谈城市旧合流制排水系统的改造

谈城市旧合流制排水系统的改造
提要：分析旧合流排水系统的主要改造方式，结合开封市工程实例，对其中较为常见的截流式合流制排水体系，从截流倍数及溢流井选用进行了阐述，着重介绍了实施过程中应注意的问题。

关键词：旧合流制改造措施截流式合流制截流倍数溢流井
一、概述
目前，开封市城市排水管网系统已基本上实现了雨、污水分流。

开封市城区现状共有两个污水处理厂，西区污水处理厂处理规模为12万吨/天，东区污水处理厂处理规模为15万吨/天，正在建设的马家河污水处理厂规划污水处理规模为20万吨/天。

开封市现状仅古城区为雨、污合流排水体制，即通过直排式合流管渠，直接将雨水和生活污水就近排入城市水体。

这样尚未经过处理的初降雨水和生活污水都会对城市水体造成严重污染，并对城市居民的生活环境造成严重的影响。

开封市古城区旧有排水管道绝大部分为修建于八、九十年代的DN300-DN500的钢筋砼管道，部分街巷排水管道甚至是陶土管道，管道设计过水断面普遍偏小，且部分管道发生破损、塌陷现象，雨季时街巷积水严重；另外，由于缺乏统一的规划，排水管渠布置位置无序，这给旧城合流制系统的改造带来了一定的难度。

综上所述，针对开封市古城区旧合流制排水系统的改造刻不容缓。

二、旧合流制系统改造的原则
1.参考《开封市城市总体规划（2011-2020）》、《开封市古城区控制性详细规划》，进行合理规划布局；
2.充分考虑污水水质、水量、气象等条件合理设计；
3.结合工程实际，在充分利用即有管道的基础上，与工程资金投入、现场施工条件等相结合。

三、旧合流制系统改造的措施
1.将现状雨、污合流制改造为分流制
改合流制为分流制是一种彻底的改造方式，它将雨、污水完全分开、自成体系。

污水通过管道收集、泵站提升，直接接入污水处理厂，雨水则由雨水管渠收
集后就近排入城市水体。

这种方式能够彻底避免城市污水对水体的污染，同时可使污水处理水质相对稳定，是一种理想的改造方式。

但是，要实现雨、污水彻底分流，要求城市道路必须有足够的位置空间，同时住宅小区及工矿企业的内部管线必须是雨、污水分流排放。

而开封古城区街道相对狭窄，地下管线复杂，现状住宅占压街道严重。

同时，雨、污水分流后，将彻底改造整个古城区的排水体系，现状城区5座正在运行的排水泵站也须进行升级改造，还可能新增设排水泵站，故在实际实施过程中，存在着施工困难、资金投入大等诸多困难，很难在短期内实现。

2.保留部分合流管渠，实行截流式合流制
在实际应用过程中，这种保留部分合流管渠，实行截流式合流制
的方式应用比较多。

开封市古城区水体较为丰富，有龙亭湖、包公湖以及环绕古城周边的黄汴河、东护城河、惠济河等。

在排入城市水体的周围设置截流干管和溢流井，对合流污水进行截流。

当旱季时，污水通过截流干管全部接入污水处理厂，当雨季时，一部分雨、污水通过截流干管接入污水处理厂，超出一定的高程后的雨、污水通过溢流井溢流进水体。

这种方式的优点是：施工的工程量相对减少，投资少，见效快，既基本上解决了水体污染的问题，又为彻底雨、污分流争取了时间。

但是，它的缺点是：直接排入水体的部分雨、污合流水仍然会对水体造成污染，接污水处理厂的水质也会由于雨水的加入而相对不稳定。

我们在设计开封市五一路雨、污合流管入惠济河时就采用了截流式合流制的形式。

旱季时，污水沿包公湖截流干管经包公湖污水泵站提升入西区污水处理厂；而雨季时，超出溢流堰的部分合流水直接进河。

工程建成后，经过一段时间的实践，使用效果良好。

3.在截流制合流制的基础上，设调蓄构筑物
由于古城区部分河流、湖泊流动缓慢、自净能力差，承受污水的能力有限，不允许大量的雨、污合流水进入河湖，从理论上可考虑在截流干管适当位置设置调蓄构筑物，当下暴雨时，将超出输送能力的雨、污水输入调蓄构筑物，待雨过后再通过水泵抽送至污水处理厂。

