城市內(nèi)澇治理與雨污分流改造措施研究

鄭達(dá)

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南長沙 410000）

0 前言

隨著氣候的變化，許多城市在夏季容易遭受暴雨侵襲，再加上原有排水設(shè)施設(shè)計(jì)不完善，經(jīng)常會(huì)發(fā)生大面積積水的情況，造成城市內(nèi)澇。為了實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展，需要分析城市內(nèi)澇現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，全面改善排水設(shè)施，給居民營造一個(gè)安全的居住環(huán)境。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國特大城市面臨內(nèi)澇的風(fēng)險(xiǎn)愈加突出，內(nèi)澇主要是由大雨引起的洪水，影響城市交通，同時(shí)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，城市內(nèi)澇現(xiàn)象與大面積的開發(fā)、老城區(qū)排水設(shè)施不完善、淺層空間擁擠等因素都會(huì)產(chǎn)生內(nèi)澇。

1 城市內(nèi)澇治理的主要措施

1.1 提高排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

在我國，排澇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)較低是面臨的首要問題。①關(guān)于雨水管渠重現(xiàn)期。這是一個(gè)專業(yè)術(shù)語，它是指在一定時(shí)間范圍內(nèi)雨量的記錄資料，與間隔時(shí)間相比，如果該值取值比較低，那么流量值計(jì)算也會(huì)偏低，在管徑選擇時(shí)偏向于選擇管徑較小的管道，但是在實(shí)際使用中遇到暴雨排水不暢，可能會(huì)引發(fā)內(nèi)澇災(zāi)害。原有的城市雨水重現(xiàn)期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與國外相比明顯不足；②雨水控制系統(tǒng)。雨水控制系統(tǒng)主要包括管道排水以及洪澇控制兩種層次。除了要對(duì)于重現(xiàn)期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行拔高之外，還需要借助城市的開放空間，對(duì)超標(biāo)的地表徑流進(jìn)行排出，不斷縮短路面積水的時(shí)間，同時(shí)減緩流水的速度，避免造成內(nèi)澇災(zāi)害。

1.2 排水隧道設(shè)施

排水隧道的建設(shè)能夠有效治理內(nèi)澇，同時(shí)也能夠減少河道污染，在建筑密度以及人員密度都較大的老城區(qū)建設(shè)大深排水渠道是非常明智的選擇。借助雨水分流隧道，能夠有效解決城市內(nèi)澇問題，深隧道是指在利用淺層排水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)河流污水進(jìn)行調(diào)節(jié)積蓄，在暴雨過后，通過深層排水隧道輸送到淺層排水污水管道中，最后直達(dá)污水處理廠。

1.3 多用途排水隧道

通過建設(shè)多用途排水隧道，綜合暴雨以及道路隧道系統(tǒng)，能夠有效提升城市抵抗暴雨的能力，主要分為三層，將第三層作為永久性排水通道。但是這種工程形式存在一些問題，比如說作為通車和排水的第一和第二層內(nèi)部電力消防設(shè)備如何保證不被雨水沖刷防止影響其正常性能是需要重點(diǎn)考慮的問題，在不發(fā)生暴雨時(shí)期，隧道層一般關(guān)閉，地面交通比較擁擠，因此多用途排水隧道建設(shè)投入大，效果不太理想。

2 雨污分流工程措施

目前我國多數(shù)城市仍然采用雨污合流的排水系統(tǒng)，這種排水系統(tǒng)在工程投入上較為低廉，但是在實(shí)際使用中容易造成城市內(nèi)澇問題，存在較多缺陷。①如果降雨長時(shí)間集中或者是較為強(qiáng)烈，那么在較短時(shí)間內(nèi)，地表徑流大幅增加，污水處理廠壓力比較大，同時(shí)水量超過原有的排放標(biāo)準(zhǔn)，增加整個(gè)市政管網(wǎng)溢流的風(fēng)險(xiǎn)，許多污水以及與水會(huì)溢流到城市河道中，可能會(huì)對(duì)于城市水體造成較大的污染；②雨水與污水混合將改變整體水質(zhì)，污水處理廠一般采用活性污泥進(jìn)行處理，因此一旦水質(zhì)受到影響，必然會(huì)使微生物活性大面積受損，增加水處理的難度；③可以借助雨污分流工程，采用不同的管道處理雨水和污水，處理完畢后可以分別進(jìn)行排放，這樣有利于水資源的循環(huán)利用；雨水可以借助管道直接排到城市的河道中，污水在利用污水管道集中后輸送至污水處理廠。

