淺談中小河道綜合整治工程中的沿河截污設計

繆惠媛（上海韻水工程設計有限公司，上海 201707）

上海河網密布，水道縱橫，隨著時間的推移和城鎮化的發展，部分河道已經失去景觀作用，淪為“劣 Ⅴ 類”水體，嚴重影響當地居民的生活和環境。根據調查，不少“劣Ⅴ 類”水體曾經進行過整治工程，甚至周邊區域也完成了截污納管工作，然而若干年過后“水清、岸綠”的河道卻再次成為重污染河道，因此再次整治必須要仔細排查，搞清河道重污染的真正原因和影響因素，從而做到對癥下藥。

根據現場調查總結，大多“劣 Ⅴ 類”水體都存在雨污混流導致河道水質較差的問題，本著“河道整治，治污先行”的治水理念，截污工程可謂是河道整治工程中不可缺失的一環。本文針對上海郊區某“劣 Ⅴ 類”河道綜合整治工程中沿河截污設計進行淺要分析和探討。

1 水體污染源分析

按照“黑臭在水里，根源在岸上，關鍵在排口，核心在管網”的思路，設計人員應根據測量單位的 CCTV 檢測成果及現場踏勘，參照《城市黑臭水體整治—排水口、管道及檢查井治理技術指南(試行)》甄別河道沿線各排水口排水性質。

該河道位于上海郊區，周邊區域采用雨污分流制排水系統，因此截污工程主要針對沿線旱流排水口。按照現場情況調查，河道沿線旱流排水口主要有以下幾種分類。

分流制污水直排排水口：此類排水口向自然水體直排污水，通常由于周邊地區截污納管工程不完善，生活污水及工業廢水直排河道，污染河道水質。

分流制雨污混接雨水直排排水口：此類排水口為分流制雨水管道末端排水口，因上游管道接入污水，排水口出現旱天出流，污水流入河道，影響河道水質。

其他排水口：由于河道排水口監管缺失，現狀存在不少沿河居民、餐飲及企業單位等私接污水管道入河，大量污水直接入河，嚴重影響河道水質。

2 沿河截污設計方案

沿河截污需結合實地踏勘和 CCTV 檢測成果，根據各排水口性質及周邊管網條件，因地制宜制定工程方案，達到截流污水，改善水質的目標。本次工程各類排水口改造措施如下，截流措施具體布置方案如圖 1 所示。

圖1 截流措施布置方案示意圖

對于分流制污水直排排水口和居民、餐飲等私接污水管道排水口，設計廢除入河管道，新建檢查井將污水全部納入周邊污水管網，杜絕污水入河的情況。

對于分流制雨污混接雨水直排排水口，設計新建重力式截流井或提升泵式截流井，收集旱流污水和初期雨水并接入周邊污水管道，雨水溢流入河。

對于企業單位污染源排放口，均予以采取封堵措施，由企業自行整改，待企業內部雨污分流改造完成后拆除封堵措施。

2.1 污水量預測及管徑計算

由于地下管線復雜，資料缺失等歷史遺留原因，分流制地區截流污水量通常難以直接計算和預測，因此項目前期設計單位可與測量單位加強溝通配合，使用流量計等勘查手段，統計混流管道污水流向、流速、水量等信息，掌握第一手資料。

有研究表明，初期雨水形成地表徑流后，常會將地面污染物及管道內沉積物沖刷帶入自然水體，造成一定的污染。因此截流設計中通常將初期雨水和污水一起截流排入污水管網，考慮下游管網負荷及河道水環境容量，截流倍數一般取n0=3，即設計截流污水量 Q=（1＋n0）Q污。

根據《室外排水設計規范》，污水管道在設計充滿度下最小設計流速為 0.6 m/s，按照設計截流污水量、最小設計流速及設計充滿度確定截流管徑。根據《合流制系統污水截流井設計規程》，截流管管徑不宜 ＜300 mm。

2.2 截流井設置

在截流式合流制管道系統中，截流井通常設置在截污干管與合流管到交匯的地方，既要達到收集污水進入截流干管，整治環境的目的，又要保證超出截流倍數的雨水能夠排入河道，不發生內澇或超出污水廠處理負荷的情況。本工程按照各截流點實際情況設置提升泵式截流井和重力式截流井。

（1）提升泵式截流井

對于截流點管底標高低于截流干管或周邊污水管網管底標高的情況，本工程在截流點新建提升泵式截流井，截流井內設置 2 臺潛水泵，互為備用，利用管網本身的調蓄能力和截流井內水位靈活控制運行工況。旱天時，由截流井內污水水位控制潛水泵啟停，將污水提升至所需揚程并接入截流干管最終排入污水管網進入污水廠處理；雨天時，初期雨水與旱天污水截流思路相同，均提升至截流干管接入污水廠處理，雨量增大后截流井內水位上升，雨水通過溢流管直接排入河道，達到雨污分流的目的。提升泵式截流井采用鋼筋混凝土結構，具體布置示意圖如圖 2 所示。

