中小型城市雨污分流面臨的問題及管網改造策略研究

郁輝

（濟南城建集團有限公司設計研究院 山東濟南 250031）

雨污分流管網的改造是減少環境水污染的重要途徑。如果雨水和污水匯合在一起，它將在很大程度上增加城市污水處理系統的工作負載，將消耗更多的資源。雨污分流管網的排水分為雨水管道和污水管道。污水處理產生的污水需排入污水處理廠處理，在滿足一定要求后，會減少污水對河水的污染，有利于水質和環境的治理。雨水和污水的水質不同，對環境的影響也不同。因此，雨水和廢水的排放是實現城市排水系統系統化和高效化的關鍵因素。在經濟效益方面，雨水分流工程的實施可以充分發揮城市污水處理廠的作用，提高污水收集率、集中處理率和污水處理質量，最大限度地降低廢水管理成本，改善城市水環境。城市雨水和污染分流不僅要著眼于改善城市環境，還要著眼于建設城市的生態未來。

1 城市管網雨水污染分流改造的必要性

城市能像海綿一樣靈活應對城市洪澇，更好地適應自然環境，全面降低城市洪水風險，提高城市生態系統功能。在城市雨污水排放系統方面，中小城市的許多老城區都有匯流系統和分流系統，匯流系統占很大比例。一方面，大量高濃度廢水直接排入河流，使城市污染難以控制；另一方面，城市的一些低洼地區經常被雨污水淹沒，嚴重影響了城市居民的生活。因此，從根本上進行雨污水分流改造，合理收集雨水、科學處理污水、完善老城區雨污水排水系統是十分必要的。

2 城市雨水和污水系統的分類

根據城市排水現狀，排水系統可分為封閉式聯合排水系統、分流式排水系統和混合式排水系統。

2.1 封閉式聯合排水系統

在城市建設中有許多老城區，由于老城區人口眾多，道路狹窄，街道大多采用封閉合流排水系統，即只有一條合流排水通道。污水截流管道沿周邊水源敷設，對污水進行截流匯合。當截流水體中含有磷時，截流裝置自動將廢水排入周圍水體，污染水體，使污水處理廠的處理變得困難。

2.2 連接排水系統

在雨水和廢水重定向過程中，廢水可輸送至污水處理廠，以基本防止廢水污染周圍水體；雨水排入周邊水體，不輸送至污水處理廠，水質水量可達到穩定狀態。然而，由于雨水暴露在許多污染物中，直接排放也可能會導致水污染。

2.3 混合排水系統

混合排水系統一般建在老城區和新城的交匯處，但有時也建在分流區。但是，由于沒有與住宅區和城市基礎設施建設同步進行，管道混合現象更加嚴重。

3 雨污分流改造中存在的問題

目前，我國大部分城市排水管網是合流的。然而，在建設和技術上還有許多問題需要解決，如改造期間的交通影響、改造資金的計算、新建管道的位置和布局、初期雨水的攔截和處理等。

3.1 早期雨水成為水污染的重要來源

初期雨水是指雨水形成的地表徑流開始時，降水形成的徑流。國內外研究表明，由降水形成的初始出水攜帶大量污染物，其濃度與城市污水處理廠的進水水質相似，部分重金屬濃度甚至超過城市污水處理廠的進水水質，這些污染物主要來自大氣沉降、土壤廢棄物積累、車輛排放和土壤侵蝕。如果將原有雨水直接排入水體，原有雨水就成為水污染的重要污染源［1］。

3.2 重建施工中的問題

由于受覆蓋范圍廣、建設周期長、工程量大等因素的影響，雨污水分流改造將給城市交通和居民生活帶來諸多不利影響。在實際項目開發中，從調查到雨污分流改造項目的實施，需要做大量的工作。對城市合流管網及各建筑物后續出水口進行清理，對城市排水系統和化糞池進行系統清理，然后，結合城市實際研究成果，對雨污水排水管網進行設計改造。此外，雨水和廢水排放的修復還應考慮雨水和廢水處理的實際容量，由于聯合管網大部分位于老城區，該區域排水管網復雜、陳舊，不但建設難度大，而且可能無法滿足改造的實際需要。

