美麗鄉村建設排水收集管網的設計思考
——以北京市某鎮為例

■ 王玉雙 嚴國培 任宇婷 付藝偉 高曉鳳

當今的美麗鄉村建設就是要適應當前的主要矛盾，從發展方式上進行轉變，從人們關切的問題上入手。2013年，中央一號文件第一次提出了要建設“美麗鄉村”的奮斗目標，進一步加強農村生態建設、環境保護和綜合整治工作；黨的十九大提出實施鄉村振興戰略，明確美麗鄉村應按照產業興旺、生態宜居、鄉風文明、治理有效、生活富裕的總要求進行建設；隨后，中辦、國辦印發了《農村人居環境整治三年行動方案》。北京市為了全面貫徹落實黨的十九大和中央農村工作會議精神，貫徹實施鄉村振興戰略的有關部署，進一步規范和加強農村地區污水收集處理設施建設，提高農村地區污水收集處理能力，促進人居環境改善，實施《實施鄉村振興戰略扎實推進美麗鄉村建設專項行動計劃（2018-2020年）》，全面實施農村地區環境整治，重點推進美麗鄉村創建工作，而雨水排除及利用、生活污水治理工程是美麗鄉村建設的重要組成部分。

位于北京市城鄉接合部的某鎮梳理出了第一批實施的美麗鄉村建設示范村，項目涉及各村莊為該鎮第一批實施的示范村。目前，項目涉及的絕大多數村莊飲水安全能夠基本實現，但是排水狀況還是整體不容樂觀。為了改善此現狀，逐步實施農村排水系統的升級改造，化糞池、接戶管系統、村外截污系統、污水處理系統等相關工程陸續開始推進或實施。本次村內雨污水收集管網工程是“廠網一體”系統治理的重要組成部分，工程建設完成后可補齊各村排水收集、處理系統的短板，是完善農村排水系統建設的一項重大舉措。

一、現狀及存在問題

項目所涉及規劃保留村、規劃過度村及規劃搬遷村三種類型，各村莊地形相對較平坦、居民居住分布比較集中，道路交通條件參差不齊，主街道道路較寬，但部分巷道較窄。各村莊的污水來源比較廣泛，包括廁所沖廁、洗滌、洗浴和廚房排水。大多數村莊已經建設雨、污水收集管（渠），但管網系統建設不完善，村內部分污（廢）水尚未得到有效收集及處理，生活廢水僅通過街面潑灑、道路邊溝或路面等方式直接排放或就近排入河道，導致農村水污染問題日益嚴重。

村莊現狀道路及雨污水排水現狀

經過多次全面而系統的調研，該鎮各村已建部分管網存在如下問題：雨污水排水管未經過系統設計或設計不合理，如：管徑偏小，排水能力不足，管道經常堵塞，雨季容易形成內澇；管道坡度偏小，水流不暢；各類管道設置高度不合適，埋深淺或存在供水管在雨污水管道下部敷設，且管道基礎不符合設計要求；各類管道之間存在私接、混接、錯接現象；檢查井設置不合理，如支管接入、管道轉彎和長距離直管未設檢查井；部分村莊管網施工不規范、材料選擇不當，造成管道、檢查井虛接、漏接、破損漏水、堵塞等情況。合流管道（暗渠）的過流斷面尺寸較大、旱季污水流速較低，難以形成連續流，造成沉淀或者淤積；雨季時，在雨水沖刷作用下雨污水混合污水及沉淀物外溢流污染嚴重。

二、排水收集管網工程設計及思考

（一）工程設計

項目設計內容為某鎮實施美麗鄉村建設的各村莊街巷內的雨、污水收集管網。該鎮域存在規劃保留村、規劃過度村、規劃搬遷村三種類型的村莊，各村莊在設計伊始時并無村莊規劃，美麗鄉村規劃編制與排水工程設計工作同步推進，設計與規劃承擔單位及時對接與反饋，使排水管網工程規劃和設計均更具有技術可行性、經濟性合理性和可實施性。