圖2 提升泵式截流井示意圖

根據計算出的設計截流污水量，選擇潛水泵流量。按照《室外排水設計規范》，集水池容積不應小于最大 1 臺水泵5 min 出水量，當水泵機組設置為自動控制時，每小時啟泵次數不得超過 6 次。根據所選定的潛水泵流量參數，計算集水池有效容積，合理設置提升井各項參數，確保提升井及潛水泵安全穩定運行。

（2）重力式截流井

對于截流點管底標高高于截流干管和周邊污水管網的情況，則不需設置水泵提升揚程，截流污水可重力流自流進入污水管網。旱流污水與初期雨水均收集至現狀污水管網系統，雨量增大后雨水排入自然水體。重力式截流井采用磚砌結構，具體布置示意圖如圖 3 所示。

圖3 重力式截流井示意圖

結合本工程現場實際，截流井沿河布置，盡量設置在出水管道上方且靠近排放口位置處，同時考慮占地、施工可行性以及是否方便接電等情況，并應避開高壓電纜。本工程地處上海，地勢平坦，水系豐富，排水口管底大多在河道水位以下，因此在溢流井室井壁設計安裝鴨嘴止回閥或橡膠拍門，既可防止旱天污水進入河道，又可避免雨天河道水流倒灌，同時還具有水頭損失小、耐腐蝕、壽命長、維護管理方便等優點。

3 截污管道管材選擇

目前，排水管道主要有混凝土管和塑料管材兩種形式。常用排水混凝土管主要有混凝土管和鋼筋混凝土管等，多用于大管徑管道；塑料新型管材主要有 HDPE 雙壁波紋管、 HDPE 纏繞結構壁管材、玻璃鋼夾砂管和 PE 100級管等，主要有密封性好、重量較小、水力特性好、施工方便等優點。

由于本工程設計流量較小，截污干管管徑較小，重力管和溢流管采用 HDPE 纏繞結構壁管，壓力管采用 PE 管，結合現場情況和物探成果，合理選擇管位，采用開槽埋管的施工形式。

4 問題和建議

筆者在沿河截污工程的設計和后期施工服務過程中遇到過一些困難和問題，經多方溝通協調后最終得以解決，針對遇到的問題和解決方案進行了思考和總結。主要有以下幾個方面：

（1）由于上海水系縱橫，水資源豐富，河道水位較高，部分排放口常年位于河道水位以下，在前期調查時往往不能將其全部找出并納入工程范圍，統一采取有效的截流措施，從而發生遺漏，不能及時有效的解決，大大的影響工程效果，不能達到河道整治的目的。因此，盡可能全面的摸排出混流排放口乃是保障工程實施的重要前提。建設單位可選擇旱季河道水位較低的時段制定工程計劃；設計人員和勘測單位在前期調查時，可選擇采取“船行＋步行”的方式，逐個排放口進行排查；施工單位可在施工準備過程中，降低河道水位，全面排查并及時匯報，各單位通力合作才能保障工程順利實施。

（2）河道蜿蜒，臨水而居往往是江南水鄉的典型特征，然而這卻成為了沿河截污工程的一大難題。由于部分居民建筑距離河岸較近，步道狹窄，常會出現開挖面較小，管道敷設困難的情況。同時沿岸居民往往擔憂開挖路面對房屋地基造成影響，配合度不高，甚至阻撓施工，施工難度較大。在現場溝通調節中，設計人員需了解居民的訴求，及時更換截流管線或檢查井設置位置，或采取有效的工程手段保障居民建筑不受影響，從而解決問題。

（3）由于歷史遺留原因，工程范圍內涉及的部分地區建成年份較早，前期資料缺失，地下管線復雜，且管線搬遷難度大。在設計和施工過程中，可借助物探等技術手段，全面了解現狀情況，盡早發現問題，并找到解決方案。

（4）中小河道整治工程具有戰線長，覆蓋面廣的特點，通常需要多專業配合，在設計過程中各專業需加強溝通協調，以期找出最優方案，做到工程效益最大化。

5 結 語

沿河截污工程通過收集旱天污水和初期雨水的方式，水岸聯動，標本兼治，因地制宜制定截流方案，從根源上解決污水進入河道的問題，極大的減輕河道水質污染，還河道以“水清岸綠”的本來面貌，是河道整治工程中不可缺失的一環。