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，我國各大城市以綠色發(fā)展理念為指導(dǎo)，加強推進水環(huán)境的綜合整治，以遏制城市水環(huán)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(shè)施建設(shè)，改善河道的水質(zhì)?；诖耍疚囊跃唧w沿河截污工程為研究對象，從該項目的水環(huán)境綜合治理存在的問題出發(fā)，提出該項目的環(huán)境治理與截污工程設(shè)計實踐思路與提升對策，為水環(huán)境治理與沿河截污工程的系統(tǒng)推進提供決策參考。

［關(guān)鍵詞］水環(huán)境治理；沿河截污；對策

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)，但目前我國大部分城市水體污染問題越來越突出，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)和后期維護不當，存在各種結(jié)構(gòu)性缺陷，導(dǎo)致無法發(fā)揮控源截污應(yīng)有的作用，排水系統(tǒng)也無法充分發(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，破解雨污分流周期較長等問題，各大城市將水環(huán)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(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(chǎn)物，能有效改善水環(huán)境，但同時也存在截流口設(shè)置影響排水、泥沙淤積影響設(shè)備正常運行、混流水量大影響污水處理廠進水水質(zhì)控制等問題。因此，結(jié)合沿河截污系統(tǒng)工程實踐經(jīng)驗總結(jié)，要實現(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，實現(xiàn)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(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)。下面重點分析某城區(qū)段水環(huán)境工程中沿河截污工程實踐分析。

2水環(huán)境綜合整治存在的問題

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

本次沿河截污工程開展是最符合當?shù)嘏潘到y(tǒng)現(xiàn)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(wǎng)的同步建設(shè)，以實現(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)化全局計劃進行統(tǒng)籌實施，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)和投入運行，但大部分的支管網(wǎng)建設(shè)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(jié)合工程實地調(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(tǒng)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(diào)蓄池未建，導(dǎo)致上段截污管涵的實際截流與實際設(shè)計值存在偏差。2.2實際污水排放量超出設(shè)計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，超出原設(shè)計值，同時受到工業(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指標與設(shè)計排放標準要求存在一定差距，污水處理廠實際運行規(guī)模也未能達到設(shè)計規(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，累積淤積嚴重

本工程城區(qū)段全長為6.7km，河道左岸已敷設(shè)截污干管，但部分管線破損、錯接、漏接、淤積及結(jié)垢。同時，流域內(nèi)開發(fā)建設(shè)不斷帶來污染增量，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，分擔其污水收集功能。

3水環(huán)境綜合治理與截污工程設(shè)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(guān)鍵作用，是河道受污染的關(guān)鍵屏障。經(jīng)過綜合分析，本工程的水環(huán)境綜合治理與截污工程設(shè)計思路具體如下：（1）結(jié)合工程可行性研究報告，完善頂層設(shè)計，按照水質(zhì)改造目標，設(shè)立流域統(tǒng)籌協(xié)調(diào)部門，通過通盤考慮，制定綜合治理方案，實現(xiàn)規(guī)劃、建設(shè)和管理工作的協(xié)調(diào)統(tǒng)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(jù)區(qū)域發(fā)展定位和水環(huán)境承載能力，同時在尊重分流制與合流制在一定時期內(nèi)并存的現(xiàn)實，進行“片區(qū)截污、河道截污、集鎮(zhèn)和村莊截污、干渠（管）截污”多個層次的分析論證，通過截流現(xiàn)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(huán)境治理的總體目標，基于流域水污染成因分析，堅持“遠近結(jié)合”原則，除了解決當前突出問題，還需要有效推進水環(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(tǒng)效率低等問題。具體可結(jié)合工程實際采取增設(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(tǒng)治理”原則，通過源頭預(yù)防、過程控制和末端治理并舉實現(xiàn)對河道截污管（渠）建設(shè)與內(nèi)河道治理有機結(jié)合。樹立生態(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，全面推進河道綜合整治與生態(tài)修復(fù)工程。（4）選用技術(shù)先進的精準截污技術(shù)。結(jié)合河道分流制比例相對較低和支管網(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(shù)，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(tài)，保證旱季污水全部截流，雨季削減入河污染負荷。

