城市水環(huán)境治理與沿河截污工程淺析

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［摘要］目前，我國(guó)各大城市以綠色發(fā)展理念為指導(dǎo)，加強(qiáng)推進(jìn)水環(huán)境的綜合整治，以遏制城市水環(huán)境惡化趨勢(shì)。沿河截污工程成為綜合治理實(shí)施的重要工程之一，通過(guò)加大沿河截流設(shè)施建設(shè)，改善河道的水質(zhì)。基于此，本文以具體沿河截污工程為研究對(duì)象，從該項(xiàng)目的水環(huán)境綜合治理存在的問(wèn)題出發(fā)，提出該項(xiàng)目的環(huán)境治理與截污工程設(shè)計(jì)實(shí)踐思路與提升對(duì)策，為水環(huán)境治理與沿河截污工程的系統(tǒng)推進(jìn)提供決策參考。

［關(guān)鍵詞］水環(huán)境治理；沿河截污；對(duì)策

1研究背景

水環(huán)境質(zhì)量與居民的生活舒適度息息相關(guān)，但目前我國(guó)大部分城市水體污染問(wèn)題越來(lái)越突出，河道內(nèi)污水橫流。污水的整治關(guān)鍵在排口，核心在管網(wǎng)。然而當(dāng)前不少城市由于存在雨污混接和污水直排情況，加之各類排水口、排水管道與檢查井建設(shè)和后期維護(hù)不當(dāng)，存在各種結(jié)構(gòu)性缺陷，導(dǎo)致無(wú)法發(fā)揮控源截污應(yīng)有的作用，排水系統(tǒng)也無(wú)法充分發(fā)揮其應(yīng)有的治污和排水功能。為盡快遏制水環(huán)境惡化趨勢(shì)，破解雨污分流周期較長(zhǎng)等問(wèn)題，各大城市將水環(huán)境的綜合整治作為城市的重點(diǎn)工程，并重點(diǎn)進(jìn)行沿河截污管涵的建設(shè)，充分發(fā)揮截污工程的源頭截污功效，并將此作為近期改善河道水環(huán)境的關(guān)鍵措施。但結(jié)合各個(gè)城市的工程實(shí)踐成效分析，在合流制改造過(guò)程中，“沿河強(qiáng)化截污”作為過(guò)渡產(chǎn)物，能有效改善水環(huán)境，但同時(shí)也存在截流口設(shè)置影響排水、泥沙淤積影響設(shè)備正常運(yùn)行、混流水量大影響污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)控制等問(wèn)題。因此，結(jié)合沿河截污系統(tǒng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，要實(shí)現(xiàn)水環(huán)境綜合治理，需要從“查、改、修、分、蓄、凈、管”等多方面入手，落實(shí)銜接廠網(wǎng)、清疏泥沙、截污納管、清污分離、生態(tài)修復(fù)等措施，實(shí)現(xiàn)有效的控源截污。本次從實(shí)際截污工程實(shí)踐分析，該工程是某城市環(huán)境綜合整治的重要組成部分。受到周邊居民生活污水和企業(yè)廢水直排、河道淤泥淤積等原因影響，河道水質(zhì)較差，某段水體還處于輕度黑臭狀態(tài)。下面重點(diǎn)分析某城區(qū)段水環(huán)境工程中沿河截污工程實(shí)踐分析。

