村鎮雨污分流工程施工圖設計調研與分析

劉茜茜，孫洪偉

(1.仲愷農業工程學院資源與環境學院，廣東廣州 510225；2.仲愷農業工程學院城鄉建設學院，廣東廣州 510225)

習總書記在“十九大”報告中提出“鄉村振興戰略”，要求鄉村產業發展、人民脫貧致富的同時，更要實現生態宜居[1-2]。長期以來，農村的排水系統隨其居住區的發展而逐步形成，多為合流制，農村的污水依靠管、溝、渠、涵等與雨水一起排入外部水體[3]。這種體制下，大量污水未經處理直排使周邊水體受到嚴重污染，影響居民生活，對人體健康造成危害[4-6]。農村污水處理工程是民生項目，旨在改善農村水環境，對降低流域內水體污染，保護人民身體健康均有重要意義[7-9]。因此，村鎮雨污分流工程的建設，是實現鄉村生態宜居的重要工程。

在村鎮雨污分流工程中，設計作為項目的五方責任主體之一，其費用在投資中占比較小，然而其對整個工程的能效發揮至關重要[10]。與城區雨污分流項目相比，一方面，村鎮雨污分流項目污水量更小，不均勻系數更大，面臨的工況同城區有所不同；另一方面，村鎮居民密度遠小于城市，污水管網的收集負荷小，單位管長的收水效益低。以上情況均表明，農村雨污分流項目并不能夠簡單地用城區項目小型化的思維來考慮。另外，農村項目普遍存在輕設計勘察重施工的問題。因此，有目的地對設計環節進行分析，考察農村雨污分流設計階段面臨的問題，不但有助于后續的施工以及全部工程效益的發揮，總結的經驗對其他地區的類似項目的設計還可起到借鑒作用。

本文以仲愷農業工程學院鄉村振興服務團隊(生態環境綜合治理)為依托，對廣東的村鎮雨污分流項目展開了研究。村鎮雨污分流項目是該地區水體污染整治工程的重要組成，長期以來，區域內的農村污水多就近直排至水體，這不但影響農村的生態宜居，也給水體達標帶來了困難。本文以設計環節為切入點，調研了相關的12個鎮、209個行政村的雨污分流圖紙，考察了設計的功能性保證、核心設計參數等，在歸納總結的基礎上，分析了設計階段存在的問題及解決策略，并結合農村雨污分流數字化問題進行了展望。本研究一方面提供了完善、深化設計工作的建議，對保障鄉鎮雨污分流的工程效果和流域整治效果都具有積極作用；另一方面，相關解決策略可為同類型項目提供可靠的參照。

1 材料和方法

1.1 材料

本次研究收集了粵東地區的12個鎮、209個行政村的農村雨污分流施工圖，各鎮街及村編號如表1所示，圖紙的格式統一要求為PDF。圖紙的來源為建設單位。

表1 研究范圍內實施雨污分流的鎮村及編號Tab.1 Serial Numbers for Investigated Towns and Villages

1.2 研究方法

(1)現場調研法。現場走訪行政村，掌握水污染現狀與排水特點。

(2)圖紙閱讀法。對收集的施工圖紙進行統一閱讀。根據規范、手冊和建設單位的文件要求，結合團隊的技術力量，對設計目標、設計文件完整性、設計細節等提出意見。

(3)歸納分析法。根據調研和讀圖，對農村雨污分流中存在的需要注意的普遍問題進行歸納整理，并提出解決策略。

2 結果和討論

2.1 實地調研

通過現場走訪，對研究所涉及的村污水現狀進行了調研，發現在未進行雨污分流項目的村中，雨污合流直排水體的現象比較突出，村莊中可見部分水體富營養化，嚴重影響周邊人民群眾的身心健康。

結合各村歷史、各村位置與市政排水管線的相對關系，將本研究所涉及的行政村分成3類(表2)，3類村中典型的排水現狀如圖1所示。

表2 各行政村的分類和特點Tab.2 Classification and Characteristics of Investigated Administrative Villages

