高平市雙泉村排水工程設(shè)計方案綜述

聶玉玲

（高平市水利綜合服務(wù)所，山西 高平 048400）

1 基本情況

1.1 項目區(qū)概況

石末鄉(xiāng)境內(nèi)大部屬丘陵地帶，雙泉村村莊地形起伏較大，村域范圍內(nèi)地勢變化較大，土地多為階梯型，村莊建設(shè)用地總體而言東北高西南低，建設(shè)用地南北高差近70 m，且村莊范圍內(nèi)部分街道較窄。區(qū)域內(nèi)的地面除少量的綠化帶外，基本為房屋、混凝土和瀝青硬化路面。雙泉村全村人口1 500人，共400余戶，農(nóng)作物種植以玉米、谷子、大豆等為主，地上無其它企業(yè)，人均收入約6 500元。

1.2 供排水現(xiàn)狀

雙泉村居民日用水量按50 L/P計，供水人口為1 500人，全村日均用水量約為75 m3。參照用水量，結(jié)合雙泉村居民用水現(xiàn)狀確定生活污水排水系數(shù)為0.6，則污水定額為30 L/P·d，最大污水設(shè)計量為54 m3/d。

2 治理工程設(shè)計方案

2.1 排水治理模式確定

針對農(nóng)村現(xiàn)狀排水存在的問題，借鑒農(nóng)村現(xiàn)有排水和農(nóng)村污水治理模式運(yùn)行狀況及優(yōu)缺點、施工的難易程度、當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件、運(yùn)行維護(hù)等因素，在優(yōu)先開展污染物源頭削減、資源化利用的基礎(chǔ)上，結(jié)合村莊的實際情況，選擇“排水管網(wǎng)+人工濕地+蓄水池”的排水治理模式。

2.2 擬設(shè)計建設(shè)內(nèi)容

雙泉村的設(shè)計建設(shè)內(nèi)容，分為生活排水收集系統(tǒng)和生活排水處理利用系統(tǒng)。由排水管網(wǎng)的收集、污水預(yù)處理、配水與集水、填料及植物系統(tǒng)、凈化水的收集與利用等部分組成。系統(tǒng)的核心部分是人工濕地。

本次設(shè)計采取雨污合流的方式，村內(nèi)污水的收集采用暗管，暗管由主管網(wǎng)、支管網(wǎng)和毛管網(wǎng)組成，入戶管道向每戶提供15 m的入戶管道，由村民自行鋪設(shè)?？傆嫿ㄔO(shè)管網(wǎng)11 972 m，建成檢查井43座，跌水井5座，雨水井43座。最終將全村雨水、生活污水沿新建管網(wǎng)收集，并排至村外低洼處的生活排水處理利用系統(tǒng)。

生活排水處理利用系統(tǒng)，包括格柵井、雨污截流井、化糞池、人工濕地、蓄水池六部分。將建成格柵井一座、雨污分流井一座、75 m3化糞池一座、200 m3人工濕地一座、100 m3蓄水池一座。生活排水通過格柵井去除懸浮物、雨污截流井分流，雨水直接利用；污水經(jīng)化糞池、人工濕地處理后，可用于灌溉等。

2.3 排水收集系統(tǒng)方案設(shè)計

2.3.1 排水管網(wǎng)設(shè)計原則

對未鋪設(shè)管網(wǎng)的街區(qū)新建管網(wǎng)，排水收集管網(wǎng)設(shè)計采用雨污合流制。排水管道布置力求順坡排水，盡量采用重力形式，避免提升。線路短捷、施工方便，并避免與已建成的其它已有設(shè)施管線爭路線，減少管道埋深和管道迂回往返，確保良好的水力條件。以本區(qū)域最大凍土深度為基準(zhǔn)，合理確定管道埋深。排水管起端覆土，以使所服務(wù)街坊污水管能順利接入，并滿足與其他管線豎向交叉的需要。

2.3.2 管材的確定

排水管道屬于地下永久性隱蔽工程設(shè)施，要求具有很高的安全可靠性。本設(shè)計確定村內(nèi)主、支、毛管網(wǎng)，皆選用高密度聚乙烯管（HDPE）雙壁波紋管，入戶管選用PVC管。

2.3.3 管徑設(shè)計

經(jīng)計算確定管網(wǎng)主、支、毛管徑，分別為HDPE管道DN 600 mm、DN 400 mm、DN 300 mm、DN 200 mm，入戶PVC管直徑110 mm。