3.3 施工管理水平有待提高

雨污分流工程環境復雜，施工過程中易受管道影響，施工單位應在施工前與有關部門進行溝通，初步了解管道走向和布局。但在實際運行過程中，一些單位在質量管理知識和監督方面存在嚴重問題，主要是管理存在漏洞，工作監管強度不夠。某段施工單位對管線走向把握不清，導致地下盲布電纜管線，危害嚴重，不利于人們的正常生活，甚至存在安全隱患等，造成安全事故。

3.4 重建項目耗時較長

由于集管內雨污分流改造量大，改造時間相對較長，不僅會影響城市居民的正常生活，還會影響城市經濟的發展。同時，由于雨污分流工程比較特殊，需要對城市的每個區域乃至每棟建筑進行徹底的調查，這是改造的必要保證。如果重建區域的人口密度較低，則影響相對較??；如果重建地點位于城市中心或大型居住社區，不僅會影響人們的日常生活，甚至會導致交通系統癱瘓。即使不考慮上述因素，本項目的雨水和受污染的城市綜合管網流量也可能達不到預期目標，這不僅會導致城市居民的不滿，還會浪費大量的國家資源，對城市的整體發展非常不利。

4 城市管網雨污分流改造有效措施

4.1 有效處理初期雨水

首先，應該提高地面的透水性，這是減少地表徑流的關鍵。同時，多孔木質材料也可以替代原有的硬化路面，這對減少初期雨水徑流非常有利。實踐證明，如果地面通透性符合相關標準，初始雨水中的金屬含量甚至可以去除60%～80%，為后續的雨水和污水分流打下堅實的基礎。

其次，人員可結合實際情況修建低洼綠地，有效調節早雨。然而，基于城市雨污分流的匯水管網，不同的綠地建設需要進一步增加周邊地面，以保證綠地的低位，在有效擋水的基礎上，可以顯著減少徑流，此外，低洼綠地的植物和土壤也可以去除污染物［2］。當雨水通過時，一方面可以提高雨水和污水的輸送效率，另一方面也可以提供更多可用水資源的運行，留在綠地中的物質不會造成污染，它們通常在植物根部腐爛，為土壤提供更豐富的營養，促進植物健康生長。

4.2 采用管網監測新技術

雨污分流改造前，全面檢查現有排水系統，明確雨污組合、渠道分布、管徑、新舊坡度、平整度等，充分收集原有管道施工數據和后期運行數據，確定管道和井蓋的位置和方向。不能直接觀測的管道，應采用管道潛望鏡、管道聲吶進行監測。管道潛望鏡是一種便攜式管道快速監測設備，適用于人井和客井附近的管道；管道聲吶采用聲反射技術，管道內部采用聲吶掃描，可用于監測管道損壞或與其他傳感器結合進行綜合監測［3］。

4.3 實現雨水資源的利用

未來，我國城市雨污水綜合管網的轉運改造為了更好地優化改造效果，往往需要關注雨水回用的影響，實現雨水的資源化利用率的提升，避免污染嚴重雨水的直接排放。在雨水資源的利用中，要注意雨水的利用，并制訂可行方案，雨水可以替代生活用水，達到更好的節水效果。此外，景觀用水可以依靠雨水，通過充分收集雨水資源，然后進行合理配置，優化各景觀的用水效果［4］。另外，一些公共場所也可以充分利用雨水，例如，公共廁所的沖洗可以形成有效的改造。當然，在雨水資源的利用中，也需要注意對雨水的簡單凈化，避免直接利用嚴重污染的雨水。

4.4 為管道管理提供充足的財務支持

政府政策的支持是城市集水網雨污分流改造工程不可替代的重要條件。有關部門可以設立管道改造和維護專項資金，充分發揮管道在雨污分流中的良好作用。同時，各相關單位要及時明確各自的責任和義務，積極建立良好的溝通，確保大部分資金用于管網改造和建設。此外，在資金充足的情況下，還可以有效地處理小口徑管道、材料老化和內部堵塞等問題，并引進先進的管道清洗設備，為雨污分流管道的檢修和維護提供方便?；鸬氖褂脩M可能透明，并能受到公眾和其他部門的合理監督，以避免不當挪用資金。管網改造和建設應使用公共資金，并在建設過程中確保足夠的資金。