4水環(huán)境治理與截污工程設(shè)計實踐分析

4.1截污工程設(shè)計實踐分析

4.1.1截污工程總體設(shè)計。結(jié)合工程現(xiàn)場調(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)無法滿足對該區(qū)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(shè)計要求。本次截污工程設(shè)計主要位于河道右岸，工程建成后，實現(xiàn)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(shè)計4座截流井于4個合流制排水口處，實現(xiàn)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(shè)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(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，本工程重點考慮對截污干管的敷設(shè)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(shè)。根據(jù)前期勘測、多次現(xiàn)場調(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)計管底標高處地質(zhì)為強風化巖，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?jié)B性能、水力特性、防腐能力、接口形式、成本、施工難易程度等進行綜合對比。最終結(jié)合本工程水環(huán)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(huán)境綜合治理措施分析

4.2.1銜接廠網(wǎng)，實現(xiàn)工程整體效益提升。本河道沿河截污工程建設(shè)時，從整體效益和系統(tǒng)出發(fā)，從功能定位、規(guī)模、垂直標高等方面注意與污水處理廠網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的連接。通過建設(shè)沿河截污工程，改善整個城市污水系統(tǒng)。截污工程的建設(shè)是對污水系統(tǒng)的強化補充，充分發(fā)揮了檢漏和缺陷補償?shù)男Ч?，實現(xiàn)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(jié)合整體污水系統(tǒng)需求，沿河截污系統(tǒng)將實現(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)施遠期富余能力，通過與污水管網(wǎng)建設(shè)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(yè)協(xié)調(diào)管理。本河道治理為綜合性整治工程，經(jīng)過多方案綜合比選，本工程管道沿河床敷設(shè)。同時結(jié)合水安全工程的清淤疏浚措施，以實現(xiàn)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(shè)。本河道線性較為曲折，為了確保河道的天然線性特點、實現(xiàn)景觀平臺與河道順接，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，同時部分檢查井采用120°～180°不同角度的扇形井?？紤]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(zhuǎn)來減少扇形井的規(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)管平臺建設(shè)。為了實現(xiàn)污水處理工程的統(tǒng)一調(diào)度，本項目利用當?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)、云平臺等信息技術(shù)的監(jiān)管平臺，實現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)管。監(jiān)管平臺以適應(yīng)智能化管理需求為核心，實現(xiàn)對河道、污水處理廠、污水處理應(yīng)急工程、泵站、截污管網(wǎng)等進行統(tǒng)一調(diào)度，加強對污水處理廠、污水管網(wǎng)及泵站的實時監(jiān)控。目前，本項目所在城市排水監(jiān)管平臺系統(tǒng)功能已處于開發(fā)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(xiàn)截流系統(tǒng)管理調(diào)度的規(guī)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(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，加強對城市水環(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，針對性采用合理措施推動截污工程設(shè)計的實施，實現(xiàn)沿河兩側(cè)污水截流，同時解決污水處理廠、污水收集管網(wǎng)建設(shè)不同步和運行效果差的問題，為改善居民生活環(huán)境助力。本沿河截污工程的設(shè)計過程中遇到不少問題，經(jīng)過不斷優(yōu)化與多方溝通，最終都能得到圓滿解決，下面結(jié)合在工程實踐中一些重要的問題和解決方案總結(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)查時不能找出，從而出現(xiàn)遺漏，如果出現(xiàn)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(shè)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(shè)單位科學制定工程計劃，優(yōu)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(shè)計人員和勘測單位特別注重前期調(diào)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(qū)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(xié)調(diào)配合，最終實現(xiàn)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(shè)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(xié)調(diào)溝通難度。作為設(shè)計人員，在設(shè)計前期需要及時了解居民的訴求，采取有效設(shè)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(shè)計研究總院有限公司