2水環(huán)境綜合整治存在的問(wèn)題

2.1流域水環(huán)境治理工程未能按系統(tǒng)化的思維統(tǒng)籌實(shí)施

本次沿河截污工程開(kāi)展是最符合當(dāng)?shù)嘏潘到y(tǒng)現(xiàn)狀的近期措施。在河道開(kāi)展治理之初，需要進(jìn)行各污水處理廠配套管網(wǎng)的同步建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)截污管涵向主要截流初期雨水功能的轉(zhuǎn)變。結(jié)合本工程水環(huán)境治理現(xiàn)狀分析，該工程未能按系統(tǒng)化全局計(jì)劃進(jìn)行統(tǒng)籌實(shí)施，如在污水管網(wǎng)建設(shè)方面，目前只有污水處理廠配套干管完成建設(shè)和投入運(yùn)行，但大部分的支管網(wǎng)建設(shè)卻未能按照原計(jì)劃進(jìn)度推進(jìn)，這不僅影響近期污水的收集和控制，還影響后期雨污分流改造的推進(jìn)。結(jié)合工程實(shí)地調(diào)研和相關(guān)資料查閱，受到污水管網(wǎng)建設(shè)不足的影響，導(dǎo)致近年來(lái)進(jìn)入管道的泥沙量和污水量呈上升趨勢(shì)。另外，部分支流也未能按系統(tǒng)計(jì)劃進(jìn)行整治，存在不符合整治標(biāo)準(zhǔn)要求和工程進(jìn)度延遲等問(wèn)題。此外，還存在最上游調(diào)蓄池未建，導(dǎo)致上段截污管涵的實(shí)際截流與實(shí)際設(shè)計(jì)值存在偏差。2.2實(shí)際污水排放量超出設(shè)計(jì)要求隨著河道周邊工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)狀污水量也快速增長(zhǎng)，超出原設(shè)計(jì)值，同時(shí)受到工業(yè)污水偷排和泥沙含量增大等因素的影響，影響污水處理效果，導(dǎo)致污水處理出水多項(xiàng)指標(biāo)與設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)要求存在一定差距，污水處理廠實(shí)際運(yùn)行規(guī)模也未能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模要求。最終導(dǎo)致部分污水未經(jīng)污水處理廠處理就直接涌入下游，直排河道，河道流域水環(huán)境處于惡性循環(huán)中，片污水處理系統(tǒng)也陷入混亂中。

2.3建截污干管結(jié)構(gòu)性及功能性缺陷多，累積淤積嚴(yán)重

本工程城區(qū)段全長(zhǎng)為6.7km，河道左岸已敷設(shè)截污干管，但部分管線破損、錯(cuò)接、漏接、淤積及結(jié)垢。同時(shí)，流域內(nèi)開(kāi)發(fā)建設(shè)不斷帶來(lái)污染增量，沿線分布眾多排污口的雨污混流持續(xù)排污和排沙，河道泥沙量不降反升。因此本次在右岸新建截污干管，分擔(dān)其污水收集功能。