2.1 雨污分流改造中存在的問題

經(jīng)過長時(shí)間的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在城市雨污分流改造中也出現(xiàn)了較多的問題，主要有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：①在一些老城區(qū)內(nèi)部或者是城中村混流現(xiàn)象較為嚴(yán)重的地方，多數(shù)居民存在私自亂改、改違建以及陽臺(tái)洗衣等現(xiàn)象，再加上老小區(qū)排放標(biāo)準(zhǔn)比較低，排水系統(tǒng)出現(xiàn)大面積的損壞，整個(gè)小區(qū)的排水環(huán)境比較差，在該區(qū)域內(nèi)的雨污合流管道在內(nèi)部匯集后就近排放拱渠；②整個(gè)市政系統(tǒng)雨污混流比較嚴(yán)重，目前城市雨水管網(wǎng)已經(jīng)形成，但是部分路段污水管網(wǎng)管徑仍舊偏小，污水收集系統(tǒng)不完善可能會(huì)導(dǎo)致污水無法及時(shí)送入處理廠部分，錯(cuò)接漏接導(dǎo)致污水直接排入城市河道；③目前截污的形式一般為合流管進(jìn)行收集，在末端進(jìn)行截污，但是在末端會(huì)留下較多的污染物，當(dāng)碰到雨季時(shí)，污水廠內(nèi)部壓力比較大，可能會(huì)增加管網(wǎng)溢流的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)在管道內(nèi)部可能會(huì)出現(xiàn)不均勻的沉降，在干旱季節(jié)，污水會(huì)外溢，在暴雨季節(jié)雨水會(huì)進(jìn)入截污管；④整個(gè)市政管網(wǎng)預(yù)設(shè)比較嚴(yán)重，再加上其他結(jié)構(gòu)性缺陷整個(gè)市政管網(wǎng)運(yùn)行效率比較低；⑤可能會(huì)存在局部的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，如果管道發(fā)生堵塞或者是管徑偏小，在大面積城市開發(fā)過程中，堵塞原有的排除通道，也會(huì)增加整個(gè)區(qū)域內(nèi)的內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 雨污分流改造的工程措施

2.2.1 對(duì)于河流的管道進(jìn)行改造

對(duì)分流管道進(jìn)行改造的過程中，應(yīng)該以現(xiàn)有的管網(wǎng)作為基礎(chǔ)，對(duì)于經(jīng)常發(fā)生破損或者是雨水污水混接比較嚴(yán)重的地區(qū)，應(yīng)按照新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。工程技術(shù)人員順著排水管口設(shè)置截流干管，同時(shí)要保證管頂?shù)陀谂潘艿赖墓艿祝@樣能夠有效保證污水的收集效率。在實(shí)現(xiàn)分流排水過程中，在交匯井將合流水重新接通，作為雨水管道使用，同時(shí)將干管作為污水管道使用。需要充分利用原有的河流管作為雨水排出管道，可以新建污水管道，或者是將原有的河流管道作為污水管，新建雨水管道要能夠有效節(jié)省工程投入，也可以采用低影響開發(fā)等方式，在水面源頭經(jīng)過分散式雨水花園或者是雨水濕地進(jìn)行調(diào)節(jié)，有效減少地面污染源，然后再采用末端調(diào)蓄，利用調(diào)蓄時(shí)或者是隧道在雨天進(jìn)行存儲(chǔ)，然后在平常缺水時(shí)再運(yùn)輸?shù)轿鬯畯S進(jìn)行處理。