4.5 施工階段管理

在施工階段，首先要保證施工道路可方便施工機械安全順利進入施工現場，同時，在現場進行交通疏導，保證車輛和行人的正常通行，積極配合交通管理部門設置交通標志和夜間警示信號，減少和避免施工造成的交通堵塞和交通事故。在施工過程中，建設單位必須有效實施封閉標準的圍擋管理，將施工現場與外部邊界隔離，確保安全。此外，熟悉材料性能和施工工藝，尤其是新材料的結構要求，如有可能，必須邀請制造商（供應商）的專業技術人員到現場進行專門培訓。

4.6 管道開挖施工管理方法

根據管道的具體情況，檢查管道的位置，如果是已知管道，則必須通過開挖坑確定管道的準確位置和鋪設深度，以避免損壞管道。在正式施工期間，可能需要明確道路線路的類型，以便采取有效的保護措施。溝槽開挖時，應注意確保溝槽兩側路堤的穩定性，不得過度開挖或水平影響，監視溝槽底部，挖掘過程中遇到堅硬物體時，應立即清除，回填時應使用沙子。在施工開挖和運輸過程中，對開挖的淤泥進行清理，確保施工順利進行。管道基坑施工必須全面熟悉施工前的管道鋪設施工坑，執行建筑施工圖紙說明，并與施工單位確認，基坑的安全檢測必須滿足控制部門的要求，避免對其他管線的損壞。如果開挖影響溝底，必須在距溝底約20～30cm處停止開挖，并在施工前進行人工清理。

4.7 增加雨水儲存設施

利用管道系統的蓄水能力，管理和收集雨季雨水，降低峰值，控制雨水徑流，減少雨水污染。污水處理廠回用后，將這部分雨水儲存起來進行處理，以去除雨水中的污染物。同時，根據城市現狀，雨水儲能可作為綠化用水或水源補充，提高城市水資源利用率，在這方面，城內雨污水排水改造可以借鑒國外先進的理念和方法。例如，德國采用綜合工廠技術處理雨水溝，將排水系統分為污水溝、道路雨水溝、庭院排水管、屋頂排水管等，提倡合理利用雨水進行地下回注?？刂平ㄖ锿庥晁呐欧?，避免雨水污染城市水體，實行就近雨水管理。

5 雨污分流措施在城市排水系統中的應用

在城市排水系統中，進行后期管理、雨水和廢水排放管理，以確保其城市排水運行系統的效率。為了解重建區雨水和廢水的排放情況，整合部分建筑的獨立排水系統管理，并從污水排放源出發，有必要進行新的雨水立管建設。為了將建筑物屋頂上的雨水收集分開，并將建筑物內原有的一些匯流管作為污水管，從而調節施工污水的排放和處理，通過分流雨水和污水，實現對污水排放的有效管理，污水分流措施改造了城市排水系統，清理或廢棄了原有的匯流管［5］。結合對城市排水系統管網分布和測圖點的分析，雨污水混合管網布局過于混亂，在惡劣地區，必須放棄原有的分配器，進行新的雨水和廢水處理，并設計和建造導流管道系統，以達到雨水和廢水分開排放和管理的效果。同時，也可以針對獨立雨水渠道的存在，但排水渠道與市政排水系統和管道、市政污水管道和管道相結合，重新進入污水管道的建設，實現雨水和廢水的排放，在節約建筑材料的同時，取得更好的廢水排放和管理效果。此外，在重新設計城市排水系統、區域場地、蓄水結構、濕地分布等方面，必須采取雨水和廢水排放措施，以充分利用其有效資源。新建雨水管道和改造區的低地、流域、水庫，采用連接材料和濕地，充分發揮其調節和蓄水池功能，加快雨水排放，解決城市內澇問題，利用自然循環水增加景觀用水量，優化城市生活環境，促進城市建設和發展［6］。

6 結語

總之，雨污分流工程在城市發展中起著非常重要的作用。只有采用合適的關鍵施工技術，才能解決建設中雨污管網建設中存在的實際問題，更好地建設道路工程，完成城市雨污管網的建設和部署，并優化城市街道排水系統，從而保證城市雨污排水系統的正常運行。