3水環(huán)境綜合治理與截污工程設(shè)計(jì)思路分析

本工程為綜合性整治工程，其中截污工程是河道綜合治理實(shí)施的重要工程之一，對(duì)河道的外來(lái)污染源截流和處理起到關(guān)鍵作用，是河道受污染的關(guān)鍵屏障。經(jīng)過(guò)綜合分析，本工程的水環(huán)境綜合治理與截污工程設(shè)計(jì)思路具體如下：（1）結(jié)合工程可行性研究報(bào)告，完善頂層設(shè)計(jì)，按照水質(zhì)改造目標(biāo)，設(shè)立流域統(tǒng)籌協(xié)調(diào)部門，通過(guò)通盤考慮，制定綜合治理方案，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、建設(shè)和管理工作的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。重點(diǎn)以分流制和合流制劃排水體制之間的匹配性為重點(diǎn)解決問(wèn)題，深化研究截污體系的層次化，根據(jù)區(qū)域發(fā)展定位和水環(huán)境承載能力，同時(shí)在尊重分流制與合流制在一定時(shí)期內(nèi)并存的現(xiàn)實(shí)，進(jìn)行“片區(qū)截污、河道截污、集鎮(zhèn)和村莊截污、干渠（管）截污”多個(gè)層次的分析論證，通過(guò)截流現(xiàn)有漏排污水口，有效解決污水漏排入河的問(wèn)題。（2）按照河道水環(huán)境治理的總體目標(biāo)，基于流域水污染成因分析，堅(jiān)持“遠(yuǎn)近結(jié)合”原則，除了解決當(dāng)前突出問(wèn)題，還需要有效推進(jìn)水環(huán)境治理的源頭減排和末端治理相結(jié)合措施。近期重點(diǎn)解決污水處理廠泥沙多、污水漏排入河、污水處理能力不足、污水處理標(biāo)準(zhǔn)低、污水系統(tǒng)效率低等問(wèn)題。具體可結(jié)合工程實(shí)際采取增設(shè)污水處理廠前沉砂池、截流現(xiàn)有漏排污水口、擴(kuò)建污水處理廠、提標(biāo)改造污水處理廠、清污分離等措施，最大限度地削減外源污染負(fù)荷。（3）堅(jiān)持“系統(tǒng)治理”原則，通過(guò)源頭預(yù)防、過(guò)程控制和末端治理并舉實(shí)現(xiàn)對(duì)河道截污管（渠）建設(shè)與內(nèi)河道治理有機(jī)結(jié)合。樹(shù)立生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施和系統(tǒng)治理理念，系統(tǒng)從城鎮(zhèn)污水、初期雨水、河道生態(tài)修復(fù)、面源污水的收集與處理、片區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、流域綜合管理和水務(wù)環(huán)境執(zhí)法各方面，全面推進(jìn)河道綜合整治與生態(tài)修復(fù)工程。（4）選用技術(shù)先進(jìn)的精準(zhǔn)截污技術(shù)。結(jié)合河道分流制比例相對(duì)較低和支管網(wǎng)及接駁建設(shè)滯后的現(xiàn)狀，需要按照源頭減排、過(guò)程阻斷及末端處理的總體治理思路。通過(guò)引進(jìn)精準(zhǔn)截污技術(shù)，利用精準(zhǔn)截污截流井（安裝有用于精準(zhǔn)截污的液壓閘門以及SS在線儀表）對(duì)沿岸排放口進(jìn)行截流。截流井液壓閘門為常開(kāi)狀態(tài)，保證旱季污水全部截流，雨季削減入河污染負(fù)荷。

4水環(huán)境治理與截污工程設(shè)計(jì)實(shí)踐分析

4.1截污工程設(shè)計(jì)實(shí)踐分析

4.1.1截污工程總體設(shè)計(jì)。結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研情況分析，目前該工程河段左岸敷設(shè)的截污干管已經(jīng)無(wú)法滿足對(duì)該區(qū)域的污水收集要求，同時(shí)管道年久失修，缺陷較多，過(guò)流能力無(wú)法滿足本次設(shè)計(jì)要求。本次截污工程設(shè)計(jì)主要位于河道右岸，工程建成后，實(shí)現(xiàn)將污水排放口直接接入新建截污干管（截污干管總長(zhǎng)約為6039m、管徑為DN1200～DN1800），分擔(dān)其污水收集功能。同時(shí)設(shè)計(jì)4座截流井于4個(gè)合流制排水口處，實(shí)現(xiàn)對(duì)合流制污水的截流，將污水全部接入污水處理廠進(jìn)行處理。4.1.2截污管道布置。截污干管管位設(shè)計(jì)的合理性是本次截污工程的重點(diǎn)，與施工方式，施工難易程度和工程效益息息相關(guān)。結(jié)合調(diào)整分析，本河道現(xiàn)狀兩側(cè)地形地貌較為復(fù)雜，大部分房屋臨河而建，距河道較近，且右岸鄰近多處山體，為現(xiàn)狀道路，存在截污干管埋設(shè)深度較深和現(xiàn)狀管線錯(cuò)綜復(fù)雜的情況。為減少周邊的建（構(gòu)）筑物和道路交通影響，本工程重點(diǎn)考慮對(duì)截污干管的敷設(shè)管位。綜合多方意見(jiàn)、工期和施工難度考慮，截污干管總體沿河床方向敷設(shè)。根據(jù)前期勘測(cè)、多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查并結(jié)合業(yè)主提供地形圖可知，本河道右岸道路狹窄、設(shè)計(jì)管底標(biāo)高處地質(zhì)為強(qiáng)風(fēng)化巖，最終確定管道在河道內(nèi)沿河道擋墻平行敷設(shè)。另外，基于擋墻安全和環(huán)保角度考慮，需要注意保持管中距距離擋墻有1.5～2.0m位置，同時(shí)管道隨河道二級(jí)平臺(tái)同步施工。4.1.3截污管道管材選擇。本工程在確定截污管道前重點(diǎn)對(duì)玻璃鋼夾砂管、鋼筋混凝土管、鋼管、HDPE管等進(jìn)行分析。主要從管材的密封性、抗?jié)B性能、水力特性、防腐能力、接口形式、成本、施工難易程度等進(jìn)行綜合對(duì)比。最終結(jié)合本工程水環(huán)境整治要求和具體工程特點(diǎn)，最終采用直徑不大于DN600密封性好、重量較小、水力特性好、施工方便的HDPE纏繞管，同時(shí)采用橡膠圈接口；而在穿越橋涵的管道和截流井雨水溢流管的管材選擇上，選用承壓能力強(qiáng)的焊接鋼管，C25混凝土包封；其余管道則選用鋼筋混凝土企口管。

