北京市某農(nóng)村給排水系統(tǒng)現(xiàn)狀及改造方案

黃靜，龔智雄，鞏師俞，劉小婉，陳玉

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100034）

1 引言

農(nóng)村工作始終是黨和國(guó)家工作的重點(diǎn)。黨的十九大首次作出了“實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”的重大決策部署，并且首次寫入了《黨章》。2018年2月，北京市政府發(fā)布了實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略扎實(shí)推進(jìn)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃（2018～2020年），在前期美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的基礎(chǔ)上，以實(shí)施農(nóng)村人居環(huán)境整治為重點(diǎn)，進(jìn)一步提高建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，增加建設(shè)內(nèi)容，提升建設(shè)水平。

在國(guó)家美麗鄉(xiāng)村評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的量化指標(biāo)中，對(duì)于給排水相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)有飲用水安全覆蓋率、生活污水處理率、工業(yè)企業(yè)污染物排放達(dá)標(biāo)率、戶內(nèi)衛(wèi)生廁所普及率、衛(wèi)生公廁擁有率等，占總評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的23%[1]，可見，給排水系統(tǒng)的完善和改造是美麗鄉(xiāng)村建設(shè)過程中一項(xiàng)重要的工作。本文對(duì)北京某農(nóng)村給排水現(xiàn)狀及存在的問題進(jìn)行綜合分析，有針對(duì)性地提出改造方案，改善人居環(huán)境，提升人民生活幸福感。

2 給排水現(xiàn)狀分析

項(xiàng)目位于北京市海淀新區(qū)東北部，所在村村域面積為310.29 km2，村建設(shè)用地為94.49 km2。村內(nèi)戶籍人口為1 780人，流動(dòng)人口1 460人 ，截止到2030年，規(guī)劃期人口為4 000人。

2.1 給水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

（1）給水系統(tǒng)現(xiàn)狀

該村給水水源為自備井水，現(xiàn)有自備水井三眼，分別位于村域北側(cè)、西南側(cè)和東南側(cè)，采用深井變頻泵供水。村內(nèi)無企業(yè)，自備井水主要供給村民生活及室外消防用水。村內(nèi)現(xiàn)有給水管敷設(shè)于2003年，為環(huán)狀給水管網(wǎng)（圖1），其中給水主干管管徑為DN200，干管管徑為DN100，管道材質(zhì)為PE管，主干路設(shè)置地下式消火栓。村內(nèi)自來水供水戶數(shù)為718戶，給水計(jì)量為一戶一表，采用機(jī)械水表。

圖1 村莊給水管網(wǎng)平面示意圖

（2）給水系統(tǒng)存在問題

截止到2019年，村內(nèi)給水管網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行16年，存在的主要問題有：

1）管網(wǎng)末端供水壓力不足

調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，村內(nèi)給水管網(wǎng)末端存在供水壓力不足的現(xiàn)象，即使增加深井泵揚(yáng)程，管網(wǎng)末端供水壓力不足現(xiàn)象也不能得到完全解決。可能的原因：一是北側(cè)自備井因水質(zhì)不滿足GB 5794《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求，被當(dāng)?shù)厮畡?wù)站降為農(nóng)業(yè)用水，供生活用水的自備井?dāng)?shù)量的減少導(dǎo)致供水量小于用水量；二是近年來外來人口涌入導(dǎo)致村民生活用水量激增；三是調(diào)研中發(fā)現(xiàn)在水表井、閥門井、室外消火栓井處存在跑冒滴漏現(xiàn)象，管網(wǎng)漏損率較高。

2）水資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重

雖然早在2003年，村內(nèi)已實(shí)現(xiàn)一戶一表，但是在實(shí)際用水過程中，村民無償使用自來水，并不需要根據(jù)水表的計(jì)量結(jié)果繳納水費(fèi)，導(dǎo)致村民整體節(jié)水意識(shí)不高，水資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。

3）室外消火栓不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，存在消防隱患

原給水管網(wǎng)圖紙等資料中，在給水干管上設(shè)置有室外消火栓，但在實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)消火栓數(shù)量和間距不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，給水閥門井、消火栓井等井蓋與雨污水等井蓋錯(cuò)蓋，存在消防隱患。

2.2 排水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

（1）排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

村內(nèi)地勢(shì)整體上西高東低，南高北低，村內(nèi)現(xiàn)狀排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)上采用雨污水完全分流制排水系統(tǒng)。

現(xiàn)狀生活污水排水分西、中、東三路匯入北側(cè)污水干管（圖2），最終排入東北側(cè)污水處理站，其出水經(jīng)處理站西側(cè)排水溝，最終排入北側(cè)天然水體北沙河。生活污水主干管管線管徑為DN300，支管線管徑DN200， 污水處理站日處理水量為600 t/d，污水管材采用UPVC排水管。

