城市水環境治理與沿河截污工程淺析
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［摘要］目前，我國各大城市以綠色發展理念為指導，加強推進水環境的綜合整治，以遏制城市水環境惡化趨勢。沿河截污工程成為綜合治理實施的重要工程之一，通過加大沿河截流設施建設，改善河道的水質。基于此，本文以具體沿河截污工程為研究對象，從該項目的水環境綜合治理存在的問題出發，提出該項目的環境治理與截污工程設計實踐思路與提升對策，為水環境治理與沿河截污工程的系統推進提供決策參考。
［關鍵詞］水環境治理；沿河截污；對策
1研究背景
水環境質量與居民的生活舒適度息息相關，但目前我國大部分城市水體污染問題越來越突出，河道內污水橫流。污水的整治關鍵在排口，核心在管網。然而當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和后期維護不當，存在各種結構性缺陷，導致無法發揮控源截污應有的作用，排水系統也無法充分發揮其應有的治污和排水功能。為盡快遏制水環境惡化趨勢，破解雨污分流周期較長等問題，各大城市將水環境的綜合整治作為城市的重點工程，并重點進行沿河截污管涵的建設，充分發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境的關鍵措施。但結合各個城市的工程實踐成效分析，在合流制改造過程中，“沿河強化截污”作為過渡產物，能有效改善水環境，但同時也存在截流口設置影響排水、泥沙淤積影響設備正常運行、混流水量大影響污水處理廠進水水質控制等問題。因此，結合沿河截污系統工程實踐經驗總結，要實現水環境綜合治理，需要從“查、改、修、分、蓄、凈、管”等多方面入手，落實銜接廠網、清疏泥沙、截污納管、清污分離、生態修復等措施，實現有效的控源截污。本次從實際截污工程實踐分析，該工程是某城市環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廢水直排、河道淤泥淤積等原因影響，河道水質較差，某段水體還處于輕度黑臭狀態。下面重點分析某城區段水環境工程中沿河截污工程實踐分析。
2水環境綜合整治存在的問題
2.1流域水環境治理工程未能按系統化的思維統籌實施
本次沿河截污工程開展是最符合當地排水系統現狀的近期措施。在河道開展治理之初，需要進行各污水處理廠配套管網的同步建設，以實現截污管涵向主要截流初期雨水功能的轉變。結合本工程水環境治理現狀分析，該工程未能按系統化全局計劃進行統籌實施，如在污水管網建設方面，目前只有污水處理廠配套干管完成建設和投入運行，但大部分的支管網建設卻未能按照原計劃進度推進，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。結合工程實地調研和相關資料查閱，受到污水管網建設不足的影響，導致近年來進入管道的泥沙量和污水量呈上升趨勢。另外，部分支流也未能按系統計劃進行整治，存在不符合整治標準要求和工程進度延遲等問題。此外，還存在最上游調蓄池未建，導致上段截污管涵的實際截流與實際設計值存在偏差。2.2實際污水排放量超出設計要求隨著河道周邊工業的發展，現狀污水量也快速增長，超出原設計值，同時受到工業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，導致污水處理出水多項指標與設計排放標準要求存在一定差距，污水處理廠實際運行規模也未能達到設計規模要求。最終導致部分污水未經污水處理廠處理就直接涌入下游，直排河道，河道流域水環境處于惡性循環中，片污水處理系統也陷入混亂中。
2.3建截污干管結構性及功能性缺陷多，累積淤積嚴重
本工程城區段全長為6.7km，河道左岸已敷設截污干管，但部分管線破損、錯接、漏接、淤積及結垢。同時，流域內開發建設不斷帶來污染增量，沿線分布眾多排污口的雨污混流持續排污和排沙，河道泥沙量不降反升。因此本次在右岸新建截污干管，分擔其污水收集功能。
3水環境綜合治理與截污工程設計思路分析
