老城區(qū)雨污分流改造技術(shù)研究
時間:2022-01-07 10:42:22
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摘要:當前,我國很多城市老城區(qū)基礎(chǔ)設施較為老舊、功能弱化,排水系統(tǒng)管道淤堵破損及混接現(xiàn)象普遍存在,使得老城區(qū)局部內(nèi)澇、水體污染、黑臭水體等問題較為嚴重,這就迫切要求進行雨污管網(wǎng)更新、分流式改造?;诤>d城市建設背景,以鷹潭市為例,重點研究了老城區(qū)低影響開發(fā)技術(shù)措施的應用和雨污排水系統(tǒng)改造技術(shù)措施的應用。
關(guān)鍵詞:海綿城市;老城區(qū);雨污分流;水環(huán)境;鷹潭市
當前,我國各級政府把生態(tài)文明建設放在突出地位,正在全面推進城市環(huán)境污染防治,重點解決水污染、土壤污染等問題。2012年,為促進城市生態(tài)環(huán)境改善,國家提出了海綿城市建設理念,2014年住房和城鄉(xiāng)建設部了《海綿城市建設技術(shù)指南(試行)》,明確提出建設自然積存、自然滲透、自然凈化的海綿城市[1]。依據(jù)新型城市建設理念,對城市老城區(qū)下墊面和排水設施逐步進行改造,城市內(nèi)澇問題、水體黑臭問題將得以逐步解決,同時能夠調(diào)節(jié)城市微氣候、改善水生態(tài)。經(jīng)過實地調(diào)查發(fā)現(xiàn),很多城市老城區(qū)基礎(chǔ)設施較為老舊、功能弱化,排水系統(tǒng)管道淤堵破損及混接現(xiàn)象普遍存在,使得老城區(qū)局部內(nèi)澇、水體污染、黑臭水體等問題較為嚴重,這就要求進行雨污管網(wǎng)更新、分流式改造。在海綿城市建設背景下,應加快進行雨污管網(wǎng)改造,構(gòu)建從雨污水收集到雨污水排放的全流程凈化系統(tǒng),從而提升城市生態(tài)環(huán)境的整體質(zhì)量。
1海綿城市背景下雨污分流改造的必要性
對海綿城市建設方面的問題,國內(nèi)外已有了較為深入的研究,其基本概念就是城市下墊面能夠像海綿一樣,富有“彈性”地應對城市洪澇積水問題和更好地適應自然環(huán)境,綜合降低城市洪澇災害發(fā)生的風險和提升城市生態(tài)系統(tǒng)功能[2]。在城市雨污排水系統(tǒng)方面,目前很多中小城市老城區(qū)排水管網(wǎng)的排水為合流制、分流制并存,合流制面積占據(jù)較大比重,部分地區(qū)通過直排式合流管渠,直接將雨水和生活污水排入附近水體,造成水體污染。分流制排水系統(tǒng)也存在很多雨污混接現(xiàn)象,一方面,大量的、經(jīng)常性的高濃度污水直排河道,使得城鎮(zhèn)面源污染控制難度大;另一方面,城區(qū)部分低洼地帶內(nèi)澇頻發(fā),嚴重影響城市居民生活[3]。因此,以海綿城市建設理念為指導,從根本上進行雨污分流改造,合理收集雨水,科學處理污水,完善城市老城區(qū)的雨污排水系統(tǒng)是十分必要的。
2老城區(qū)雨污管網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)狀