4.2水環(huán)境綜合治理措施分析

4.2.1銜接廠網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工程整體效益提升。本河道沿河截污工程建設(shè)時(shí)，從整體效益和系統(tǒng)出發(fā)，從功能定位、規(guī)模、垂直標(biāo)高等方面注意與污水處理廠網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的連接。通過(guò)建設(shè)沿河截污工程，改善整個(gè)城市污水系統(tǒng)。截污工程的建設(shè)是對(duì)污水系統(tǒng)的強(qiáng)化補(bǔ)充，充分發(fā)揮了檢漏和缺陷補(bǔ)償?shù)男Ч?，?shí)現(xiàn)對(duì)沿河漏排污水和部分初小雨水的截流。待后期完成雨污分流后，還能結(jié)合整體污水系統(tǒng)需求，沿河截污系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)化，調(diào)整為初小雨水截流管。本次沿河截污系統(tǒng)在規(guī)模設(shè)計(jì)上，除了考慮近期的已有污水收集處理外，還考慮了污水收集處理設(shè)施遠(yuǎn)期富余能力，通過(guò)與污水管網(wǎng)建設(shè)和污水處理廠擴(kuò)建工程相互配合，所有的污水都得到了收集和處理。4.2.2加強(qiáng)專業(yè)協(xié)調(diào)管理。本河道治理為綜合性整治工程，經(jīng)過(guò)多方案綜合比選，本工程管道沿河床敷設(shè)。同時(shí)結(jié)合水安全工程的清淤疏浚措施，以實(shí)現(xiàn)對(duì)管道所占河道過(guò)流斷面的補(bǔ)償。另外，為了提升河道的親水性及景觀性效果，本工程對(duì)新建污水管道選擇混凝土進(jìn)行包封，同時(shí)采用透水磚進(jìn)行敷設(shè)。本河道線性較為曲折，為了確保河道的天然線性特點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)景觀平臺(tái)與河道順接，本工程的截污干管管線在定位上設(shè)置156座左右的檢查井，同時(shí)部分檢查井采用120°～180°不同角度的扇形井。考慮到扇形井的角度以及施工進(jìn)度緊的特點(diǎn)，本工程通過(guò)管道與扇形井的偏轉(zhuǎn)來(lái)減少扇形井的規(guī)格，最終規(guī)格為120°的扇形井2座、規(guī)格為135°的扇形井1座、規(guī)格為150°的扇形井71座，矩形井81座。4.2.3加快排水監(jiān)管平臺(tái)建設(shè)。為了實(shí)現(xiàn)污水處理工程的統(tǒng)一調(diào)度，本項(xiàng)目利用當(dāng)?shù)爻鞘兄鞒菂^(qū)、新區(qū)市已初步建立的水流域水環(huán)境綜合調(diào)度和監(jiān)督管理系統(tǒng)，建立基于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)等信息技術(shù)的監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)管。監(jiān)管平臺(tái)以適應(yīng)智能化管理需求為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)河道、污水處理廠、污水處理應(yīng)急工程、泵站、截污管網(wǎng)等進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，加強(qiáng)對(duì)污水處理廠、污水管網(wǎng)及泵站的實(shí)時(shí)監(jiān)控。目前，本項(xiàng)目所在城市排水監(jiān)管平臺(tái)系統(tǒng)功能已處于開(kāi)發(fā)階段，后期如正常運(yùn)行，將會(huì)進(jìn)一步提高排水管理的科學(xué)化水平，實(shí)現(xiàn)截流系統(tǒng)管理調(diào)度的規(guī)范化、精細(xì)化、信息化。