圖2 現(xiàn)狀雨污水管網(wǎng)干管示意圖

村內(nèi)整體利用地勢(shì)自然排除雨水，在北側(cè)、南側(cè)（局部）、東側(cè)均有現(xiàn)狀溝渠。在村內(nèi)局部低凹處（村內(nèi)干道）設(shè)有雨水管道，雨水經(jīng)管道收集后，經(jīng)北側(cè)排水溝最終匯入北沙河。

（2）排水系統(tǒng)存在問題

村內(nèi)排水系統(tǒng)存在的主要問題是管線淤堵嚴(yán)重，主要淤堵路段集中在西側(cè)污水干線、東側(cè)污水干線和北側(cè)污水主干線。其中，西側(cè)污水干線和北側(cè)污水主干線需每天由專用疏通車抽取管道內(nèi)污水，運(yùn)輸至污水處理站，給村民生活和村內(nèi)日常管理帶來很大的不便。

村內(nèi)排水管線淤積情況見表1。

表1 排水管道淤積情況匯總表

筆者走訪發(fā)現(xiàn)，造成村內(nèi)排水管網(wǎng)淤堵的原因主要有：

1）排水管網(wǎng)敷設(shè)坡度偏小。原設(shè)計(jì)中，村民生活污水經(jīng)戶內(nèi)化糞池后排入污水管網(wǎng)，化糞池后的排水管網(wǎng)的平均坡度為2.5‰，但隨著服務(wù)年限的增長(zhǎng)，戶內(nèi)化糞池年久失效，其對(duì)生活污水的處理能力有限，此排水坡度容易使得污水中的懸浮物質(zhì)在管網(wǎng)中形成淤積[2]；

2）由于日常管理不善，部分村民在翻新宅基地及日常生活中，將建筑垃圾和生活垃圾就近倒入雨水口及附近排水管道，造成管道堵塞；

3）村內(nèi)局部下凹道路前期并沒有修建雨水管線，為解決雨季積水問題，將新建雨水管線引入生活污水管網(wǎng)，而雨水管線管徑較污水管徑大，流速低，更容易造成管網(wǎng)的淤堵。

除管網(wǎng)淤堵外，雨污混排帶來的危害還體現(xiàn)在道路雨水口成為排水管網(wǎng)的通氣口，雨水口惡臭現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。此外，由于雨水排出口直接排入北沙河，對(duì)下游水體水質(zhì)造成惡劣影響。

3 給排水系統(tǒng)改造方案

通過現(xiàn)場(chǎng)踏勘、與干部村民訪談、村民問卷調(diào)查和多部門的會(huì)議討論，充分了解村內(nèi)給排水系統(tǒng)基本情況，并通過問卷和訪談得出村莊近期最急迫的建設(shè)項(xiàng)目。在美麗鄉(xiāng)村建設(shè)總目標(biāo)和“節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材”規(guī)劃指導(dǎo)方針下，結(jié)合村莊現(xiàn)狀問題的分析，提出給排水系統(tǒng)改造方案。

3.1 給水系統(tǒng)改造方案

從水源、給水管網(wǎng)、計(jì)量三個(gè)方面進(jìn)行村內(nèi)的給水管網(wǎng)改造。

（1）水源

項(xiàng)目所在村規(guī)劃期人口數(shù)為4 000人，考慮到村民戶內(nèi)有給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備，最高日用水定額取150 L/人·d，小時(shí)變化系數(shù)取2.0。村莊最高日用水量為600 m3/d，高日高時(shí)用水量為50 m3/h。室外消防用水量為15 L/s,火災(zāi)延續(xù)時(shí)間為2 h。采用生活給水與室外消防合用的給水管網(wǎng)。

現(xiàn)狀三處水泵房?jī)?nèi)深井變頻泵流量均為30 m3/h，考慮到北側(cè)水井作廢，實(shí)際由兩處水泵供給村內(nèi)生活用水和消防用水，當(dāng)前的深井泵運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)不能滿足使用需求。為滿足規(guī)劃期水量、水壓使用要求，將每組深井變頻泵的流量調(diào)整為54 m3/h，揚(yáng)程為50 m。

（2）管網(wǎng)

研究表明[4]，在敷設(shè)排水管網(wǎng)同時(shí)進(jìn)行給水管網(wǎng)的敷設(shè)，在整個(gè)造價(jià)增加不多的情況下，能從根本上解決給水管網(wǎng)漏損問題。綜合現(xiàn)場(chǎng)走訪及與水務(wù)部門意見，考慮到排水管線需重新敷設(shè)，村內(nèi)道路基本都要破除，故村內(nèi)給水管網(wǎng)重新敷設(shè)。

新建給水管網(wǎng)為環(huán)狀與枝狀相結(jié)合的供水管網(wǎng)，在村內(nèi)主干道設(shè)置供水環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)管徑為DN200。供水壓力為0.25～0.30 MPa，管網(wǎng)末梢地段控制壓力不應(yīng)低于0.15 MPa。沿村內(nèi)消防車道布置室外消火栓，室外消火栓的保護(hù)半徑不應(yīng)超過150 m，間距不應(yīng)大于120 m。

