摘要:通过对佛山南海区桂城污水系统现状、内河涌水污染现状及存在的问题梳理,介绍了桂城内河涌截污工程规划整体思路及设计和施工的相关对策。
关键词:桂城,河涌,截污,对策
1 内河涌概述
南海桂城中心城区地处珠江三角洲河网区,水资源比较丰富,片区内河涌密布,除佛山水道、平洲水道等外河涌外,分布的主要河涌有,五胜涌、三圣涌、乌隆涌等22条内河涌。经过多年的水利及市政建设,桂城已建成多座水闸及雨水泵站。目前由于流域范围内的自然村及工业区排水管道采用合流制,河涌成为沿线住宅及工业区的排污通道。一方面大量未经处理的污水直接排入河涌,大大超过了河涌的自净能力,另一方面由于河涌缺乏有效的养护,淤积严重,造成河道变窄,水流速度变慢,恶性循环使得大量污水滞留在河涌水体中,发黑发臭。严重污染了水环境,并影响到城市景观及沿岸居民的生活及身体健康。
2 对污水系统现状的分析
经过对现状河涌污染情况的调查,并对现状污水系统进行分析,在开展截污管道建设之前,桂城片区内污水系统具备以下特点:
(1)市政道路下排水管道按分流制管道实施,排水系统较完善。但由于一直以来,未对各自然村及早期开发工业区的排水系统进行科学的规划,因此这些区域内的排水管道建设无序、混乱,造成大量的污水通过合流管道就近排入河涌,严重污染了当地的水环境。
(2)区域内虽初步建立起污水管道系统,但部分污水提升泵站、部分路段污水主干管等节点未实施,无法达到确实有效地将污水输送至污水处理厂的目的。
3 内河涌截污工程的整体策略
结合当时的桂城内污水系统现状,当地市政、水利等相关部门通过讨论、研究,逐步确立了内河涌截污工程的整体策略:
(1)组织对当地市政建设情况比较熟悉且具备较强技术实力的设计院,对污水系统现状进行分析、研究,找出污水系统存在的问题,并提出解决方案;
(2)根据水环境污染情况的严重程度及污水管网的重要性,做好各河涌截污工程建设的进度安排,合理配置人力、物力,使工程建设的各项任务顺利进行;
(3),在进行内河涌截污工程的同时,通过河道疏浚、堤岸整治、新建水闸及河涌引水泵站等措施对河涌进行整治,通过各种手段美化水环境。
4 污水系统的梳理
2008年我单位委托设计院对当时污水系统进行梳理工作,并编制了桂城内河涌截污工程的专项规划。确定将桂城污水系统以桂澜路、佛平路为界,划分为桂澜路以西、桂澜路以东佛平路以北、桂澜路以西佛平路以南等三个分区;确定片区内污水系统近期采用分流制与截流式合流制共存的混流制,远期逐步过渡为完全分流制;明确近期必须实施的,对污水系统贯通起关键作用的污水主干管部分节点,如平洲3号污水提升泵站、平洲4号污水提升泵站、污水东调泵站扩容、海五路(佛山一环以西)污水干管、海三路(佛山一环以西)污水干管等;将片区内重点区域的截污工程划分为叠滘片区、东二及雷岗片区、夏滘片区、平洲片区等四个片区;确定各个片区采取的截污方式(干管截污、支管截污、排出口截污等);对各个截污工程及污水干管建设的时间安排做了相关规划。在专项规划的指引下,桂城片区的截污工程及污水管道建设得以有条不紊地进行。总结几年以来的截污工程建设,这部分工作非常重要。
5截污工程设计对策
5.1截污管道布置原则
(1)污水干管按远期2020年分流制为主的混流制污水量一次设计,管径按近期2011年设计流量确定。
(2)污水管道布置力求符合地形变化趋势,顺坡排水,应尽量采用重力形式,避免提升。线路短捷,减少管道埋深和管道迂回往返,降低工程造价,确保良好的水力条件。
(3)根据河涌断面、截污管所处的地形及在污水系统中的位置,采取不同的方式截污。
(4)尽量利用已有的污水设施,根据城市环境的要求、规划区的发展、道路改造和可能投入的资金等情况,分期安排,逐步改造成雨污分流体制。
(5)截污管道的布置注意与内河涌堤岸整治相结合,注意对河涌堤岸及河涌两侧民房的保护。河涌截污管横断面布置实施是拆迁的难易,有以下图示两种实例:
对于河涌堤岸较宽,河堤距房屋较远,有条件埋管的河涌采用第一种布置形式布置截污管。尽量避免采用第二种布置方式,仅在两侧建筑密集,甚至房子直接修建在河堤上,而又拆迁困难的河涌采用第二种方式布置截污管。
5.2截污流量的计算
截流井以后管渠的设计流量[1]为:
Q=(n0+1)Qdr+Qs+Q’dr
式中 Q——截流井以后管渠的设计流量(L/s);
n0——截流倍数,根据桂城实际取为1.0;
Qs——截流井以后汇水面积的雨水设计流量(L/s);
Q’dr——截流井以后的旱季污水量(L/s)。
5.3截污工程区域的划分
桂城中心城区的截污工程可分为四个片区:叠滘片区、东二及雷岗片区、夏滘片区、平洲片区。
5.4截污工程方案选择
截污管道的布置方式可分为:支管截污、干管截污、排出口截污等形式[2]。根据各片区的地形及污水管道在系统中所处位置的不同,采取不同方式的进行截污。