4.3建成后效果

本項(xiàng)目沿河截污干管在正常運(yùn)行后，已有效解決了左岸老舊管道的溢流、污水直排口直接入河等問(wèn)題，有效提升河道的水質(zhì)（效果如圖1所示）。

5結(jié)論

在綠色發(fā)展理念和生態(tài)文明建設(shè)理念的要求下，加強(qiáng)對(duì)城市水環(huán)境的綜合治理是建設(shè)現(xiàn)代化創(chuàng)新型城市不可或缺的基礎(chǔ)支撐。為了更好地促進(jìn)城市水環(huán)境的治理，需要綜合分析具體沿河截污工程的現(xiàn)狀特點(diǎn)，針對(duì)性采用合理措施推動(dòng)截污工程設(shè)計(jì)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)沿河兩側(cè)污水截流，同時(shí)解決污水處理廠、污水收集管網(wǎng)建設(shè)不同步和運(yùn)行效果差的問(wèn)題，為改善居民生活環(huán)境助力。本沿河截污工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到不少問(wèn)題，經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化與多方溝通，最終都能得到圓滿解決，下面結(jié)合在工程實(shí)踐中一些重要的問(wèn)題和解決方案總結(jié)如下：（1）由于前期資料的缺失，有些部分排放口在前期調(diào)查時(shí)不能找出，從而出現(xiàn)遺漏，如果出現(xiàn)遺漏則會(huì)大大的影響工程效果，會(huì)影響河道整體整治效果。因此，在進(jìn)行本工程設(shè)計(jì)時(shí)，把全面的摸排出混流排放口作為工程開(kāi)展的重要前提。為了確保工程開(kāi)展順利，建設(shè)單位科學(xué)制定工程計(jì)劃，優(yōu)選適合工程實(shí)施的旱季河道水位較低時(shí)段開(kāi)展工程實(shí)施。而設(shè)計(jì)人員和勘測(cè)單位特別注重前期調(diào)查工作嚴(yán)謹(jǐn)性，除了通過(guò)“步行”的方式對(duì)排放口進(jìn)行逐個(gè)排查外，在特別區(qū)段還采用“船行”方式配合對(duì)排放口進(jìn)行排查。另外，施工單位在工程開(kāi)展前期，也進(jìn)行全面排查。通過(guò)各單位通力合作和協(xié)調(diào)配合，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)所有排放口的排查，保障工程順利實(shí)施。（2）本河道蜿蜒曲折，且大多建筑臨水而居，同時(shí)右岸步道狹窄，這也加大沿河截污工程設(shè)計(jì)難度。同時(shí)，在工程開(kāi)展過(guò)程中，沿岸居民存在開(kāi)挖路面會(huì)影響房屋安全的顧慮，配合度不高，這也加大對(duì)工程開(kāi)展和協(xié)調(diào)溝通難度。作為設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)前期需要及時(shí)了解居民的訴求，采取有效設(shè)計(jì)措施，以降低對(duì)居民的影響。

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作者:陳凌躍 林澤明 單位:中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司