老城区污水管网建设

杨海斌 1 颜盼 2 王敬元 3

中国市政工程中南设计研究总院有限公司昆明分院 云南昆明 650000

摘要：目前，我国城市老城区污水管网建设和管理相对落后，雨污合流体制，雨污水管错接等导致污水处理厂效率低下，影响城市排水事业发展。基于目前污水管网建设和管理现状，如何有效提高老城区污水管网建设和管理水平已成为业界普遍关注的问题。

关键词：水污染；老城区；管网；

1老城区管网现状

1.1规划不完善，缺乏系统化

随着城市快速发展，原有的城市规划已不适合指导新时期城市建设。上世纪末，本世纪初为迎合城市发展需要以及带动地方经济，国内许多城市开始进行大规模城市扩张，但对于扩张区域的规划方案，往往只重视看得见的地上部分，忽视了需要大量投资但看不见的地下设施，尤其是地下污水管线，最终导致生活污水无法得到有效收集，无序排放等局面。同时由于缺乏统筹考虑，污水通过管网收集后最终排到何处，污水厂服务范围划分，管线转输能力复核等问题未充分分析，造成老城区排水下游污水漫流、冒井、长期高水位运行现象。因此，目前对污水管网的建设提出了很高的系统性要求。此外，之前一些规划还缺乏严谨性和科学性，深度不够和可操作性不强；缺乏整体意识，与区域规划不统一，专业规划与总体规划不衔接；规划不严谨，污水管网建设的设计和规划已经明确，但由于个别原因，污水管网建设随意调整或取消。地面未按规划修建道路或建筑物，给以后老城区污水管网建设造成很大困难，甚至改变区域污水管网布局。

1.2遗留问题多，改造难度大

在许多老城区，大部分污水未经处理，直接排入附近沟渠，影响水质和居民的生活环境。由于旧城区建筑物密集、交通繁忙，地下管网改造存在诸多挑战。另外，旧城区的排水方式主要采用雨污合流制且管网、污水井等质量较差，连接处严重变形，污水管与污水井渗漏严重，排水系统基本无法使用，只能修复或重建。在1980年代和1990年代，中国许多城市建设了排水系统，但是随着城市的持续发展，污水量负荷日益增加，在新时期环境保护的要求下，老城区地下污水管网问题日益突出。

1.3截流井问题尚未解决

由于历史原因，许多旧城区很难采用雨污分流系统。目前，污水管网主要由截流井和传统的排水网络组成，通常在排水管进入河道之前设置排水管截流井。这是一个流量控制组件，全面检查城市下水道主管，汇水管道，周围地形以及排水水位之后，将其添加到汇水系统的污水网络中。截流井可截流城市主流污水和初期雨水，以减少城市水体污染。目前，截流井的应用也给老城区污水排放方面带来一些问题，主要表现为雨季降水后收集污水量增加、污水浓度被稀释，污水厂对所收集的低浓度浓度污水难以处理。在汛期，洪水通过沿河排水口倒灌进入老城区的溢流口，进而注入城市下水道系统，最终导致部分污水溢出到自然水体中并造成污染。

1.4排污管理力度不够

污水管理不到位主要表现为未按要求导流或未按要求截流，市政雨污管道连接或错接，排水用户排污管道与市政雨水管错接，以及小区雨水和污水管道错接，导致雨污分流系统失效，污水量增加，污水浓度降低。此外，还存在管网不能及时疏通，无法达到原设计输水能力问题。

2对策研究

2.1管道材料优化设计

适用于雨水和污水排放的混凝土管有三种：混凝土管、轻筋混凝土管和重筋混凝土管。混凝土管抗压强度强，使用寿命长，技术成熟，但重量重，运输成本高，承插件加工精度低，易泄漏，管内壁易滋生水生生物，清洗困难，影响管道的输水能力。随着新材料技术的发展，HDPE管等新型材料越来越多地应用于城市排水系统中。常用的高密度聚乙烯（HDPE）塑料管外壁为圆形波纹结构，内壁为新型光滑塑料管。这种新型管道重量轻、连接可靠、耐磨、耐腐蚀、韧性高，但承载能力差，不宜在高强度荷载路面下铺设。管道的选择应注意本工程的实际情况，综合考虑各种管道的力学性能和维修方便性，综合比较选择。