圖1 研究區域農村排水現狀Fig.1 Current Situation of Rural Drainage

2.2 施工圖紙分析

2.2.1 設計規范和設計原始資料的完備性

設計規范性主要考察設計圖紙會簽制度的落實情況。設計圖紙會簽制度是設計單位和人員對圖紙簽署名稱并承擔相應設計責任的制度。本次圖紙的收集格式為PDF，故重點考察了圖紙中是否有清晰、準確的設計單位名稱。結果發現，仍有8.2%的行政村設計圖紙會簽不符合要求。不符合的具體表現為一套圖紙中少數幾張缺少設計單位名稱、極個別的一套圖紙中設計單位前后不一致等。

雨污分流設計中污水管線的線路選擇、管線埋深等，與設計區域的地物、地貌關系密切，因此，地形圖與管線勘察物探資料是設計的重要原始資料。然而，研究中發現仍有約47.8%的行政村設計未采用地形圖。在無地形圖的行政村中，絕大多數采用衛星地圖(圖2)。衛星地圖的優點包括平面精度高、成本低、更新快。然而衛星地圖中缺少標高體系，導致污水管網設計中的重要參數，如管道坡度、埋深、走向等都無法確保。因此，當必須使用衛星地圖時，應對關鍵節點的標高進行復測，確保排水的通暢。研究中還發現所有設計均無詳細管線勘察物探資料，缺少擬收納污水及其他的管線(電力、電信等)信息。原始資料的缺乏，在施工階段會導致管道實際坡度低于設計值、部分管段起點埋深過小、設計路由不通、干支管標高銜接不上，在運行階段會導致污水排放不暢、個別管段因埋深過小且缺乏有效保護，會造成破損等一系列問題。因此，應在設計階段強化踏勘與標高復測工作。

圖2 使用衛星地圖代替地形圖Fig.2 Application of Satellite Maps Instead of Topographic Maps

2.2.2 污水收集保障

本研究著重對保障污水收集功能的各設計參數進行了檢查，各指標情況如圖3所示。

圖3 收水保障情況Fig.3 Sewage Collection Guarantee

圖3(a)為設計排水體制的統計。各村現狀都有一套完備的合流制體系，故農村雨污分流中多選擇保留原合流制系統為雨水系統，另新建一套污水系統達到完全雨污分流制(本次調研中，此情況占27.7%，主要集中在新建區)。新建污水系統時，如遇管線敷設受限，無法直接連接污染源時，就會在局部采用截流制，形成混合制排水系統(本次調研占32.1%，主要集中在老城區)。然而仍有40.2%的設計未提及設計排水體制，應對該設計參數予以補充。

污水收集率是設計中的關鍵量化參數，可采用戶數、人數、水量、面積等統計；在實際操作過程中，考慮農村以生活污水為主，通常以戶數作為統計口徑。一般地，污水收集率包括現狀收集率和設計收集率2個系列，本研究中統計了設計收集率的情況[圖3(b)]。結果表明，高達88.1%設計中沒有明確設計污水收集率。在設計收集率不明確的情況下，就無法概覽行政村全域的污水收集工作完成情況，對未收集污水的流量、區域等也無法有效統計，后續也會遺留標高問題。因此，相關設計單位應補充此參數。

相關文件中已經明確，調研區域內的農村污水一般包括廁所產生的污水、廚房產生的污水、洗衣和家庭清潔產生的污水、農村居民洗澡產生的污水等(簡稱“四水”)。農村“四水”全部收集是保證流域達標的重要手段。圖3(c)為“四水”全部收集的統計情況。其中，在設計書中明確注明“四水”全部收集占42.1%；在設計說明書中未顯著標明“四水”全部收集，但是在圖紙中給出了收集用戶房前屋后污染源的大樣圖。本次認定為有提及但未明確“四水”全部收集，占42.1%；另外15.8%的行政村未在設計說明書或圖紙中表述“四水”全部收集，實際上應予以明確。

圖3(d)為污水去向的統計情況。其中，69.8%的行政村污水由市政管網轉輸至大型城鎮污水處理廠統一處理，這些行政村一般距離城鎮中心區較近，臨近有可利用的市政管網。22%的行政村以單村、聯村集中建設污水處理站收集農村污水。另有部分村莊因距離市政管網遠、位置相對分散，采用化糞池等分散處理構筑物，占8.2%。

