小城鎮(zhèn)排水體制選擇的案例分析

徐曉明　吳莉萍

摘要:結合在實際工作中的體會,從小城鎮(zhèn)的特點出發(fā),針對小城鎮(zhèn)的新建開發(fā)區(qū)、擴展建設區(qū)和老城區(qū)特點合理選擇小城鎮(zhèn)排水體制,并對城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的建設提出若干建議。

關鍵詞:小城鎮(zhèn);排水體制;分流制;合流制;截污

小城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)與大城市截然不同,小城鎮(zhèn)的新建開發(fā)區(qū)、擴展建設區(qū)和老城區(qū)特點各異,排水體制的合理選擇對排水系統(tǒng)建設有其重要,并對其可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 小城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的特點

1.1 水量、水質不均勻和不穩(wěn)定

小城鎮(zhèn)人口相對較少,一般污水量<5×104m3/d,工業(yè)企業(yè)種類較多,污水成分復雜,水量、水質不均勻和不穩(wěn)定。

1.2 城鎮(zhèn)總體規(guī)劃缺乏連續(xù)性

小城鎮(zhèn)發(fā)展快,早期城鎮(zhèn)總體規(guī)劃往往會因各種原因而調整,一般沒有給排水專項規(guī)劃,缺乏總體指導性,不確定因素較多,具有一定的隨意性。

1.3 排水管網及資料不健全

小城鎮(zhèn)排水管網不健全,污水收集率低,缺乏測量、勘探和管道竣工等資料。

1.4 管理經驗不足

對排水設施管理不嚴,河道不規(guī)范,污染較嚴重。

1.5 各區(qū)域特點各異

小城鎮(zhèn)的建設圍繞老城區(qū)向四周擴展,一般包括規(guī)劃新建開發(fā)區(qū)、擴展建設區(qū)和老城區(qū),各區(qū)域規(guī)劃目標不同,排水系統(tǒng)特點各異。規(guī)劃新建開發(fā)區(qū)排水系統(tǒng)易實現(xiàn)分流制;擴展建設區(qū)緊鄰老城區(qū),基礎設施和城鎮(zhèn)建設同步,排水系統(tǒng)已逐漸按分流制實施,但有些地區(qū)完全采用分流制不盡合理,只能在現(xiàn)有排水體制基礎上改造和完善,可以采用分流與截流相結合的排水體制;老城區(qū)為建成區(qū),格局已基本形成,排水體制多為直排式合流制,且年代已久、管徑偏小、雨天地面積水、街道狹窄、改造困難,采用合流與截流相結合的排水體制具有可操作性。

2 排水體制的分類及特點

排水體制分為分流制和合流制。根據(jù)對雨污水處理程度的不同,又分為直排式、全處理式和截流式。

2.1 完全分流制

完全分流制是用不同管渠分別收集和輸送城鎮(zhèn)雨、污水,適用于小城鎮(zhèn)的新建開發(fā)區(qū)。

2.2 截流式分流制

截流式分流制是在完全分流制的基礎上增設雨水截流井,把初期雨水引入截流干管與污水一并送至污水處理廠,中期以后的雨水則經雨水干管直接排入水體。該系統(tǒng)僅截流初期雨水,與截流式合流制相比管渠斷面相對較小,管內水量水質相對穩(wěn)定,對污水廠沖擊較小,投資和運行費用較小。適用于按分流制建設的小城鎮(zhèn)擴展建設區(qū)。

2.3 截流式合流制

截流式合流制是沿河修建截流干管,并在適當位置設置截流井。旱季時污水全部進入污水廠,雨季時截流干管將部分雨水和城鎮(zhèn)污水一同送至污水廠,超過截流干管輸水能力的混合水則通過截流井泄入水體。該系統(tǒng)節(jié)省空間和投資,適用于老城區(qū)和建成區(qū)排水系統(tǒng)的改造。

2.4 全處理式合流制

將雨、污水用同一管渠輸送到污水處理廠。這種方式對水體和環(huán)境污染最小,可最大限度地實現(xiàn)污水和雨水的資源化,但其投資和運行費用高。對于街道狹窄難于改造的老城區(qū)的支戶線,將其合流管道與城鎮(zhèn)污水管道相接,可將雨污水一并送入污水廠處理。

2.5 直排式合流制

將城市污水和雨水用同一管渠收集,不經任何處理就近排入水體,該排水體制對水體和生態(tài)環(huán)境的危害巨大,需逐漸加以改造。

3 影響排水體制選擇的因索

3.1 壞境因素

改革開放以來的小城鎮(zhèn)基本以外延式發(fā)展模式發(fā)展,但排水系統(tǒng)的建設相對滯后。多數(shù)現(xiàn)狀道路下均未敷設污水管道,大量的生活污水、生產廢水未經處理直接和雨水一起排入自然水體。城市水環(huán)境的惡化已經成為制約城市持續(xù)發(fā)展的瓶頸,對整個城市排水體制的系統(tǒng)治理目的是解決水環(huán)境問題的關鍵所在。

3.2 城鎮(zhèn)建設因素

沿城市道路進行大量的污水管鋪設即需要大量的資金,又需要考慮現(xiàn)狀管線、交通疏解、拆遷征地等。這樣浩大而煩瑣的工程從可操作性和經濟性考慮都是不現(xiàn)實的。截流合流制僅需要沿受納河流敷設截污干管,與分流制改造相比從工程投資到拆遷征地都減少很多,而且也有很大的可操作性。