為了涵養(yǎng)地下水，減少地下水開采量，遠(yuǎn)期考慮采用市政給水供村內(nèi)生活用水及消防用水。本項(xiàng)目?jī)H南側(cè)沙陽(yáng)路有規(guī)劃給水管線，故在村莊南側(cè)預(yù)留市政給水接口。在市政水接入前，需采用相應(yīng)措施避免自備井供水管道與市政給水管道直接相接，以保障用水安全。

（3）計(jì)量

村內(nèi)全面覆蓋一戶一表，采用預(yù)付費(fèi)卡表，為引導(dǎo)節(jié)約用水，每人每月免費(fèi)使用3 t，超出部分進(jìn)行收費(fèi)，村民可通過智能水表刷卡器查詢余額，可通過多平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自主繳費(fèi)。

3.2 排水系統(tǒng)改造方案

從用戶末端化糞池、排水管網(wǎng)、污水處理站3個(gè)方面進(jìn)行村內(nèi)的排水管網(wǎng)改造。

（1）化糞池

本村于2006年實(shí)施戶廁改造，每戶均按要求設(shè)置化糞池，但是由于維護(hù)管理不當(dāng)，戶內(nèi)化糞池已年久失效。考慮到每戶設(shè)置化糞池成本高且存在安全隱患，為減少排水管道埋深，降低總建設(shè)成本，本項(xiàng)目參考居住小區(qū)，通過采用在干管適當(dāng)位置設(shè)置化糞池的形式取代戶戶設(shè)置化糞池，此模式在常熟等農(nóng)村地區(qū)已有項(xiàng)目實(shí)例。

（2）排水管網(wǎng)

由于村內(nèi)整個(gè)排水管線基本處于癱瘓狀態(tài)，為徹底解決村內(nèi)排水問題，建議對(duì)雨污水排水管網(wǎng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，從源頭上杜絕雨污混排、雨水口惡臭等一系列問題。擬建生活污水管網(wǎng)干線與原有管線一致，將干管管徑放大至DN300，接合村內(nèi)實(shí)際情況，局部設(shè)置化糞池，以減小管道敷設(shè)坡度，從而減小管線埋深，以便與既有污水處理站接駁。

村內(nèi)整體利用地勢(shì)排除雨水，針對(duì)淤堵部分的雨水管線進(jìn)行更新，現(xiàn)狀排水溝等不做改造。項(xiàng)目所在村地處流沙地帶，考慮到鋼筋混凝土管材自重大、質(zhì)脆不抗裂，施工難度大，而原污水管材UPVC剛度不足、密實(shí)度有限，不適用于流沙地帶，采用柔韌性好、強(qiáng)度高、耐磨損的HPPE纏繞管。

（3）污水處理站

現(xiàn)狀污水處理站的主要工藝為同步脫氮除磷（A20）工藝，污水處理站的處理規(guī)模為600 m3/d，出水經(jīng)現(xiàn)狀排水溝排入北側(cè)北沙河。北沙河屬于溫榆河支流，為VI類水體，根據(jù)DB 11/1612-2019《農(nóng)村生活水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[5]，需執(zhí)行二級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。為滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的需求，污水處理站正在提標(biāo)改造，改造后的處理規(guī)模為950 m3/d，已滿足規(guī)劃期內(nèi)的生活污水處理水量的需求。故此次排水系統(tǒng)改造不再對(duì)污水處理站進(jìn)行二次改造。

4 結(jié)論

本文分析了北京市某農(nóng)村給排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀并提出了改造方案，主要結(jié)論如下：

（1）農(nóng)村的給排水系統(tǒng)改造應(yīng)重視現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和實(shí)地調(diào)研，對(duì)現(xiàn)狀的給排水系統(tǒng)摸排清楚，有針對(duì)性的進(jìn)行改造；

（2）對(duì)于給水管網(wǎng)余壓不足的問題，不能單一的考慮管網(wǎng)漏損，應(yīng)從水源、管網(wǎng)等多方面綜合考慮。本項(xiàng)目通過提高水泵運(yùn)行參數(shù)、翻新給水管網(wǎng)，控制管網(wǎng)末梢地段壓力不低于0.15 MPa；

（3）參考居住小區(qū)的模式，在主干管適當(dāng)位置設(shè)置化糞池，取代村民戶戶設(shè)置化糞池的模式，降低建設(shè)成本；

（4）按雨污分流進(jìn)行設(shè)計(jì)，根本上解決雨污混排、管網(wǎng)擁堵、雨水口惡臭等一系列的問題；

（5）因地制宜的科學(xué)選擇給排水管材，本項(xiàng)目地處流沙地帶，給水管采用PE管，排水管采用HPPE纏繞管。