老城区排水管网改造设计探讨

2020-11-29张燕华

中国建筑金属结构 2020年12期

张燕华

1.老城区排水管网改造设计现状

1.1 老城区雨水排水管网存在主要问题

在老城区的排水管网中，雨水排水管网作为所有排水流程环节中重要的一项，如果出现问题则可能导致整个管网的流通不畅，埋在地下的地下排水管网更需要及时清淤和疏通。在老城区雨水排水管网当中还存在着许多问题，例如雨水不往外面排，而是往房屋中流淌。由于雨水排水管道没有和总管道连接好，管道外高里低，每到下大雨的时候，雨水就会沿着管道流进房屋。雨水排水管的建设不规范或者老旧老化等现象都会造成雨水排放不通畅，导致街道上雨水严重堵塞的情况发生。还有雨污管混接的现象，雨水排水管网布置不合理，雨水口严重堵塞，从而导致雨水排泄系统混乱。

1.2 老城区污水排水管网存在主要问题

污水排水管网和雨水排水管网同样作为排水系统中重要的一项，在很多老城区中，污水排水管网的设计标准较低，管道中排水管径较小，在污水过水时能力大大降低。或者由于建设年限较长，一直没有得到维护和重建，破损情况严重，随着人口不断增长，排放的污水量不断加大，使之管道污水排放能力不足以承受大量的污水排放，容易造成污水渗漏和管道内出现臭气的情况。由于长时间污水排放，管道堵塞没有进行及时清理，管道内积淤严重，导致污水排放堵塞[1]。在污水排水管网建设时，很多设施设备不全面，没有按照标准进行规范设计，对后续的设计改造带来了一定的困难。还有很多城区因为道路比较狭窄，房屋建设密集，在地下的排水管中未建设专用的污水排水管网，居民使用的污水通常流向暗沟中，使得居民生活环境得不到保障。在建设中没有考虑到雨污分流的规划设计，只考虑到本区域路段的排水问题，在很多老城区当中还有乱挖乱接，缺乏排水系统统一管理制度的现象，导致污水排水管网的不堪重负。

1.3 当前老城区排水管网改造侧重点分析

以泉州市为例，每次较大降雨量过后，老城区很容易出现雨水排泄不通畅、路面严重积水，导致居民房屋淹水、交通瘫痪等现象。近年来，针对老城区脏乱差、排水难的现象，相关政府部门对泉州古城区提升改造，对地下排水管网进行了大规模的改造设计，以促进城市发展，改善居民生活环境。老城区排水管网改造的重点主要体现在以下几方面：

（1）由于城区建设年限较长，居民人口不断增加，出现污水排放量增大、污水、雨水排放不通畅等现象。过去的排水管网的管径偏小，导致大量污水排放时，管径经常会不堪重负。针对此现象在设计改造时应对城区的排水管径进行测量分析，根据污水排放量改造设计管径大小，对不能满足条件的管道进行淘汰。

（2）加强设计雨污分流机制和截流式改造，对于合流制方法中存在的污水直接流入自然河道的问题加以避免和改善。

（3）在改造设计中，与其他管道工程和附近排放口进行良好衔接工作，确保施工时能够不损坏和阻碍其他管道排放口，让其相互融合，能够更好地进行污水排放工作。

2.老城区排水管网设计优化原则

老城区排水管网设计的优化对居民生活和城市发展都具有至关重要的作用，在设计过程中要注重以下几方面原则：

2.1 立足现状，新旧结合

很多老城区的建设年限较长，排水管网出现老化或者堵塞的现象，导致对城区污水排放产生巨大的影响。在优化建设时，应充分调查了解排水管网情况，利用管线探测资料摸清管径、标高及管道运行情况。对于管径大小还应采用当下规范标准下的暴雨重现期和当地的暴雨强度公式进行水量计算和复核。对于管径偏小或者老化、破损严重的管道进行拆除重建；对于管径满足水量要求、运行状况良好的管道予以保留。采用新旧管道结合，在满足排水要求的情况下，最大限度降低造价。

2.2 能分则分，不分则截

在一般老城区的建设中，排水体制通常采用雨污水合流制，未经处理的污水随同雨水直排城市内沟河等自然水体，从而导致水污染严重。因此对排水管网的改造设计当中，应尽量采用雨污分流制体系，建设雨水和污水两套管网进行收集排放，污水全部集中至处理厂进行处理。对于道路街巷较窄无条件进行彻底分流改造的，可采用末端设施截流设施的方法，将合流管内旱季的污水排入下游的污水管网进入污水处理厂处理，降雨时则一部分排入下游污水管道，大部分进入雨水管网直排水系。

2.3 以城市控规指导市政排水

以城市控规和市政排水规划为指导排水管网是一个互相连通的、系统性的设施。当分片区分路段对老城区管网进行改造时应注重城市的管理规划，以控规和市政排水规划为指导，充分考虑改造片区周边的用地性质、地形地势，因地制宜，与上下游管网合理衔接。

3.排水管网改造设计优化方案

3.1 据老城区内涝风险，优化截留改造设计措施

以泉州市老城区排水管网改造设计为例，泉州市作为古城，老城区数量多，房屋建设普遍年限较长，本地区和外来人口不断增多，房屋建设密集等多方面因素都会造成排水管网的不通畅，伴随着降雨次数居多，在降雨量大的时候容易发生水灾，导致居民生活环境缺乏保障。针对自然灾害优化截留的改造设计，对于截留管道的布置通常是按照支管、干管、主干管来进行布置。应利用城区区域地形，将排出的污水流向根据地面由高到低进行设计。在截留管道的设计中，与其他管道工程进行相互协调，保证截留管道架设在水管道之下[2]。通过管道设计，控制截留管道坡度，保障上游管道水面高度高于下游管道。使得污水在截流时可以依靠重力流进行排水，在此条件下就无须提升泵站。

3.2 采用老城区雨污分流技术，优化排水管网整体设计

泉州老城区的地形大多地势平坦，距离污水处理厂较远。针对此特点可采用雨污分流技术，将雨水和生活污水通过两个管网收集，雨水就近排入水体，污水收集到污水处理厂。雨污分流排水技术需要将雨污水排放收集系统规划完整，确保污水能够全部收集到污水处理厂，针对雨水的排放可利用原有的沟渠，对其进行雨水加盖板。在城区内设计的雨水管网中将其多设计为埋地管道。通过利用地势坡度以重力流排入城区附近的河道中。通过雨污分流，能够有效避免污水直接流入河道造成污染，且雨水的收集利用和集中管理排放可降低水量对污水处理厂的冲击，保证污水处理厂的处理效率。当地有关部门应加强对排水管道的排查，及时疏通管道，确保管道畅通。

3.3 配合老城区海绵城市措施，强化水管网改造质量

海绵城市的措施就是利用自然规律将雨水进行自然积蓄，自然渗透、自然净化让城市在适应环境影响和应对自然灾害方面具有良好的弹性。海绵城市采取渗、滞、蓄、净、用、排等措施将70%的降雨就地消纳和利用，使城市能够像海绵一样下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用。在老城区可以结合道路绿化带设置下凹式绿地、利用现状的小公园等设置渗透塘等海绵城市的蓄水、净水设施，既缓解了管网的排泄压力，又可以营造出小景观，美化环境。通过海绵城市技术建设，能够最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响。因此配合海绵城市建设措施，对老城区排水管网的改造进行加强治理。