昆山鐵南片區污水管網地下水入滲情況調查

彭 杰，章 濤

(蘇州科技學院環境科學與工程學院，江蘇蘇州 215000)

在污水管設計中地下水滲透系數通常取10% ～15%。然而當前已建的污水管網系統的地下水入滲量通常遠大于這個數值，尤其在降雨豐沛、地下水位較高的江南地區，地下水滲透量達到20% ～30%［1］甚至更高。這使得污水管網系統不能發揮正常功能，過度稀釋的污水最終進入污水處理廠，加大污水處理負荷同時使得進水污染物濃度降低，對污水處理不利。要解決地下水入滲的嚴重問題，首先必須開展污水管道的地下水入滲點的排查工作，確定滲漏嚴重的管段，進行修復。但管網排查往往耗時、耗力，因此在排查時必須制訂合理、可靠的排查方案。

1 污水管網現狀問題

鐵南污水處理廠服務范圍東至長江南路、青陽港，西到小虞河，南至吳淞江，北到滬寧鐵路。目前，污水廠服務范圍內污水管道已經基本建成。

自2009 年以來，鐵南污水處理廠進水提升泵房內水位一直很高，污水廠實際進水量遠超設計進水量，通過對比該地區的用水量與污水量發現，實際進水量與當前鐵南片區發展現狀不符。同時該污水廠幾個常規進水水質指標也普遍偏低，污水廠處理效果不佳。

根據上述情況分析，推測主要原因可能是2009年以后建設的污水管道，在某處存在比較嚴重的地下水入滲問題。因此，必須對鐵南污水處理廠污水管網進行全面排查，標出地下水入滲比較嚴重的管段，進行修復。

2 管道排查方案

鐵南片區污水管道排查擬按資料收集、現場調查、詳細調查3 個步驟由一般到個體逐步推進。調查技術流程如圖1 所示。

2.1 資料調研

在進行排查之前，首先應對鐵南污水廠服務范圍進行資料收集，根據收集的結果確定現場調查的地點。在資料收集時，主要調研鐵南污水廠服務范圍內各排水小區或單位的用水量、污水量、排水水質情況及其變化規律，以此作為水質、水量基礎數據，同時收集管道施工竣工圖、設計說明書、泵站及污水處理廠流量記錄等。

圖1 調查技術流程圖Fig.1 Flow Chart of Survey Technology

通過將流域劃分為排水區域—排水子區域—排水小區或單位，有利于區域管道排查的實施。根據昆山市開發區污水管道現狀圖中的污水管道走向，鐵南污水處理廠服務范圍分為六個區，如圖2 所示。

圖2 鐵南片區監測點分布圖Fig.2 Distribution of Monitoring Points in Tienan District

Ⅰ區:小虞河路以東，嵩山路以西，滬寧鐵路以南，中華園路以北區域，污水收集主干管管徑DN600，沿人民路向南接入站北路DN1200 總管。

Ⅱ區:嵩山路以東，長江路以西，滬寧鐵路以南，滬寧高鐵以北區域，污水全部進入創業路污水泵站，經創業路污水管道接入站北路總管。泵站規模0.5 萬噸/日。

Ⅲ區:小虞河路以東，嵩山路以西，中華園路以南，滬寧高鐵以北區域，污水全部自流進入站北路DN1200 總管。

Ⅳ區:小虞河路以東，嵩山路以西，滬寧高鐵以南，滬寧高速以北區域，污水全部自流進入污水處理廠。

Ⅴ區:小虞河路以東，青陽港以西，滬寧高速以南，312 國道以北區域，污水全部自流進入柏廬路DN800 干管。

Ⅵ區:312 國道以南區域，為玉山鎮所轄范圍，污水通過高新區內DN600 污水管道接入312 國道DN800 污水干管，經小虞河路進入污水處理廠。

通過資料收集，應達到以下目的:對區域內的管道走向有詳細了解，根據已知的區域人口、給水量等，可以確定各排水子區域內各管段的大致流量。以此作為水量基礎數據。

2.2 現場調查

現場調查是在資料收集的基礎上，通過測定點位和管段的水質和水量等參數來確定具體的地下水入滲點?，F場調查共分為兩個部分:一是水質監測，在已有劃分排水區域的基礎上，初步確定地下水入滲發生在哪個排水子區域。二是通過流量監測，可以確定地下水入滲發生的具體管段。

在泵站、管道工藝正常運行的情況下，測定排水區內干管或污水泵站的水質情況，若有水質與常規值相比存在突變，則可說明對應服務區域范圍有較大的地下水入滲點。水質參數選測BOD、COD、氨氮、總磷。例如取COD 為監測標準，根據以往監測數據原生污水的COD 應為150 ～300 mg/L，由于地下水的流入稀釋了污水，會使得COD 明顯偏低。為了進一步提高方案的可行性和準確性，在常規值的基礎上進一步縮小水質參數的范圍，制定該排水區域水質參數的基準值。該方案水質參數基準值取值的方法采用算術平均值法，首先對每處小區或單位總出水口取多次樣本，在固定的1 h 內(例如工作日的9 時至10 時)每隔10 min 采集一次樣本，實驗室測定后取均值，作為該小區或單位水質參數基準值。最后將這些小區或單位的基準值再取均值作為排水區域水質參數基準值。