2.3.4 檢查井設(shè)計

本設(shè)計檢查井為圓形，規(guī)格為直徑1 250 mm，結(jié)構(gòu)為磚砌，要求采用非黏土磚，邊墻為240 mm，水泥砂漿抹面。距地面的高度不小于400 mm處收口，收口口徑為DN 700 mm，采用DN70C30鋼筋混凝土蓋，板厚為200 mm。檢查井內(nèi)設(shè)扶梯、踏步。各檢查井的高度為各級管徑、各級管道埋深與地基之和。

2.3.5 跌水井設(shè)計

跌水井按規(guī)范要求當(dāng)管道跌水水頭為1～2 m時，宜設(shè)跌水井；跌水水頭大于2 m時，應(yīng)設(shè)跌水井。

跌水井進(jìn)水管管徑不大于200 mm時，一次跌水水頭高度不得大于6 m；管徑為300～600 mm時，一次跌水水頭高度不宜大于4 m；跌水方式可采用豎管或矩形豎槽；管徑大于600 mm時，其一次跌水水頭高度及跌水方式應(yīng)按水力計算確定。雨污水收集工程共設(shè)置跌水井5座。

2.3.6 雨水匯流設(shè)計

根據(jù)村莊路面、住戶分布及對雨水井最大間距要求，村莊雨水井共設(shè)置43座，通過道路兩側(cè)的雨水井匯流排入雨污合流管網(wǎng)。

雨水井為矩形，規(guī)格為600 mm×400 mm×1 000 mm（長×寬×高）。結(jié)構(gòu)為磚砌，要求采用非黏土磚，邊墻為240 mm，水泥砂漿抹面。通過DN 300 mm的PVC管道連接至道路中央的雨污合流管道。雨水井蓋尺寸為400 mm×600 mm。

2.4 雨污水預(yù)處理設(shè)計

2.4.1 格柵井設(shè)計

格柵井設(shè)置于主管網(wǎng)末端、截流井之前，用以攔截污水中的漂浮物，如草木、塑料制品、纖維及其他生活垃圾等，以保護(hù)后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。

格柵井底部設(shè)置為矩形，一邊長為1 000 mm，另一邊長設(shè)計為1 100 mm。結(jié)構(gòu)為磚砌，要求采用非黏土磚，邊墻為240 mm，水泥砂漿抹面。格柵井高度為主管道管徑、埋深與地基之和。

格柵井進(jìn)水口為DN 600 mm的總干管，設(shè)置于井底。井底設(shè)一污水水流槽。格柵下端置于槽幫上，格柵上端斜置于井壁另一側(cè)。出水管與進(jìn)水管相對布置。

2.4.2 截流井設(shè)計

排水收集管網(wǎng)通過雨污合流排水管網(wǎng)收集雨污水，到達(dá)管網(wǎng)末端出水口，設(shè)置截留井，將雨水通過管道直接排到東大河河道或到達(dá)村外蓄水池。截流井設(shè)置于格柵井與化糞池之間。底部設(shè)置為正方形，邊長為1 000 mm，截流井高度為主管道管徑、埋深與地基之和。

進(jìn)水管DN 600 mm，距井底200 mm。井底設(shè)污水水流槽。污水管設(shè)置在進(jìn)水管的側(cè)面，污水沿流槽進(jìn)入污水管；雨水管與進(jìn)水管相對設(shè)置，位于截流井井底。

2.4.3 閥門井設(shè)計

閥門井設(shè)置于截流井污水出口、污水進(jìn)入化糞池之前，目的是防止雨水進(jìn)入化糞池。

閥門井底部設(shè)置為矩形，一邊長度為1 000 mm，另一邊D+500，C30鋼筋混凝土蓋板覆蓋井口。進(jìn)水管為DN 600 mm，距井底200 mm。

閥門井應(yīng)設(shè)置專人管理，在降雨初期，將閘門關(guān)閉，防止雨水進(jìn)入化糞池，在停止降雨后，及時打開閥門，以免生活污水流入河道，污染當(dāng)?shù)氐乇硭?/p>

