中小城市河道截污工程設(shè)計(jì)探討

彭 剛，趙 廷

（1.中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司，湖北武漢 430010；2.即墨市城鄉(xiāng)建設(shè)局，山東即墨 266200）

0 前言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市河道的污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，損害了城市形象，又妨礙了市民生活質(zhì)量。為改善河道的環(huán)境，通過(guò)截污工程最大程度地消減入河污染物是改善河道水質(zhì)的必要手段。一般情況下，截污管道是保護(hù)河道水質(zhì)、沿程收納入河污水的納污管道，同時(shí)也是輸送城市污水的主干管?？茖W(xué)合理地設(shè)計(jì)截污干管是保護(hù)河道水質(zhì)、完善城市排水體系的必要條件。下面以某中等城市河道的截污工程為例，對(duì)中小城市河道的截污工程的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

1 截污管道形式

沿線排污口接入截污主管道的形式應(yīng)本著“遠(yuǎn)近結(jié)合”的原則并根據(jù)沿岸地塊的排水體制情況來(lái)確定。首先應(yīng)結(jié)合管線物探資料并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)摸排，清晰地掌握沿線每個(gè)排污口的位置和數(shù)量，如圖1所示，沿河道北側(cè)和南側(cè)分別有13和15處排污口，其中B12和N7為兩處支流，每個(gè)排污口流域內(nèi)地塊的排水體制情況見(jiàn)表1所列。

如圖2所示，對(duì)于分流制地塊，其污水管道可以直接接入新建污水截流主管道；對(duì)于合流制地塊，應(yīng)當(dāng)通過(guò)截流井?dāng)r截設(shè)計(jì)倍數(shù)的雨污混合水進(jìn)入污水主干管。同時(shí)為了避免合流管內(nèi)的雨污混合水與截污主管道內(nèi)的污水混合而使后者被稀釋，截流井應(yīng)當(dāng)設(shè)置在合流管接入截流主管道之前。如圖2中合流地塊B，可以在其合流管靠近河道紅線的位置上設(shè)置截流井，在合流管的一側(cè)敷設(shè)一根污水支管，截流井將合流管內(nèi)的污水截流后排入污水支管。待該合流制地塊被改造成分流制后，原合流管保留用作雨水管道，分流制污水可以直接接入截污主管道。

圖1 河道流域地塊分析圖

表1 河道兩岸排污口及排水體制情況表

這樣合流制地塊變?yōu)榉至髦频貕K以后，河道紅線以內(nèi)不需要開(kāi)挖改造就可以順利實(shí)現(xiàn)從“截流式合流制”向分流制的過(guò)渡，沿岸各個(gè)排污口采用的連接方式見(jiàn)表1所列。

2 污水量計(jì)算（見(jiàn)圖2）

如圖2所示，隨著兩岸所有的地塊都變?yōu)榉至髦频貕K以后，截污主管道也就變成了分流制的污水主管道。因此，截流主管道1～2近期旱流平均污水量Q1=Qa1+Qb1，雨天合流污水流量Q2=Qa1+(n+1)Qb1；遠(yuǎn)期改造完成后截流主管道1～2污水平均流量Q1’=Qa1+Qb1’。一般來(lái)講，城中村的人口密度較小，原址改造后的地塊以高層建筑為主，其污水產(chǎn)生量Qb1’要大于前者的污水量Qb1，Qb1’可以根據(jù)規(guī)劃用地性質(zhì)和面積來(lái)計(jì)算。所以，截流主管道1～2的污水量應(yīng)當(dāng)按照近期雨天混合污水量Q2和遠(yuǎn)期旱流污水量Q1'兩者中的的較大值進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖2 截污管道連接形式示意圖

3 截污主管道設(shè)計(jì)計(jì)算

對(duì)于不同連接形式的河道截污系統(tǒng)，其計(jì)算方法有所不同。對(duì)于該工程所采用的截污主管道的連接形式，下面結(jié)合圖2介紹一下其設(shè)計(jì)計(jì)算原理。

根據(jù)相關(guān)資料，在要求高的場(chǎng)合，計(jì)算合流管渠設(shè)計(jì)流量時(shí)，旱流污水部分可以取最大時(shí)流量[1]。因此各管段在晴天和雨天狀態(tài)下的設(shè)計(jì)流量為：

式中：K總0、K總1、K總1’——相應(yīng)的總變化系數(shù)；

Q0——管段0～1的近期污水設(shè)計(jì)流量；

Q1——管段1～2的近期旱流污水設(shè)計(jì)流量；

Q2——管段1～2的近期雨天合流污水設(shè)計(jì)流量；

Q1’——管段1～2的遠(yuǎn)期污水設(shè)計(jì)流量。

根據(jù)規(guī)范[2]規(guī)定,合流管道應(yīng)該按照滿流進(jìn)行計(jì)算，但是應(yīng)對(duì)晴天狀態(tài)下的流速進(jìn)行校核：校核旱流污水流量能否滿足最小流速要求。

但是應(yīng)值得注意的是，該工程的截流主管道的形式不同于傳統(tǒng)意義上的合流制管渠，一般來(lái)講，后者的旱流污水量遠(yuǎn)小于雨天合流污水量，因此按照滿流計(jì)算的管道僅需要校核旱流污水的流速即可。但對(duì)于類似于該工程中流經(jīng)的區(qū)域中合流制地塊所占的比例較小并且其污水產(chǎn)生量較少的河道的截污主管道，按照雨天滿流計(jì)算出的管徑除了應(yīng)校核其旱流流速之外，還應(yīng)校核其旱流污水的充滿度是否小于該計(jì)算管徑要求的最大充滿度。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)排污口及所服務(wù)地塊的排水體制情況，本著“遠(yuǎn)近結(jié)合”的原則，因地制宜地選擇合理的截污主管道形式可以有效地減少對(duì)河道的污染。合理的截污主管道形式既能適應(yīng)區(qū)域現(xiàn)狀分流與合流并存的排水體制情況，又便于向未來(lái)完全分流制順利過(guò)渡。

[1]孫慧修.排水工程（第四版）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999.

[2]GB 50014-2006，室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（2011年版）[S].