3.3 經濟因素

從基建投資方面來看,完全合流制只需一套管渠系統(tǒng),其斷面尺寸與分流制的雨水管渠基本相同,投資最省。截流合流制投資低于完全分流制,截流合流制因沒有雨水排水系統(tǒng),所以其投資最省,施工期最短,發(fā)揮效益也快。

從維護管理方面來看,完全合流制管渠維護管理較簡單,管渠中的沉積物可利用雨天的大流沖刷,但污水設施因睛雨天的排水量變化幅度較大,增加了運行管理上復雜性。

3.4 初期雨水處理因素

城市化發(fā)展導致了初期雨水徑流污染程度更為嚴重,初期雨水的污染程度通常超過城市污水。但目前我國城市水污染控制對雨水徑流污染尚未足夠的重視,缺少的法規(guī)和技術規(guī)范。

若采用分流制排水,不僅耗資巨大且存在初期雨水徑流污染的隱患。采用完全合流制排水,則對自然水體造成嚴重的污染。所以,采用截流制合流系統(tǒng)不但可以處理初期雨水,而且在工程投資、施工難度等方面均強于以上兩種排水系統(tǒng)。

4 小城鎮(zhèn)排水體制的選擇及案例分析

4.1 選擇原則

小城鎮(zhèn)排水體制的選擇應依據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃;結合地形地質、水文條件、水體狀況、氣候特征、居民生活習慣、原有排水設施、污水處理和利用、社會經濟條件等,以污雨水的資源利用、保護水環(huán)境為原則,充分利用原有排水設施,慎重對待老城區(qū)管網改造,提高可操作性。

4.2 新建和擴展建設區(qū)域的排水體制

4.2.1 完全分流制與截流式分流制相結合。

在珠海市主城區(qū)的排水系統(tǒng)設計中,結合地區(qū)特點,采用了完全分流制與截流式分流制相結合的排水體制。

珠海市主城區(qū)具有如下特點:排水系統(tǒng)隨區(qū)域建設已逐漸按分流制實施;該地區(qū)地勢平坦,管道鋪設坡度受限,如采用合流管道則暴雨期問易積水,混合水可能會漫流;區(qū)域常年降雨量少且集中,雨水輸送非連續(xù)性和暴發(fā)性突出,合流制對污水廠運行的沖擊較大?？紤]以上特點和現(xiàn)有排水設施等因素后,設計在維持已有分流排水體制基礎上進行改造和完善的方法,增設雨水截流井,污水廠增設深度處理單元。

4.2.2 完全分流制與截流式合流制相結合

在汶川援建的小城鎮(zhèn)排水管網的設計中,選擇了截流式合流排水體制。

汶川縣綿鎮(zhèn)均具山地丘陵特點,地形坡度大,現(xiàn)狀排水為合流制。綿鎮(zhèn)污水排入長江支流岷江,三峽工程實施必對其上游排入水體的水質要求更加嚴格。經綜合考慮后,該地區(qū)采用截流式合流排水體制。

4.3 老城區(qū)采用合流與截流相結合的排水體制

小城鎮(zhèn)老城區(qū)建設規(guī)模已基本固定,街道狹小、建筑物密集、商業(yè)繁榮、交通擁擠是其特點。老城區(qū)排水多為合流制,由管渠、邊溝、小溪和沖溝構成,有的管涵上部已修建房屋,因此在老城區(qū),將原有合流排水系統(tǒng)改造為截流式合流排水體制具有可操作性。在改造工作中,首先應對現(xiàn)狀排水系統(tǒng)進行調查,對管道位置及埋深、管徑及輸水能力、使用年限及運行現(xiàn)況等進行核查后再確定改造方案。

在臺山市老城區(qū)排水系統(tǒng)改造時,采用了在臺城河道兩側修建截流干管,將排入邊溝、沖溝的雨污水接入道路下原有的排水管道中,然后再接入截流干管的方案,在適當位置設置了截流井,在溢流排水口沒置了止回閥以防止江水倒灌。

4.4 合理確定截流倍數(shù)

汶川縣綿鎮(zhèn)具有如下特點:庫區(qū)多為山地和丘陵地形,降雨強度較大;庫區(qū)河道水系豐富且具有較好的水體自凈能力;老城區(qū)建筑物密集,綠地面積有限,地面透水性較差。結合以上特點,并綜合考慮庫區(qū)小城鎮(zhèn)經濟實力和社會發(fā)展的需要,最終將截流倍數(shù)取為2。

5 建議

5.1 確定小城鎮(zhèn)排水體制時不能一概而論,新建和擴展建設區(qū)域宜采用分流和截流相結合的排水體制,老城區(qū)宜采用合流與截流相結合的排水體制。

5.2 確定污水處理廠的處理能力時應考慮截流水量,在設計和運行中應考慮雨水特征。可在處理廠建設調節(jié)水池,旱季時作為健身場所,雨季時儲水削峰。

5.3 小城鎮(zhèn)的快速發(fā)展,原有雨水系統(tǒng)難于滿足暴雨要求,計算雨水量時應考慮暴雨的突發(fā)性和峰值系數(shù),盡量運用自然生態(tài)措施加大雨水的下滲,減少徑流量。