2.5 化糞池設(shè)計方案

選擇13號設(shè)計容積為60 m3的玻璃鋼化糞池，有效容積75 m3，直徑3.0 m，長度10.7 m，進(jìn)出水管徑300 mm。由腐化、處理兩大部分組成，內(nèi)部設(shè)二道環(huán)流泛水裝置，混合掛膜隔倉板池體分割為三箱：第一箱為一級腐化池，通過環(huán)流填料進(jìn)入二級腐化池，在二級腐化池內(nèi)的污水再通過環(huán)流填料箱進(jìn)入第三處理池。填料箱和處理池體中設(shè)立彈性材料，組成三級生化處理裝置。二道環(huán)流掛膜裝置加大了污水在池內(nèi)的流程，生物降解程度得以提高，降低了污水中COD及氨氮含量，同時還具備了調(diào)節(jié)沉淀、格柵、過濾等綜合功能。

2.6 人工濕地設(shè)計方案

人工濕地設(shè)計20 m×10 m×1.2 m（長×寬×高），總?cè)莘e240 m3。

潛流濕地由上而下劃分為種植層、土壤表層、基質(zhì)層、防滲層四個部分。濕地進(jìn)水、出水系統(tǒng)包含于基質(zhì)層中，由多孔配水管和多孔集水管組成，所有管道均采用PVC管材，耐壓等級為P≥0.4 MPa。利用基質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，使污水得到分解、吸收、凈化。

運(yùn)行管理較為簡單、便捷，完全采取生物方法自行運(yùn)轉(zhuǎn)，只需定期清理格柵池、每年收割一次水生植物。服務(wù)年限為10～15年，達(dá)到服務(wù)年限的人工濕地系統(tǒng)在清理填料床后，即可重新投入使用。

2.7 蓄水池設(shè)計方案

新建1座100 m3蓄水池，結(jié)構(gòu)為圓形封閉鋼筋混凝土，內(nèi)徑為3.2 m，池深3.5 m，壁厚200 mm，基礎(chǔ)采用500 mm三七灰土墊層處理，池頂允許最大覆土厚度為1 m。村莊的生活污水經(jīng)處理系統(tǒng)處理后，進(jìn)入蓄水池，可通過配套灌溉系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中加以利用。

3 投資概算及效益

3.1 設(shè)計概算成果

工程主要工程量及材料：土方開挖9 192.70 m3，土方回填8 793.88 m3，排水管網(wǎng)11 972 m，其中建設(shè)DN 600 mm的HDPE管道共60 m，DN 400 mm的HDPE管道共2 000 m，DN 300 mm的HDPE管道共212 m，DN 200 mm的HDPE管道共3 700 m，入戶直徑110 PVC管道共6 000 m；C25混凝土61.73 m3，鋼筋3.39 t，水生植物8 000株等。項目概算總投資約232.61萬元。

3.2 社會效益

本工程的實施將有效改善雙泉村生活污水及雨水的排水現(xiàn)狀，使雙泉村的人居住環(huán)境與村容村貌得到明顯改善，對居民的身心健康、疾病防疫等健康方面水平有明顯的提升。

3.3 環(huán)境效益

該項目實施后，村莊生活污水得到收集并利用，生活污水得到有效處理，可有效減少COD、BOD5、NH3-N的排放量，環(huán)境效益較為明顯，對雙泉村的生態(tài)環(huán)境改善、防止面源污染、地下水環(huán)境質(zhì)量改善有一定的促進(jìn)作用。

4 結(jié)語

石末鄉(xiāng)境內(nèi)大部屬丘陵地帶，雙泉村地形起伏較大，建設(shè)用地南北高差近70 m，且村莊范圍內(nèi)部分街道較窄，建設(shè)條件一般。村委會應(yīng)配備專門人員對村莊排水收集系統(tǒng)及處理系統(tǒng)定期檢修維護(hù)。由于接口處易松動，檢查井易堆積淤泥，應(yīng)定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，發(fā)現(xiàn)堵塞立即疏通，定期清理格柵。每年根據(jù)植物生長情況進(jìn)行收割（每年1-2次），以免植物長得過于高大而被風(fēng)刮倒。植物收割期間應(yīng)及時清除濕地內(nèi)於泥、雜物及枯萎植物，以免堵塞導(dǎo)致短流或水質(zhì)異常現(xiàn)象，并按人工濕地的維護(hù)要求，定期進(jìn)行檢修與管理維護(hù)。經(jīng)常督促農(nóng)戶對入戶管道及檢查井進(jìn)行檢查維修，督促農(nóng)戶裝防堵漏斗，檢查廚房下水道，定期清理殘渣；浴室，洗漱排水應(yīng)安裝毛發(fā)過濾器等，防止堵塞。