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施的重要工程之一，對河道的外來污染源截流和處理起到關鍵作用，是河道受污染的關鍵屏障。經過綜合分析，本工程的水環境綜合治理與截污工程設計思路具體如下：（1）結合工程可行性研究報告，完善頂層設計，按照水質改造目標，設立流域統籌協調部門，通過通盤考慮，制定綜合治理方案，實現規劃、建設和管理工作的協調統一。重點以分流制和合流制劃排水體制之間的匹配性為重點解決問題，深化研究截污體系的層次化，根據區域發展定位和水環境承載能力，同時在尊重分流制與合流制在一定時期內并存的現實，進行“片區截污、河道截污、集鎮和村莊截污、干渠（管）截污”多個層次的分析論證，通過截流現有漏排污水口，有效解決污水漏排入河的問題。（2）按照河道水環境治理的總體目標，基于流域水污染成因分析，堅持“遠近結合”原則，除了解決當前突出問題，還需要有效推進水環境治理的源頭減排和末端治理相結合措施。近期重點解決污水處理廠泥沙多、污水漏排入河、污水處理能力不足、污水處理標準低、污水系統效率低等問題。具體可結合工程實際采取增設污水處理廠前沉砂池、截流現有漏排污水口、擴建污水處理廠、提標改造污水處理廠、清污分離等措施，最大限度地削減外源污染負荷。（3）堅持“系統治理”原則，通過源頭預防、過程控制和末端治理并舉實現對河道截污管（渠）建設與內河道治理有機結合。樹立生態基礎設施和系統治理理念，系統從城鎮污水、初期雨水、河道生態修復、面源污水的收集與處理、片區產業結構調整、流域綜合管理和水務環境執法各方面，全面推進河道綜合整治與生態修復工程。（4）選用技術先進的精準截污技術。結合河道分流制比例相對較低和支管網及接駁建設滯后的現狀，需要按照源頭減排、過程阻斷及末端處理的總體治理思路。通過引進精準截污技術，利用精準截污截流井（安裝有用于精準截污的液壓閘門以及SS在線儀表）對沿岸排放口進行截流。截流井液壓閘門為常開狀態，保證旱季污水全部截流，雨季削減入河污染負荷。
4水環境治理與截污工程設計實踐分析
4.1截污工程設計實踐分析
4.1.1截污工程總體設計。結合工程現場調研情況分析，目前該工程河段左岸敷設的截污干管已經無法滿足對該區域的污水收集要求，同時管道年久失修，缺陷較多，過流能力無法滿足本次設計要求。本次截污工程設計主要位于河道右岸，工程建成后，實現將污水排放口直接接入新建截污干管（截污干管總長約為6039m、管徑為DN1200～DN1800），分擔其污水收集功能。同時設計4座截流井于4個合流制排水口處，實現對合流制污水的截流，將污水全部接入污水處理廠進行處理。4.1.2截污管道布置。截污干管管位設計的合理性是本次截污工程的重點，與施工方式，施工難易程度和工程效益息息相關。結合調整分析，本河道現狀兩側地形地貌較為復雜，大部分房屋臨河而建，距河道較近，且右岸鄰近多處山體，為現狀道路，存在截污干管埋設深度較深和現狀管線錯綜復雜的情況。為減少周邊的建（構）筑物和道路交通影響，本工程重點考慮對截污干管的敷設管位。綜合多方意見、工期和施工難度考慮，截污干管總體沿河床方向敷設。根據前期勘測、多次現場調查并結合業主提供地形圖可知，本河道右岸道路狹窄、設計管底標高處地質為強風化巖，最終確定管道在河道內沿河道擋墻平行敷設。另外，基于擋墻安全和環保角度考慮，需要注意保持管中距距離擋墻有1.5～2.0m位置，同時管道隨河道二級平臺同步施工。4.1.3截污管道管材選擇。本工程在確定截污管道前重點對玻璃鋼夾砂管、鋼筋混凝土管、鋼管、HDPE管等進行分析。主要從管材的密封性、抗滲性能、水力特性、防腐能力、接口形式、成本、施工難易程度等進行綜合對比。最終結合本工程水環境整治要求和具體工程特點，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水環境綜合治理措施分析