圖3(e)為村內污水與外部銜接的設計情況。結果表明，76.1%的行政村內污水與外部銜接設計不合理。銜接不合理的表現為無標高、流量校核(圖4)，建議補充并完善接入管和接納管的標高、富余流量等。

圖4 村內污水接入市政管網銜接設計不合理Fig.4 Unreasonable Design of Connection between Villages and Municipal Pipelines

圖3(f)為設計中注明閉水試驗的情況。閉水試驗是保障管道收水功能性的重要手段。農村雨污分流項目中，閉水試驗十分重要。研究中發現，14.4%的行政村設計中未提及閉水試驗，應在設計中補充相關的要求。

2.2.3 其他技術細節

研究中還重點對管道的施工方式、大樣圖的繪制情況等進行了統計。污水管線施工方式有開挖、頂管、沉管、掛管等。研究中發現，83.7%的行政村選擇開挖；而16.3%的行政村未明確施工方式，應在圖紙設計中予以明確。在209個行政村中無一處提及開挖之外的施工方式；而事實上，華南地區農村存在依水而建的情況，掛管在某些時候也是必要的施工方式。因此，設計單位應對排污現狀做進一步踏勘，深化管線施工方式。

研究中還對大樣圖的繪制情況進行了統計，發現26.3%的行政村未設計檢查井大樣圖。

目前，村中均未進行立管改造，導致天面雨水也會隨“四水”進入到污水收集系統中。因此，合理的污水截流措施在現階段至關重要。調研中還發現，64.2%的行政村未設計截流井。

上述相關缺少的材料均應補齊。

2.3 圖紙總體意見及完善建議

根據實地調研和圖紙閱讀兩相結合，歸納出對12鎮、209個行政村農村雨污分流整體意見和完善建議如下。

(1)補充鎮級污水規劃

本研究發現，各鎮所轄行政村之間的互通工作有待加強，出現同一市政管線接納行政村過多的情況，這是因為各行政村設計時僅考慮設計區域內自身的需求，缺乏高位設計。因此，亟須補充鎮級污水規劃，就鎮域內處理設施能力及缺口、污水管網的整體走向、收集率、建設規劃等進行統一布局。

(2)加強設計階段的現場踏勘與標高復測

建議設計時優先選用地形圖等有標高文件作為原始資料。如缺乏地形圖資料或地形圖久遠、與現狀嚴重不符，只能借助衛星地圖時，建議加大現場踏勘的力度，補充現場踏勘報告，并對設計的污水主線路、擬收納污水的管道進行必要的標高復測。

(3)量化工程目標，完善污水收集保障參數

排水體制：應補充完善設計排水體制。尤其注意的是，完全雨污分流制需考慮對農戶原有的排水立管進行改造，而相關內容均未見；設計中應對此情況加以補充說明。

污水收集率：應按照先整體后局部的原則，首先確定各鎮的污水收集率目標，再確定各行政村的設計污水收集率。

“四水”收集：應對“四水”全部收集進一步明確并作為最終目標。若現階段存在立管改造等困難，也應結合近遠期，制定近期的過渡方案，并探討遠期達到“四水”全部收集的可行性。

污水與外部銜接方面：應補充外部接收管的管徑、標高。校核村內管與外部接收管的標高、流量等參數。

(4)圖紙細化

根據實際情況細化管道施工方式，補充檢查井及截污井的大樣圖。

3 結論與展望

本文通過對華南地區12鎮、209個行政村進行雨污分流圖紙的查閱和現場走訪，結合農村水務技術信息化的發展，得到如下結論。

(1)作為民心工程，農村雨污分流工程勢在必行。農村雨污分流可使農村水體得到有效改善，為鄉村生態宜居奠定基礎。

(2)農村雨污分流設計仍需完善和加強。調研中的農村雨污分流設計在原始資料和設計規范性、收水保障性(排水體制、設計收集率、“四水”全部收集、污水去向、與污水處理終端銜接設計、管道閉水試驗)、施工方式和大樣圖方面均存在不同程度的問題，應在后續的工作中有針對性地加以完善。

(3)重視農村雨污分流設計工作，推動農村污水處理數字化。設計成果是農村污水數字化的關鍵基礎資料，設計者們要秉持對農村負責的態度，做出精品雨污分流設計，助力農村污水事業高質量發展。