(1)东二及雷岗片区:该片区的排水管道按照分流制进行建设,但由于排水管道混接的情况比较严重,造成已建雨水管道实际上已成为合流管道。根据区域内已形成完善的雨水(实际为合流)管道、污水管道系统,该区域采用支管截污的方式进行管道布置,即:新建截流井对合流管道进行截污,就近排入已建污水管道。
(2)夏滘、平洲、叠滘片区:夏滘、平洲、叠滘片区内的河涌较多,河涌成为片区内生活及工业污水的主要收集载体。这些片区内的排水管道未成为统一的系统,合流管道就近排入河涌。根据现状排水管道的布置情况,这些片区的管道布置采用干管截污的方式,即:通过新建截流井对排入河涌的污水进行截流,并沿河涌边新截污干管,将截流污水排入市政污水管道。
(3)对于由于历史原因形成的雨、污水管道混接,进入雨水系统,且未采取支管截污形式进行截流的污水,采取排出口截污的形式进行截流,即:在雨水泵站内新建截流设施,收集排入雨水泵站的污水,并将其输送至市政污水管道。通过这种形式截污可避免混排入雨水系统的污水对外江产生污染。
5.5重点截流设施设计
5.5.1截流井
污水截流井是合流管道中一个重要的附属构筑物,为了达到截流和不影响雨季排水的基本要求,截流井设置要遵循以下规定:
⑴ 污水截流井应能将污水和初期雨水截流入污水干管,并保证在设计范围内雨水排泄通畅。
⑵ 污水截流井在管道高程允许条件下,应首先选用槽堰式截流井[3]。当选用堰式截流井时,宜选用正堰式截流井。
⑶ 污水截流井设置地点应根据污水截流干管或污水管道位置、周围地形、排放水体的位置高程、排放点的周围环境而定。
⑷ 污水截流井溢流管出口高程,宜在水体洪水位以上。
(5) 为防止水流倒灌,在溢流口处设置防潮设施。防潮设施可采用拍门的形式,也可设水位自动调节启闭的调节堰门,或者在出口上设置防潮闸门。
桂城雨水量充沛,河流洪水位较高,多数排污口低于洪水最高水位,因此截污工程实施时,溢流管必须考虑设置拍门或防潮设施,防止洪水倒灌。
5.5.2倒虹管
由于片区内部分现状房屋直接骑压在河涌挡墙上,为减小房屋拆迁,必须设置一些横穿河涌的倒虹管,将截污次管汇入对岸污水管道。倒虹管的设置须遵循以下规定:
⑴ 倒虹管的埋设深度即要满足水利部门的通航要求,同时应考虑管道的防冲刷及抗浮。本工程在征得水利部门同意的情况下,倒虹管的管顶比规划河涌底低50cm,同时为避免管道破坏,以及防冲刷及抗浮,用砂石包压管后采用碎石回填。
⑵ 为有效防止倒虹管的淤积,根据规范要求在倒虹管进水井的前一个检查井设置沉泥井。
(3) 为利于事故维修及平时养护,在倒虹管进出水井内设置闸槽。
(4) 设计中应提醒相关部门周期性对倒虹管进行清疏养护。
5.5.3截污干管
为保证河涌两岸管道施工时这些民房的安全性,须对管道的埋深进行控制:
⑴ 对截污干管管段长度进行控制,保证截污干管长度不大于250米,以保证下游管段的埋深小于2m。
⑵ 截污干管管材选用新型管材。
(3) 部分管段为降低管段埋深采用管底平接的管道连接方式。
6截污工程施工对策
由于截污工程多位于自然村或工业区内,往往管道施工的道路路面狭窄,人口稠密,村内树木、各类市政管线等制约因素较多,所以施工难度较大。为保证截污工程施工顺利进行须着重做好以下一些工作:
(1)要求施工单位施工前对现场条件进行仔细的勘查,并根据现场实际条件制定确实可行的施工方案,对于现场实际情况与设计条件不符,或施工难度很大的项目,则尽早召集工程相关的各方进行研究、讨论,另行确定可行的方案。
(2)截污管道的施工往往给当地居民的出行带来很大的不便,因此在施工过程中要求施工单位作好施工组织设计,并结合施工要求新建临时交通通道、施工安全围蔽等设施,尽量减小工程施工对居民生活的影响。
(3)截污管道施工过程中的现状管线改迁、河涌挡墙破除等,势必与水利、管线等各部门协商,因此施工前应作好与相关部门的沟通工作,在各方共同努力下既保证截污工程的顺利进行,同时保证不对现状设施造成不必要的破坏。
(4)截污工程的建设能起到美化环境的效果,是有利于民生的工程,是能够得到当地居民支持的。另一方面截污管道的施工引起的噪音、垃圾及封闭交通,势必在一定程度上造成居民生活的不便。因此施工前及施工过程中应加大对截污工程社会效益的宣传力度,搞好与截污管道沿线居民的关系,在他们的支持下确保工程的顺利开展。
7 小结
在对现状排水系统进行调查、分析的基础上,通过合理的规划、科学的设计以及严谨的施工,经过三、四年的建设,桂城街道已基本上完成了区域范围内的截污工程建设,河涌水质日益改善。今后当地政府将巩固截污工程建设成果,落实已建截污设施的维护,加强污水排放的管理,美化河涌两岸的绿化景观,使当地的水环境进一步提升,逐步恢复岭南水乡的真正面貌。
参考文献
[1] 张辰,王秀朵,孔令勇等·室外排水设计规范·北京:中国计划出版社,2006
[2] 江志贤·佛山市南海区叠滘片区截污工程设计·中国科技财富·北京:科技日报社,2009
[3] 李燕城,王岚,马君兰等·合流制系统污水截流井设计规程·北京:中国建筑工业出版社,1997