2.1排水系統(tǒng)現(xiàn)狀。中小城市老城區(qū)人口較多,基礎(chǔ)設施老舊,很多老舊管網(wǎng)未及時更新,新建管網(wǎng)跟不上城市擴張速度,排水系統(tǒng)的建設和完善滯后于城市其他基礎(chǔ)設施建設,排水系統(tǒng)標準偏低。由于老城區(qū)建設環(huán)境、設計方法、施工管理和用戶習慣等方面的原因,老城區(qū)雨水管網(wǎng)系統(tǒng)混亂,造成雨污混流現(xiàn)象嚴重。例如,鷹潭市中心城區(qū)合流制排水區(qū)域較大,雨水、污水管道混接亂接現(xiàn)象較為嚴重,特別是老城片區(qū)人口密度大,管網(wǎng)建設時間久,市政道路上很多污水、雨水管道混接亂接,根據(jù)管網(wǎng)普查數(shù)據(jù),老城片區(qū)市政道路上雨污混接亂接有200多處,當前的老城區(qū)雨污排水系統(tǒng)見圖1。2.2排水體制現(xiàn)狀。目前,老城片區(qū)分流制、合流制以及污水直排式排水體制共存,未能形成完善的雨污分流排水系統(tǒng)體制,合流區(qū)排水管道不成系統(tǒng),造成大量污水直排自然水體。鷹潭市中心區(qū)大部分采用舊合流制排水體制,通過直排式合流管渠,直接將雨水和生活污水就近排入水體,截污主干管的建設覆蓋面較小,僅形成了污水管道的骨架,基本以截流河涌、排污口為主,對截污井上游水體污染并無改善,影響城市居民的生活環(huán)境。2.3老城區(qū)雨污徑流現(xiàn)狀。老城區(qū)普遍存在建筑密度較大,公園綠地面積較少,硬質(zhì)路面造成城區(qū)徑流量較大。老城區(qū)房屋建筑大都老舊,呈現(xiàn)房屋老化、配套設施缺乏、空間局限、雨污管道不完善,蓄水凈水設施甚少,在降雨季節(jié),雨污混流造成徑流污染風險較大,同時城區(qū)部分低洼地帶常常積水內(nèi)澇,嚴重影響居民生活。
3雨污分流改造系統(tǒng)的技術(shù)應用
3.1老舊城區(qū)排水系統(tǒng)雨污分流的系統(tǒng)規(guī)劃設計。結(jié)合老城區(qū)排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀,必須系統(tǒng)地對排水系統(tǒng)進行雨污分流規(guī)劃設計。目前,鷹潭市老城片區(qū)的用地空間受限,城市建設以開發(fā)新區(qū)和完善老城片區(qū)為主。此外,合流制改造為分流制不僅包括市政道路下排水管線雨污分流改造,還包括建筑小區(qū)內(nèi)雨污分流改造,老城片區(qū)內(nèi)建筑小區(qū)大多建設年限久遠,小區(qū)內(nèi)多為合流制排水管道,管道質(zhì)量較差,分流制改造條件較差。經(jīng)分析,對雨污系統(tǒng)地進行設計,是在保持老城片區(qū)部分合流制的基礎(chǔ)上,最大限度地進行雨污分流式改造。對老城區(qū)管網(wǎng)雨污分流改造以現(xiàn)狀道路、現(xiàn)狀排水管網(wǎng)和污水處理廠配套管網(wǎng)工程為基礎(chǔ),結(jié)合片區(qū)污水管網(wǎng)專項規(guī)劃,盡量以分流制系統(tǒng)進行完善,分流困難的區(qū)域采用截流式合流制[4],更新改造后排水系統(tǒng)見圖2。通過對每個片區(qū)的排水現(xiàn)狀分析,同時根據(jù)管網(wǎng)改造建設的難易程度及實施條件、擬定的排水管網(wǎng)建設進度表,對有條件實施分流制的片區(qū),實施污水管網(wǎng)的分流制改造,對個別沒有條件實施分流制的片區(qū),近期考慮采用截流式合流制,控制雨季溢流污染,遠期排水體制隨城市改造由合流制逐步過渡為分流制,實現(xiàn)對老城區(qū)雨污水排放的系統(tǒng)控制。3.2海綿城市建設中雨污分流技術(shù)的應用。3.2.1低影響開發(fā)設計要素的應用。低影響開發(fā)建設是落實海綿城市建設理念的重要技術(shù)措施。老城片區(qū)建筑物密集,老舊設施較多,雨污分流改造難度大、影響大。對老舊城區(qū)雨污系統(tǒng)綜合整治,需要尋求與其自身特點相適宜的排水系統(tǒng)改善途徑,因此進行低影響開發(fā)設計,能更好地改善雨水控制系統(tǒng),減少內(nèi)澇點,減少城區(qū)面源污染。設計要素主要對人行道、停車場、廣場進行透水鋪裝改造,建設生態(tài)植物溝渠、雨水滲透池等工程。