根據不同的村莊性質、排水需求、各村排水收集系統的現狀、地形地貌條件、道路布局、環境保護要求、各村排水收集管網實施難度等情況，本著因地制宜、一村一策、科學合理、經濟高效的原則，進行本次新建或完善村內雨污水收集管網系統設計工作，與村莊其他相關工程配合，以期最終實現“雨污分流、小雨不積水、大雨不內澇、污水不露天、不積存、不橫流”的目標。

具備雨污分流條件的村莊采用雨、污分流排水系統，對現有排水管道進行改建或新建。原合流制排水系統的合流管道作為雨水收集管，新建污水收集管道；原分流制排水系統復核其排水能力，根據實際情況對其進行改造或新建。優先利用村外截污工程新建截污管道，收集的污水就近接入村外截污管道，雨水就近排入周邊水系。雨水排水管網在滿足排水需求的前提下，充分利用現有雨水管、合流管或雨水邊溝等排除設施的基礎上完善雨水排除管網，確保解決部分村莊存在的內澇問題。對暫不具備雨污分流條件的村莊，采用雨污合流制排水系統、村外截污的方式建設合流制排水管網，通過截流、調蓄、處理相結合的方式，調高截流倍數，加強對初期雨水的污染防治，減少合流污水造成的污染，為居民排污創造良好基礎條件。進入截流干管的污水（合流污水）送到下游污水處理廠集中處理，此部分設計不在項目內。

排水收集管網工程造價控制是本次設計的重點之一，應全面考量影響工程造價的各項因素，合理確定管網工程設計規模，確定技術可行、經濟合理、實施性強的技術方案，為政府部門決策提供充分有利的技術支撐。由于各村莊排水現狀存在的問題及實施條件不同，各設計的工程投資設計內容略有差異?？偟膩碚f，項目在排水管道設計時充分考慮管材管件、附屬建（構）筑物、管道埋深、基礎換填、管溝開挖支護、施工降水、現狀管線拆改、現狀雨水管線疏浚、穿越道路時的道路破壞與恢復或頂管施工等費用，據統計項目各村莊的排水管線單延米造價1500元～2500元。

村內雨水溝

村外排水溝

（二）設計思考

1.統籌考慮設計方案

排水管網設計時應從排水管網系統方案確定、設備材料采購、排水管道施工及運行管理等全生命周期統籌考慮制定設計方案。農村污水具有很多與城市污水不同的特點，例如普遍具有水量小、水量變化大等特點，排水管網設計時應充分考慮農村污水特點開展工程設計工作。

2.重視基礎資料收集

排水收集管網工程設計時進行全面細致地現場摸排并獲得一手資料，對于后面設計工作的順利開展尤其重要。對收集到的設計基礎資料應進行仔細研讀、深入評估，找出現存問題，結合項目整治目標，本著以問題和目標雙導向的原則開展排水管網工程設計工作。

3.排水管網系統方案及定線

在排水管網系統方案確定時應充分考慮項目區地形條件、區域道路布局、工程實施特點、排水流向、水系分布、管線接駁及實施條件等多種因素，盡可能地在現有排水設施的基礎上實施小改動，按照接管短、埋深合理、盡可能利用重力自流排出的原則布設雨污水排水收集管道，不能重力自流排出的雨污水，充分考慮重力流與壓力流組合收集、負壓真空收集等幾種收集方式的優缺點和適用性，經過技術經濟比較確定雨污水的排除方式。項目由于地形相對較平坦，可以實現重力流排除雨污水的以自流方式排除，針對無法實現重力流排除的建設雨水提升泵站，為了防止內澇問題可采雨水提升泵站方式壓力流排除雨水。

主干管網系統宜盡量避開村莊的主要通行道路，管線施工做到一次開挖、次序填埋、同步回填，減少重復工作量和基建投資，盡量減少管道施工對現有農村交通的不良影響。另外，在敷設干管應盡量避開房屋密集區域，并注意與房屋保持一定安全距離。

