旧城区市政排水系统雨污分流改造设计分析

旧城区市政排水系统雨污分流改造设计分析

盖伟

莱阳市供排水服务中心  山东莱阳  265200

摘要：城市雨污分流改造是一项重大的市政工程,在这项工程的实施过程中,要充分研究分析城市已有管网系统的实际状况,在客观分析和掌握当地水文地质条件和排水污染状况的基础上,制定科学合理的雨污分流改造和建设技术方案,从而最大程度地确保改造后的排水系统能够取得最佳的效果。文章通过对旧城区市政排水工程设计方案进行研究，探索旧城区排水体制改进与创新。

关键词：排水改造；雨污分流；排水体制；旧城区

引言

近年来,随着我国城镇化的不断推进和城市化的快速发展,面对城市人口的迅速增长和城区排水管网的逐渐老化,越来越多的城市着手进行排水管网的升级改造。在这个过程中,通过建设独立的雨水管网和污水管网实现城市雨污分流的方式得到了越来越多的选择。从当前我国城市普遍存在的排水问题来看,雨污混流是一个非常突出的问题,雨水与生活污水通过相同的排水管道混合排出,使得城市污水被直接排到河道等水体之中,造成城市水体污染,严重的甚至带来黑臭水体问题,对市民生活环境造成了很大的影响。

1雨污分流改造总体方案

该工程拟对16km2范围的旧城区实施雨污分流改造，工程内容主要包括两大块，市政道路排水管道改造工程和片区内部的雨污分流改造工程。市政道路排水管道改造工程主要包括污水管网新建工程，渍水区域的雨水管网完善工程，现状排水管网的混、错接改造。另外考虑到片区内湖的环湖污水干管建设年代久远，缺陷较为严重，对该干管进行结构性和功能性缺陷修复。片区内部雨污分流改造工程共包括三部分，居住小区的分流改造，公建单位的雨污分流改造，城中村的雨污分流改造。同时，针对渍水风险较高的地块，同步进行雨水管网系统的提标升级。本次改造过程中，由于部分城中村不具备雨污分流实施条件，拟在外围排水末端对其进行截流，其余则按照全分流的目标进行改造。

2城市雨污分流改造的问题

首先,从雨水收集、利用和排放的角度来看,由于雨水本身不具有污染性或污染不严重,通过雨污分流改造后的雨水系统可以将雨水进行单独收集,然后将后期雨水通过雨水管网直接排放到城市附近的河流水域之中,一般来讲,其依靠河流的自净能力净化后就可以作为天然景观用水。而初期雨水径流污染则需要在实施雨污分流改造时,通过修建初期雨水调蓄池和人工湿地等设施,将雨水先排入这些设施中进行简单的初步处理或调蓄后排入污水管网,既避免了降雨时雨水对污水处理厂的冲击,又避免了因处理不当造成污染,对于提升雨污分流的效果有巨大作用。所以,通过对排水系统的雨污分流改造,能够有效地做到雨水与污水的分离排放,最大限度地降低以往城市混合污水对河流水域的影响,从而有效减少城市排水的环境危害和维护城市用水的水源安全。最终在促进城市排水系统的建设升级的同时,带来良好的经济和环境效益,对促进城市发展和环境的改善有着重要意义。

其次,从城市污水处理与排放的角度来看,雨污分流改造使城市污水管网仅转输污水至污水处理厂进行处理,能够有效地提高城市污水厂的污水处理效率和质量。相比于合流管网,雨污分流改造后的城市污水厂能够更直接地对城市生活污水进行单独处理。在城市污水厂的容量、规模以及设备等方面条件相对固定的情况下,污水厂接收的污水流量相对稳定,不会因降雨对污水厂的来水量和处理质量造成冲击,这样可以极大地提高污水厂处理的稳定性和处理出水的水质。在以往雨污合流的排水系统中,有大量原本并不需要处理的雨水在降雨时被混入生活污水中而排入污水处理厂,从而对城市的污水处理效率和成本造成了很大的影响。同时,生活污水中混入雨水之后产生的稀释作用会造成污水厂进水COD的降低,使进入污水处理厂的污水水质数据小于所设定的标准值,从而造成污水处理难度的增大和处理质量的降低,这种情况往往需要等到降雨结束后的较长时间才能恢复到正常范围。

3旧城区排水系统雨污分流改造设计实践

3.1旧城区雨水系统设计

（1）雨水管道设计流量。采用数学模型法计算旧城区雨水管道设计流量，该方法考虑了区域降雨和地面渗透性能时空分布不均匀性等因素，具体计算公式如下：QqF=××ψ（1）式中：Q为雨水设计流量，L/s；ψ为综合径流系数；q为设计暴雨强度，L/hm2·s；F为汇水面积，hm2。（2）设计暴雨强度。暴雨强度指在某一时间段内单位面积上的降水量，一般单指室外排水设计时的短时强降雨排水量。暴雨强度是描述暴雨状态下降水量大小的重要指标，暴雨强度与单位时间降水量成正比。一般情况下，若该地区具有20年以上自记雨量记录资料，则在计算设计暴雨强度时应采用年最大值法。（2）雨水管道附属构筑物。雨水管道附属构筑物主要包括检查井、跌水井、雨水口和雨水调蓄措施等多种结构，此处仅对检查井与雨水口进行介绍。①检查井。通常情况下在雨水管道的交汇处、跌水处及直线段一定距离上均要设置检查井，便于对管道进行检查与清理。直线段检查井最大间距。②雨水口。新建雨水口的目的是保证旧城区路面的雨水能够及时汇入管线内，不致使道路产生积水。雨水口在设计时应根据实际的路面情况沿着道路两侧建造，一般情况下雨水口间距可为25～50m，但在低洼地带等雨水容易汇集的区域应适当增加数量。雨水口通常为砌体结构，雨水篦子采用铸铁材料制作。

3.2旧城区污水系统设计

（1）污水量计算。污水系统在设计时应分别确定旱季的设计流量和雨季的设计流量。旧城区改造时分流制污水管道应按照旱季设计流量进行设计，并在雨季设计流量下校核。分流制污水系统的旱季设计流量计算公式如下：Qdr=KQd+K'Qm+Qu（5）式中：Qdr为旱季设计流量，L/s；K为综合生活污水量变化系数；Qd为设计综合污水量，L/s；K'为工业废水量变化系数；Qm为设计工业废水量，L/s；Qu为入渗地下水量，L/s。污水系统中的雨季设计流量确定时，应在根据上式计算出旱季设计流量后调查当地的截留雨水情况，旱季设计流量与截留雨水量相加后即为雨季设计流量。调查截流雨水情况时主要考虑受纳水体的环境容量、受污染情况及排水区域大小等因素，根据这些因素综合确定截流雨水量（2）污水管材选用。旧城区改造产生的污水一般情况下都具有一定的腐蚀性，会对管材产生持续的侵蚀作用，因此在选择污水管道时应考虑这种腐蚀性的影响。目前，常用的污水管材主要有钢筋混凝土管道、玻璃钢管、塑料管等类型，其中玻璃钢管主要为玻璃钢夹砂管，塑料管主要为PVC管和HDPE管。

结束语

（1）旧城区改造过程中，采用分流制排水时应分别对雨水系统和污水系统进行分析；雨水系统设计时主要考虑管道设计流量、暴雨强度等参数；污水系统设计时主要考虑设计污水量、管材选用等参数。（2）旧城区排水工程改造实践过程势必会遇到一些问题，如管线接入问题、地下水问题及管线养护问题等，对于此类问题应加强施工管理，积极探索解决方法。

参考文献

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