在前期資料收集過程中已將鐵南污水處理廠服務范圍分為6 個排水區，現場調查時在6 個排水區內布置9 個水質監測點，其中Ⅰ區1 個、Ⅱ區1 個、Ⅲ區2 個、Ⅳ區1 個、Ⅴ區2 個、Ⅵ區2 個，在監測點取樣(同小區或單位取樣時間)檢測水質參數是否存在突變，9 個點具體位置如圖2 所示。

Ⅰ區:重點排查中華園路和人民路口污水管道，在監測點1 取水樣，測量此區域內水質參數。如BOD 數值和基準值差距較大，說明此區域內有較大的地下水入滲點。

Ⅱ區:重點排查創業路泵站，即監測點7，若泵站內污水水質參數正常，則說明泵站上游管道工作正常，如泵房進水水質參數突變，則需對該區管道繼續往上游進行排查。

Ⅲ區:該區域內設置兩處監測點，為了防止上游管段流量對本區進行影響，首先對Ⅰ區內1 號監測進行封堵，截斷上游來水，在2 號監測點取水樣，如檢測該點的水質參數存在突變，則Ⅲ區西側(人民路以西)部分存在較大的漏水點。

在3 號監測點取樣，如檢測該點的水質參數存在突變，則Ⅲ區東側(人民路以東)部分存在較大的漏水點。

Ⅳ區:在Ⅲ區2、3 號監測點，Ⅴ區6 號監測點進行封堵，在Ⅳ區8 號監測點取樣，如檢測該點的水質參數存在突變，則該區存在漏水，同時對滬寧高鐵施工時挖斷的管道進行重點排查，挖斷的干管端頭是否封堵。

Ⅴ區:該區域內設置兩處監測點，為了防止上游管段流量對本區進行影響，首先在Ⅵ區內4，9 號監測進行封堵，截斷上游來水，然后在5 號監測點取樣，如檢測該點的水質參數存在突變，則該區西側存在較大的漏水點。

在6 號監測點取樣，如檢測該點的水質參數存在突變，則其東側小區內存在較大的漏水點。

Ⅵ區:在監測點4，9 取樣，如檢測該點的水質參數存在突變，則南側高新區內存在較大的漏水點。

通過以上步驟可以初步確定漏水發生在哪個排水區，下一步進行排水子區域的漏水測量。以Ⅰ區為例，如若在監測點1 發現水質存在突變，則可說明Ⅰ區內存在比較大的漏點，而后對Ⅰ區管道再進行分級劃分，布置監測點，監測點布置如圖3 所示。在管段1、2、3 上布置三個二級監測點a、b、c，監測水質，如監測點c 上存在水質突變，再繼續管段3 的上游管段3-1、3-2、3-3 上布置三級監測點d、e、f 監測水質，如管段3-3 上f 監測點監測到水質突變，則繼續在管段3-2 的上游管段3-2-1、3-2-2 上布置四級監測點h、g 監測水質，通過以上步驟可以將漏水點框定排水區內某一小片區域內。其余5 塊區域以此法類推即可。

圖3 排水區Ⅰ區監測點布置圖Fig.3 Layout of Monitoring Points of Drainage District Ⅰ

根據先期調查確定的主要地下水入滲區域，測定該區域內主管段和各支管的水量情況，先長距離后短距離，先大范圍后小范圍，若無支管和污水接入的管段流量有較大變化，則說明該段管道有較大的滲漏點。由于本次是對市政污水流量進行調查，擬采用渦街流量計，其主要用于市政管道介質流體的測量，且使用方便，可靠性高。在選定管道兩端同時測量流量，逐段檢測，本次水量不能用于下次，本段流量不能用于下段。在監測時注意當天天氣變化，天氣變化會導致氣壓的變化，從而導致地下水入滲量的增加或減少。

2.3 詳細調查

詳細調查是將現場調查后確定的各滲漏管段按照入滲量大小劃分嚴重等級，按順序使用CCTV 進行管道滲漏點排查，確定出現問題的準確位置、管段狀態，分析應修復的部位及修復的順序。

具體調查方法:根據現場調查情況基本框定地下水入滲管段，把入滲區域按入滲量分成三個嚴重等級:1 級大于30%，2 級為20% ～30%，3 級為15% ～20%，小于15%認為是正常范圍，暫不考慮修復。按照1 級→2 級→3 級的順序對管段進行詳細排查，封堵要排查的管道，排干管道內積水，使用高壓噴水裝置將管道內壁清洗干凈，然后用CCTV 管道內窺檢測技術尋找漏點，標定位置，進行修復。

3 結語

根據以上調查方法，可以確定現有管道設施中存在漏水修復的部位和修復的優先順序，確定修復的施工方法;同時預測修復后可減少的漏水量，分析修復工程的效益。

該方案中水質參數基準值的取值關系調查方法的成敗，要求參數測定時嚴格進行。

［1］時寶珍，李田.上海市排水管滲入量調查與修復決策［J］. 市政技術，2004，22(2):65-68.