中小城市河道截污工程設計探討

彭 剛，趙 廷

（1.中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北武漢 430010；2.即墨市城鄉(xiāng)建設局，山東即墨 266200）

0 前言

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市河道的污染問題日益嚴重，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，截污管道是保護河道水質(zhì)、沿程收納入河污水的納污管道，同時也是輸送城市污水的主干管?？茖W合理地設計截污干管是保護河道水質(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，對中小城市河道的截污工程的設計進行探討。

1 截污管道形式

沿線排污口接入截污主管道的形式應本著“遠近結(jié)合”的原則并根據(jù)沿岸地塊的排水體制情況來確定。首先應結(jié)合管線物探資料并經(jīng)現(xiàn)場摸排，清晰地掌握沿線每個排污口的位置和數(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，每個排污口流域內(nèi)地塊的排水體制情況見表1所列。

如圖2所示，對于分流制地塊，其污水管道可以直接接入新建污水截流主管道；對于合流制地塊，應當通過截流井攔截設計倍數(shù)的雨污混合水進入污水主干管。同時為了避免合流管內(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，截流井應當設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置截流井，在合流管的一側(cè)敷設一根污水支管，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)不需要開挖改造就可以順利實現(xiàn)從“截流式合流制”向分流制的過渡，沿岸各個排污口采用的連接方式見表1所列。

2 污水量計算（見圖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)和面積來計算。所以，截流主管道1～2的污水量應當按照近期雨天混合污水量Q2和遠期旱流污水量Q1'兩者中的的較大值進行設計。

圖2 截污管道連接形式示意圖

3 截污主管道設計計算

對于不同連接形式的河道截污系統(tǒng)，其計算方法有所不同。對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介紹一下其設計計算原理。

根據(jù)相關資料，在要求高的場合，計算合流管渠設計流量時，旱流污水部分可以取最大時流量[1]。因此各管段在晴天和雨天狀態(tài)下的設計流量為：

式中：K總0、K總1、K總1’——相應的總變化系數(shù)；

Q0——管段0～1的近期污水設計流量；

Q1——管段1～2的近期旱流污水設計流量；

Q2——管段1～2的近期雨天合流污水設計流量；

Q1’——管段1～2的遠期污水設計流量。

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

但是應值得注意的是，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，一般來講，后者的旱流污水量遠小于雨天合流污水量，因此按照滿流計算的管道僅需要校核旱流污水的流速即可。但對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，按照雨天滿流計算出的管徑除了應校核其旱流流速之外，還應校核其旱流污水的充滿度是否小于該計算管徑要求的最大充滿度。

4 結(jié)語

根據(jù)排污口及所服務地塊的排水體制情況，本著“遠近結(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河道的污染。合理的截污主管道形式既能適應區(qū)域現(xiàn)狀分流與合流并存的排水體制情況，又便于向未來完全分流制順利過渡。

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

[2]GB 50014-2006，室外排水設計規(guī)范（2011年版）[S].