4.排水管線高程設計

管道埋深與工程造價、施工難易程度與施工周期等直接相關，所以管線高程總體控制與協調尤為重要，是排水管網設計的重點。項目排水管線高程設計滿足相關規范要求，有壓管讓無壓管、小管讓大管、支管讓干管；充分考慮防止路面荷載與冬季低溫環境破壞或導致排水不暢。在設計過程中以本區域最大凍土深度為基準，綜合考慮排水去向、關鍵控制節點與起點埋深、道路高程及防凍的要求等多種因素，在保證管線敷設安全、順利排水的前提下科學合理地確定各管道埋深，降低施工土方量及節約提升動力費用，最終實現工程造價的經濟性。

5.污水（合流制）排水管管道接駁

污水（合流制）排水管設計時要充分考慮與接戶管、現有排水管和村外截污管道的銜接問題。一般的排水管網系統包括接戶系統和戶外收集系統，項目排水管道設計時僅包含戶外收集系統，在村民戶外接戶管附近預留檢查井，方便出戶管接至本排水系統內。

項目設計中考慮充分利用既有且排水功能良好的現有管道的排水能力，這就存在既有管線和新建管線的銜接問題。在管線排查過程中就應對其輸送介質、埋深、管材及附屬構筑物、建設年代、運行狀況等進行全面細致的排查和了解，防止出現混接、錯接等現象。在滿足排水順暢及下游截污干管接管雙重需求的前提下，各村內污水（合流制）排水管道設計埋深按宜不超過3m進行設計，盡量減少管道埋深來降低施工難度及工程投資。

6.管徑的確定及管材選擇

農村污水普遍具有水量小、水量變化大特點，日變化系數在3～5之間，且夏季變化大于春（秋）大于冬季。應充分考慮當地的經濟條件及衛生設施的完善程度，結合規劃選用合理的用水定額和污水變化系數，從而確定合理的污水管管徑。雨水（合流）管道管徑的確定應充分考慮雨水收集范圍及雨水重現期，合理劃分雨水排水分區，規劃保留村雨水管道重現期按3年而規劃過度村按1年、降雨歷時20min來確定雨水管徑。合流管管徑的確定應避免淤積，有條件的村莊采用雨污分流制或管溝結合方式排除。

排水管管材選擇合理可有效降低管網工程投資，保障排水管網運行穩定。結合當地實際情況，選擇具有足夠的強度、水力條件及密閉性好、耐腐蝕、抗沖刷、基礎簡單、接口方便、經濟合理、施工及維護方便的管材。

7.附屬構筑物的選擇

項目排水管道附屬構筑物涉及檢查井，在檢查井的設計時綜合考慮了混凝土檢查井、塑料檢查井及模塊式檢查井的優缺點以及項目村內實施條件，在村內主街道采用模塊式檢查井，在巷道內采用施工周期短、占地面積小、密封性好的塑料檢查井，最大程度地減少施工對村莊居民生活影響。另外，由于檢查井深度較深，應充分考慮安全問題，在檢查井內配套設置防墜網。

8.防止二次污染問題

項目合流制排水系統中雨水口的設置充分考慮有效的污染防治措施，例如采用防臭雨水篦子且盡量遠離村民住宅門口等多種方式減輕環境空氣污染問題。

9.提高民眾參與度、加大宣傳力度、實現監管并重

方案設計前充分與當地村民進行溝通，了解排水管網現狀存在的問題，在方案設計時充分考慮村民的合理訴求。采用各種手段加大宣傳力度，調動村民的主觀能動性，積極主動參與到排水系統的日常維護中來，提高村民的參與度與獲得感。

與此同時，應充分考慮管理機制與體制，本著“三分建、七分管”的原則，建立長效管護機制及責任制；落實專項資金，加強管網及附屬構筑物的日常尤其是汛前的檢修與維護，定期檢查、疏浚，發現問題及時處理，發現堵塞立即疏通，確保各排水設施運行良好、充分發揮其排水作用。