鷹潭市老城區(qū)海綿化改造中,通過透水鋪裝,使城市下墊面海綿化。鷹潭市低影響開發(fā)建設主要是結(jié)合老城區(qū)排水系統(tǒng)改造、老舊小區(qū)改造及城市道路品質(zhì)提升進行,從三方面進行系統(tǒng)改造,落實海綿城市滲、蓄、滯、凈、用、排的設計理念,減少雨水徑流。新建小區(qū)和道路廣場對下凹式綠地、滲透鋪裝、雨水調(diào)蓄設施等進行了統(tǒng)一規(guī)劃和設計,從而達到徑流總量控制的要求,新建小區(qū)年徑流總量控制率為80%。對于已建居住小區(qū)的低影響開發(fā)設施改造,為減少對居民生活的影響,同時控制改造成本,依據(jù)各個小區(qū)的實際情況靈活選用合適的低影響開發(fā)設施,比如改造小區(qū)內(nèi)部廣場,增加小區(qū)綠地面積,改造排水設施等,已建小區(qū)年徑流總量控制率確定為65%。多方面低影響開發(fā)設施的建設,可實現(xiàn)改善老城片區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)的目的[5]。3.2.2末端調(diào)蓄治理的海綿工程技術(shù)應用。因老城區(qū)的雨污排水系統(tǒng)不健全,造成雨天大量污水溢流城市內(nèi)湖,造成水污染,生態(tài)環(huán)境破壞,同時內(nèi)湖調(diào)蓄功能逐漸降低,急需對部分老城區(qū)內(nèi)湖進行改造治理。鷹潭市老城區(qū)具有末端調(diào)蓄功能的主要是東湖和西外湖,其中東湖水質(zhì)受到溢流污染影響,水質(zhì)為劣V類,東湖自身凈化能力受破壞降低,現(xiàn)狀濕地處于荒廢狀態(tài),水體流動性差,排澇受限。為對現(xiàn)狀進行改造,提升水質(zhì),改善生態(tài)環(huán)境,對東湖和西外湖進行了海綿化技術(shù)改造,主要對東湖進行生態(tài)修復,營造健康的生態(tài)系統(tǒng),對東湖進行補水,提升其自凈能力,通過新建調(diào)蓄池,表流濕地、氧化塘、潛流濕地以及種植水生植物等蓄水凈水海綿化技術(shù)措施,使得東湖恢復原有的生態(tài)功能;西外湖通過現(xiàn)狀湖底清淤、新建調(diào)蓄池、增加綠植種植面積以及現(xiàn)狀明渠改造等,實現(xiàn)雨水調(diào)蓄、污水系統(tǒng)收集處理的效果。3.2.3雨污分流系統(tǒng)改造技術(shù)措施的應用。為完善雨污分流系統(tǒng),在城市道路上,通過有組織地引導雨天徑流雨污水走向,經(jīng)截污、分流等預處理后,雨水引入路面滯蓄設施及綠地內(nèi),并通過設置在綠地內(nèi)的以雨水滲透、儲存、調(diào)節(jié)等為主要功能的低影響開發(fā)設施進行處理;污水通過管井收集,再逐步經(jīng)過管網(wǎng)傳輸至污水處理廠,實現(xiàn)雨污分流,進而降低污水廠進水濃度,實現(xiàn)雨污系統(tǒng)的合理優(yōu)化[6]。鷹潭市雨污分流系統(tǒng)改造總體思路按照先完善主要雨污水干管系統(tǒng)、然后完善主要道路連接管道,再完善社區(qū)、工業(yè)區(qū)、小區(qū)污水支管,用戶接入點及排放口就近接入到污水管道或截污干管中,具體實施措施是完善沿河排污口、市政道路雨污水管網(wǎng)分流改造設計、市政污水管網(wǎng)用戶接入點改造設計、住宅區(qū)雨污分流支管網(wǎng)改造設計。對于市政道路上的雨污分流改造,主要結(jié)合相關(guān)規(guī)劃及現(xiàn)狀管道進行新建或改造管網(wǎng),在充分利用現(xiàn)有管道的基礎(chǔ)上,形成完整的市政道路雨污水收集系統(tǒng),對內(nèi)澇點和路面積水的路段雨水管道進行改擴建?,F(xiàn)狀管道過流能力不足的,進行擴大重建管道;錯節(jié)混接的管道,通過新建管道實現(xiàn)分流。