4.2.1銜接廠網，實現工程整體效益提升。本河道沿河截污工程建設時，從整體效益和系統出發，從功能定位、規模、垂直標高等方面注意與污水處理廠網絡設施的連接。通過建設沿河截污工程，改善整個城市污水系統。截污工程的建設是對污水系統的強化補充，充分發揮了檢漏和缺陷補償的效果，實現對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，還能結合整體污水系統需求，沿河截污系統將實現功能轉化，調整為初小雨水截流管。本次沿河截污系統在規模設計上，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施遠期富余能力，通過與污水管網建設和污水處理廠擴建工程相互配合，所有的污水都得到了收集和處理。4.2.2加強專業協調管理。本河道治理為綜合性整治工程，經過多方案綜合比選，本工程管道沿河床敷設。同時結合水安全工程的清淤疏浚措施，以實現對管道所占河道過流斷面的補償。另外，為了提升河道的親水性及景觀性效果，本工程對新建污水管道選擇混凝土進行包封，同時采用透水磚進行敷設。本河道線性較為曲折，為了確保河道的天然線性特點、實現景觀平臺與河道順接，本工程的截污干管管線在定位上設置156座左右的檢查井，同時部分檢查井采用120°～180°不同角度的扇形井。考慮到扇形井的角度以及施工進度緊的特點，本工程通過管道與扇形井的偏轉來減少扇形井的規格，最終規格為120°的扇形井2座、規格為135°的扇形井1座、規格為150°的扇形井71座，矩形井81座。4.2.3加快排水監管平臺建設。為了實現污水處理工程的統一調度，本項目利用當地城市主城區、新區市已初步建立的水流域水環境綜合調度和監督管理系統，建立基于互聯網、大數據、云平臺等信息技術的監管平臺，實現統一監管。監管平臺以適應智能化管理需求為核心，實現對河道、污水處理廠、污水處理應急工程、泵站、截污管網等進行統一調度，加強對污水處理廠、污水管網及泵站的實時監控。目前，本項目所在城市排水監管平臺系統功能已處于開發階段，后期如正常運行，將會進一步提高排水管理的科學化水平，實現截流系統管理調度的規范化、精細化、信息化。
4.3建成后效果
本項目沿河截污干管在正常運行后，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題，有效提升河道的水質（效果如圖1所示）。
5結論
在綠色發展理念和生態文明建設理念的要求下，加強對城市水環境的綜合治理是建設現代化創新型城市不可或缺的基礎支撐。為了更好地促進城市水環境的治理，需要綜合分析具體沿河截污工程的現狀特點，針對性采用合理措施推動截污工程設計的實施，實現沿河兩側污水截流，同時解決污水處理廠、污水收集管網建設不同步和運行效果差的問題，為改善居民生活環境助力。本沿河截污工程的設計過程中遇到不少問題，經過不斷優化與多方溝通，最終都能得到圓滿解決，下面結合在工程實踐中一些重要的問題和解決方案總結如下：（1）由于前期資料的缺失，有些部分排放口在前期調查時不能找出，從而出現遺漏，如果出現遺漏則會大大的影響工程效果，會影響河道整體整治效果。因此，在進行本工程設計時，把全面的摸排出混流排放口作為工程開展的重要前提。為了確保工程開展順利，建設單位科學制定工程計劃，優選適合工程實施的旱季河道水位較低時段開展工程實施。而設計人員和勘測單位特別注重前期調查工作嚴謹性，除了通過“步行”的方式對排放口進行逐個排查外，在特別區段還采用“船行”方式配合對排放口進行排查。另外，施工單位在工程開展前期，也進行全面排查。通過各單位通力合作和協調配合，最終實現對所有排放口的排查，保障工程順利實施。（2）本河道蜿蜒曲折，且大多建筑臨水而居，同時右岸步道狹窄，這也加大沿河截污工程設計難度。同時，在工程開展過程中，沿岸居民存在開挖路面會影響房屋安全的顧慮，配合度不高，這也加大對工程開展和協調溝通難度。作為設計人員，在設計前期需要及時了解居民的訴求，采取有效設計措施，以降低對居民的影響。
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作者:陳凌躍 林澤明 單位:中國市政工程中南設計研究總院有限公司