这种方式的优点是：不对河流造成污染，减轻城市河流的负担。

但是，由于开封古城区包公湖、龙亭湖均位于风景名胜区内,设置调蓄池位置有限，同时，这种调蓄构筑物的容积往往不确定，日常管理和维护不便，所以，在实际应用中，开封很少采用这种形式。

总之，在这三种方案中，我们在有条件的情况下，应优先考虑雨、污水分流；在实施有困难的情况下，我们可以采用截流式合流制排水系统，予以适当过度；在特殊情况下，才考虑第三种方式。

四、实施截流制合流制应注意的问题
1.合理选择截流倍数no
按照最新2013版《室外排水设计规范》，截流倍数no是合流制系统中被截留的雨水径流量与平均旱流污水量的比值。

根据旱流污水的水质和水量及其总变化系数、水体卫生条件、水文、气象条件等因素经计算确定，一般采用2-5。

同一排水系统采用不同的截流倍数。

当截流倍数选择过大时，截流干管和污水处理厂的规模就要加大，造成投资的浪费，如果截流倍数过小，则会造成大量雨、污合流水进河，造成水体污染。

雨水径流量与污水量并无直接的关联，因此截流倍数的选择在一定程度上具有较大的随意性，其大小并不能直接反映合流污水的截留程度（%）。

在实际的设计过程中，经过反复验证和讨论，结合开封实际情况，我们将截流倍数选择为no ＝2.5。

2.溢流井的设计
溢流井的形式有三种，截流槽式、溢流堰式和跳跃式。

但这三种形式在实际的设计中都受到一定的限制，目前开封采用的溢流井形式主要是在井中设置砼溢流堰，根据水体的洪水位和截流干管的管高确定溢流堰堰顶高程，堰顶高程略低于水体洪水位。

这种溢流井的做法也是在长期的实践过程中总结出的经验，它的主要优点是：能够基本满足设计的需要，在水体处于洪水位以下时，能通过溢流堰将部分雨、污合流水溢流至水体。

但是缺点是：当下大暴雨，水体水位达到洪水位时，溢流堰将不再起作用，雨、污合流水将直接排入水体，对水体造成污染。

由于下大暴雨时，雨水量较大，将城市污水进行了稀释，故直接入河的雨、污合流水的污水含量相对较少，故这种方法在实际中还是得到了应用。

在设计开封市古城区雨、污水合流管道截流后排入包公湖时，我们截流井溢流堰堰顶高程定为69.70，与包公湖的常水位高程保持一致，在暴雨季节，合流管渠内的混合水可通过溢流堰，溢流排入包公湖。

通过这种设置溢流堰的合流制方式，在尚未实现雨、污水分流的古城区达到了较为满意的排水效果。

3.雨水口防臭
雨、污合流管虽然在排水出路处设置了截流干管，但是，在道路上设置的雨水口在旱季会散发出恶臭，特别是在居民区周围，给市民生活造成影响。

所以，在雨、污水系统改造过程中，除了考虑采用截流干管，还要相应的考虑对雨水口进行改造，采用新型防臭雨水口或其它措施，使其具有防臭功能，尽量减少由于雨、污水合流给城市带来的影响。

防臭技术可分为两大类：挡板式和水封式。

挡板式防臭是在雨水箅下安装由门框和活门组成的挡板。

平时，活门保持关闭状态，下雨时自动开启。

挡板大多采用塑料材质制成，也可采用不锈钢。

其主要具有防鼠、防蚊蝇等功能，同时也有一定的防臭。

但在开封属于风沙较大的地区，使用时有时会被杂物和风沙堵塞。

水封式雨水口防臭效果较好，需提前预制，管口处有混凝土挡板，雨水需从挡板下以倒虹吸形式进入管道。

缺点是预制混凝土挡板在暴雨时阻挡部分雨水进入管道，增大雨水汇流时间，同时，在旱季，雨水口会因缺水导致水封失效。

结语
考虑到我国城市的现状，合流制排水体制还会在一定范围内长期存在，由于资金的限制和实际情况的制约，在合流制改造的过程中不可能完全分流。

所以，截流制合流制在一定时期、一定范围还会采用，它具有投资小，见效快，工程量小，可操作性强的特点，会给我们在以后解决实际问题中带来便利。

参考文献
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