對于住宅小區(qū)可以分為兩種情況,一是老舊社區(qū),一般采用保留現(xiàn)狀合流制排水系統(tǒng),進行末端截留式排水。對有條件改造的區(qū)域,則通過新建一條雨水或污水管道,在合流管出口處設置污水截流井,保證旱季污水全部收集入污水系統(tǒng),最終進入污水處理廠。遠期,老城區(qū)可結(jié)合國家推行的老舊小區(qū)改造和舊城改造等工程,逐步形成雨水、污水兩套排水系統(tǒng),實現(xiàn)分流制排水。二是新建小區(qū),堅持實現(xiàn)區(qū)內(nèi)部雨污分流制排水體制,結(jié)合管線調(diào)查及運營情況,從源頭梳理,糾正錯接亂排為重點。同時加強管理,杜絕各類污水直接進入雨水管道系統(tǒng)。對于建筑立管的改造措施是原建筑合流管改造用作污水管,另外新建雨水立管將屋面雨水單獨接出,污水管和雨水管就近分類納管,將誤接入化糞池的雨水立管進行改造,封堵進入化糞池的管段,改為就近接入雨水系統(tǒng)[7-8]。最終在利用原有排水管道基礎(chǔ)上,通過新建雨污管網(wǎng),并對現(xiàn)有管網(wǎng)進行清淤修復處理,實現(xiàn)整個雨污分流排水系統(tǒng)的完善。3.3雨污系統(tǒng)信息化管理措施的應用。完善老城區(qū)的雨污排水系統(tǒng)管理體系,要結(jié)合海綿城市的建設,以信息化管理為手段,以制度體系為支撐,保證雨污排水管理系統(tǒng)良好運營。在老城區(qū)雨污排水系統(tǒng)管理中,開發(fā)具有排水設施管理、運行監(jiān)控、信息、防汛搶險等多方面功能的信息化管理系統(tǒng),為城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)運行的管理調(diào)度和更新改造提供科學手段,能夠全面提高城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)運行管理效率。鷹潭市在大力推進智慧城市建設,采取“先數(shù)字后智慧”的路徑,先實現(xiàn)工程相關(guān)涉水建筑物、管網(wǎng)設施等的數(shù)字化,在此基礎(chǔ)上,開展智能感知體系及相關(guān)體系建設,最終實現(xiàn)市政排水管網(wǎng)管理、服務的智慧化,打造數(shù)字管網(wǎng)應用典范城市。通過數(shù)字管網(wǎng)的建設運營,能夠有效保障鷹潭市雨污排水管理系統(tǒng)的建設,促進海綿城市有序發(fā)展,確保鷹潭市水生態(tài)環(huán)境向高質(zhì)量發(fā)展。
4結(jié)語
基于海綿城市建設背景,以鷹潭市雨污分流排水系統(tǒng)改造實踐為例,重點研究了老城區(qū)低影響開發(fā)技術(shù)應用和雨污排水系統(tǒng)改造技術(shù)應用,對當前中小城市老城區(qū)水環(huán)境治理有借鑒意義。老城區(qū)雨污分流改造系統(tǒng)建設是逐步發(fā)展的過程,隨著城市老城區(qū)的不斷發(fā)展及更新改造,雨污系統(tǒng)也在不斷地完善,在海綿城市建設背景下低影響開發(fā)措施不斷應用,老城區(qū)的水環(huán)境也在不斷改善。因此,城市老城區(qū)的雨污分流系統(tǒng)改造完善需要不斷推進,實現(xiàn)對老城區(qū)雨污水的綜合治理,保護城市水資源,改善人居環(huán)境,實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。
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作者:喬典福 魯艷春 單位:中國安能集團第二工程局有限公司