2.2排水体制选择

有三种排水系统：合流制系统、分流制系统和截流式合流制系统。旧城区排水系统采用合流制。排水系统的选择将直接影响管网改造成本和运行维护成本，因此在管网改造过程中，排水系统的选择尤为重要。目前，在管网改造中，分流制排水系统较为普遍，理论上可以最大限度地减少水污染。但由于缺乏规划，基础设施建设薄弱，制约因素多，老城区狭窄弯道建设不方便，污水外流不符合雨污分流标准。因此，如果采用分流制系统埋管，则接收的污水量太小，甚至根本无法接收。鉴于此，目前常采用截流式合流制系统和截流式分流制系统。在污水管网改造后期，随着城区的进一步改造，雨水和污水逐渐分离。前者是在合流排水管末端截流末端合流污水后再排放进入污水管道，该系统适合分期逐步改造，但对污水处理影响较大。后者是将每户的生活污水截流到污水收集管道中，再输送到排水渠中，这有利于减少雨水对污水厂的冲击负荷，提高污水浓度，更有利于老城区后期改造。

2.3管径优化设计

常用的管网管径优化方法有线性规划法、分段线性规划法、广义降阶法、二次规划法和分枝定界法。然而，用这些方法进行优化设计的过程复杂，计算值发散，需要建立合适的优化模型。除了将管径优化转化为分段管长优化而不作进一步处理而得到的优化结果外，其他经典的优化方法还需要用分枝定界法将管径圆整到标准管径，仅适用于小型管网。在实际应用中，大多数的四舍五入方法都是基于最接近的四舍五入规则，因此理论上最终的管径不再是最优值。启发式优化方法基于经验构造算法。根据污水管道经济流量范围、地形及污水管道走向，确定各管段的流量走向。节点流量由起始节点向排水管段累计，管径按最近取整规则取整。在适当的计算时间和空间下，可以找到最优解。

2.4改进污水管网设计方案

可以对现有的不渗透井进行改造，以解决城市下水道网络运行过程中存在的不渗透井溢流的问题。例如，通过在汇流管连接到污水控制总管之前设置堵塞井，并根据污水量的长期计划优化堵塞管和堵塞井，用堵塞井取代常规类型的溢流井，污水溢出问题可以克服。同时，从投资效率和污水收集的角度出发，在建设下水道网络系统时，有必要合理优化排水方式，采用局部分流系统和临时截流综合系统的管理方案。旧城区应采用临时截流系统，而新城区应采用雨污分流系统。城市排水管道网络逐步改变和优化，新老城区合理连接，最终形成了一个完整的城市排水系统。

2.5加快老城区污水管网改造，促进污水收集率的提高

除了强调污水处理厂建设外，为进一步改善污水管网建设和管理，还应对污水管网进行改造，以防止雨水进入污水管网以及污水进入河流。在此过程中有两点需要重点注意：一是加快新的污水管网建设，扩大污水管网覆盖范围，进一步提高污水收集率。污水管网的建设应遵循统一的标准和分阶段实施的基本原则，注意与老城区改造，城市河流整治，道路建设以及与其他工程的融合。二是引导政府职能部门合理规化污水管网，提出目标重建的目标和计划，分阶段实施，形成3-5年的分阶段重建与新建目标，解决城市污水管管径太小且老化严重，污水渗漏污染地下水，污水溢流入河污染河水等问题，提高污水收集率。

结束语

研究表明，在城市化和经济发展的背景下，城市污水管网的建设和管理对城市发展具有直接影响。污水管网的运行质量和效率与生活环境的改善直接相关，并在污水转输和排水中起着重要作用。但是，目前中国城市老城区污水管网存在一些问题，对污水管网的稳定运行产生不利影响。本文提出一系列措施，例如优化管网建设和改善管理模式，同时阐述城市污水管网的建设和管理要点，以促进污水管网的良好运行并为城市发展提供积极帮助。。

参考文献:

[1] 章振标,崔国坚.对当前城市污水管网施工管理中相关问题的思考及建议[J].科技创新与应用,2018(11):123.

[2] 赵冬泉,王浩正,陈吉宁,等.监测技术在排水管网运行管理中的应用及分析[J].中国给水排水,2019,28(8):11-14.