区域。改造思路是因区施策，分部实施雨污分流。

3.1.1 改造总方案

一是源头，包括居民小区、工业企业、事业单位和城中村等。源头雨污分流不彻底主要体现在建筑单体、居民小区及城中村等，存在错接乱接的情况。城中村需要结合生活污水治理现状，逐步消除污水直排及管网空白区。目前，山东省积极推动建成区内城中村污水治理，以村为单位收集污水，然后根据施工条件，新设污水管道就近接入市政污水管道。

二是过程，即市政管网。按照汇水区域将高密市中心城区划分为10个分区，对分区内的部分道路沿线管道进行改造，完善排水管网，并对现状排水管道进行清淤，开展局部混接点改造，管道改造总长度为88 547 m。

三是末端，即河道。加强河道生态补水，恢复水体自净能力；采取溢流口控制措施，避免污水溢流河道；进行河道综合治理，采取污水截留措施，保证排涝断面满足城市排水要求；完善雨水提排泵站，做好排涝排洪协调。

3.1.2 合流制溢流污染与截留调蓄设施

部分排水区域进行合流制改造时，对于未进行雨污分流改造的区域，为避免雨季合流污水溢流河道污染环境，采取截留调蓄措施。在河道下游建设末端调蓄池，用于调蓄雨季河道上游合流污水，减少雨季溢流污染。可新建一座3.3万m调蓄池，占地面积约为6 000 m，有效深度约为6 m。它能够调蓄一定降雨强度下的溢流污水，减轻河道溢流污染。但降雨量较大时，合流污水仍需要溢流河道。

3.2 污水处理厂改造方案

现阶段，高密市中心城区的实际供水规模为18.9万t/d，建有4家污水处理厂和1座污水处理站，现状总处理规模为23.75万t/d。根据供水数据，按折污系数0.85估算，区域产生的污水量约为16万t/d，但现阶段研究区实际污水规模约为23.75万t/d，差异较大，与调研资料复核，中心城区呈现供水量与处理量差异较大的特征。由此可见，现阶段，自建供水设施占比较高，地下水超采严重。

3.2.1 污水处理厂布局调配

现阶段，高密市污水处理存在两个突出问题。一是主城区污水处理厂运行负荷大，处理能力不足，不能满足远期主城区污水处理需求；二是随着新城区快速发展，大型工业企业进驻，污水处理缺口较大，急需新建污水处理厂。主城区污水处理厂数量及地理位置较为合理，以扩容提标为主，新城区污水处理厂以新建为主。根据预测污水量，至2035年，研究区污水排放量将达到29.4万t/d，现状研究区污水处理能力为23.75万t/d，有污水处理缺口约5.65万t/d。第一、二、三污水处理厂和开发区污水处理站维持现状，处理规模分别为3.5万t/d、10万t/d、5万t/d、0.25万t/d；第四污水处理厂的处理规模由现状5万t/d扩容至10万t/d。新建第五、六污水处理厂，规模分别为5万t/d、2万t/d。改造完成后，总处理能力将达到35.75万t/d，各污水处理厂运行负荷率约为82%，可极大缓解污水处理厂超负荷运行的现状，提高污水处理厂出水水质。

3.2.2 污水处理厂工艺及出水水质

现状第一污水处理厂主要处理城市生活污水，处理工艺为氧化沟，出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级A标准。除TN外，出水基本达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）的Ⅳ类标准。现状第二、三、四污水处理厂主要处理城市生活污水与工业污水的混合水，处理工艺为改良型氧化沟与缺氧好氧工艺（AO），出水满足一级A标准。除TN外，出水基本达到地表水Ⅳ类标准。规划第五污水处理厂主要承担胶河以东的污水处理任务，根据高密市污水特征，除BOD、悬浮物（SS）外，污水处理工艺应增加氮、磷脱除功能，该区域污水主要为工业污水，传统的活性污泥法不能满足处理要求，提高污水的可生化性成为生物处理工艺选择的关键。原有污水处理厂以提标改造为主，主要增加除氮工艺，出水执行地表水Ⅳ类标准。同时，新建污水处理厂出水严格执行地表水Ⅳ类标准。

3.3 内涝治理方案

城市排水防涝工程体系十分复杂，可分为源头控制、过程控制与末端控制三部分，目前可采用多种途径解决复杂的城市内涝问题。一是源头控制，主要是指小区雨水控制和利用设施，包括绿色屋顶、低洼绿地、透水道路、调蓄水池、渗井、雨水花坛等，主要用于削减雨水径流的外排量，净化雨水水质，充分利用雨水资源。二是过程控制，包括雨水管道、雨水泵站、涝水行泄通道、雨水调蓄区等。三是末端控制，包括中小河道及其蓄涝区，其间需要合理衔接中小河道与防洪河道。不同排水区域要分区施策，重点治理，补强管网，完善设施。高密市中心城区南部区域要增加排水通道，实施雨污分流，提升排水能力；北部区域要重点治理内涝积水点，逐步完善管网。

4 结论

当前，高密市中心城区排水基础设施总体不足，没有全部实现雨污分流，原有市政排水基础设施已不适应城市发展现状，亟待进行改造。本文以高密市为例，设计了中心城区雨污分流及内涝治理方案，有助于推进雨污合流管网改造、污水处理厂改造和内涝治理，解决溢流污染、内涝灾害等问题。