2.2.2 從源頭治理，進(jìn)行正本清源

對(duì)于成片小區(qū)以及城中村進(jìn)行雨污分流改造的過程中，主要采用以下幾種方式：①保留現(xiàn)狀排水系統(tǒng)，如果小區(qū)內(nèi)部已經(jīng)建成雨污分流系統(tǒng)，但是與市政排水管網(wǎng)出現(xiàn)錯(cuò)接現(xiàn)象，那么首先核實(shí)排水系統(tǒng)是否滿足分流排放的要求，同時(shí)查看雨污管道與市政管道之間的接駁情況，對(duì)于接駁點(diǎn)進(jìn)行改造；如果不滿足，則進(jìn)行整體管網(wǎng)改造；②需要新建污水處排出系統(tǒng)。如果區(qū)域內(nèi)部排放點(diǎn)比較明確，并且涵管滿足排放要求，那么將其作為雨水系統(tǒng)進(jìn)行保留，新增污水管道，連接各個(gè)建筑物的化糞池以及排水的立管，最終排入市政污水管道，同時(shí)對(duì)于建筑物屋面排水進(jìn)行改造，保留內(nèi)部排水為污水管，然后增加通氣口，新增雨水管，直接連入現(xiàn)狀河區(qū)管道中；③可以新建雨水系統(tǒng)。如果目標(biāo)小區(qū)為合流制排水，內(nèi)部污水排放點(diǎn)不明確，整體雨水和污水均排入河流管道中，可以新建管網(wǎng)系統(tǒng)；如果小區(qū)已有的排水管網(wǎng)難以發(fā)揮作用，比如說建設(shè)時(shí)間比較早，排水管道內(nèi)徑比較小、內(nèi)部堵塞較為嚴(yán)重、經(jīng)常有雨水或者是污水溢出地面，那么可以新建雨水和污水兩套管網(wǎng)系統(tǒng)，同時(shí)要考慮同槽鋪設(shè)。

2.2.3 城中村排水管網(wǎng)的改造方案

城中村建筑較為分散，同時(shí)地基強(qiáng)度不一，內(nèi)部道路比較雜亂可以優(yōu)先考慮將原有管道改造為污水管道，新建雨水管道，如果內(nèi)部通道比較窄，沒有建設(shè)雨水管網(wǎng)的條件，可以從利用地形或者是改造坡度入手，利用雨水重力直接排放，或者新建雨水系統(tǒng)。部分城中村可以采用源頭就近截污，然后在立管處設(shè)置截污井并且采用低影響度開發(fā)措施，減少地表徑流。

2.2.4 建筑物內(nèi)部雨污分流的改造措施

在雨污分流改造措施中，如果內(nèi)部進(jìn)入水管，原來的分流轉(zhuǎn)變?yōu)楹狭?，可能?dǎo)致在整個(gè)建筑室外雨水管網(wǎng)中含有污水。在對(duì)建筑單體進(jìn)行雨污分流改造措施時(shí)，主要是對(duì)外立管以及排水溝預(yù)埋地管進(jìn)行改造，內(nèi)部與外部的污水分開治理，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)從源頭上進(jìn)行雨污分流。①對(duì)于合流立管的改造，需要將原有的建筑物立管作為污水管，污水管要接入化糞池或者是污水井，同時(shí)在頂部增設(shè)通氣帽以及檢查口，建立的雨水管網(wǎng)系統(tǒng)可以就近排入雨水檢查井；②污水可以直接接入化糞池，這樣能夠在源頭處直接將污水截流；③要改變污水立管原有的入地措施；④可以采用低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)，對(duì)于建筑物內(nèi)部屋面以及路面雨水可以經(jīng)過有組織的匯聚，經(jīng)過截污處理之后引入小區(qū)內(nèi)部的綠地中實(shí)現(xiàn)滲透以及儲(chǔ)存，達(dá)到后期進(jìn)行雨水調(diào)節(jié)的目的，這種方式叫做低影響開發(fā)措施，要因地制宜，同時(shí)借助于小區(qū)內(nèi)部的綠地以及景觀，可以作為雨水的濕地；⑤對(duì)于面源污染進(jìn)行治理，在降雨初期由于雨水的沖刷作用，可能會(huì)造成面源污染，面源污染如果不及時(shí)進(jìn)行處理，會(huì)造成水體污染，并且具有突發(fā)性以特點(diǎn)。在暴雨初期，沉積在地下管網(wǎng)的污染物會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)涌入，因此要加強(qiáng)面源污染的截污處理。

3 結(jié)語

面對(duì)城市越來越嚴(yán)重的內(nèi)澇災(zāi)害，應(yīng)該將內(nèi)澇治理多種形式相結(jié)合，特別是與雨污分流方式互相配合，這對(duì)于消除內(nèi)部積水，防止出現(xiàn)內(nèi)澇災(zāi)害，具有十分重要的意義?，F(xiàn)代城市的雨污分流改造工程對(duì)于改善水體環(huán)境，緩解城市內(nèi)澇問題，打造可持續(xù)發(fā)展的城市具有重要意義。