蘇東古鎮水系與給排水現狀及其改造方案

賀 江，吳慧芳，王俊萍，過江洋，王知遠

(南京工業大學城市建設學院，江蘇南京 211816)

古鎮是傳統文化的一種重要載體，是中華文明幾千年來的縮影，是祖先留給我們的遺產，所以我們要盡最大的能力、集全民族之力給予保護。隨著經濟的發展，改造成為了一種有效的保護措施，但也存在著很多問題，古鎮的水系和給排水改造就亟待解決。

該古鎮位于江蘇東部某發達城市，分別于2013年和2014年先后入選江蘇省和國家級歷史文化名鎮。古鎮地勢平坦，南高北低，區域河塘水面較多，河網縱橫。隨著古鎮改造的開展，惡劣的水環境、落后的給排水設施問題亟需解決。古鎮規劃區域面積為67.7 hm2，鎮區多以民宅為主，伴隨著一些商業街和一些小型工業。

1 現狀及存在的問題

1.1 水系現狀及存在問題

該古鎮和長江流域古鎮較為相似，古鎮區域內河網縱橫，河塘水面較多，且四面環水,古鎮水系如圖1所示。一條運河將鎮區分為南北兩個部分，運河南部為古鎮區，河道一是運河的支流，貫穿古鎮南北，將古鎮的中東片區分開；河道二連通運河和河道一，與運河、河道一一起將古鎮區的中西片區包圍；另外，古鎮區東部有多條水系，西部有一處古時的碼頭。

圖1 古鎮區域及水系圖Fig.1 Map of Old Town Area and River System

該古鎮的水環境和我國大部分古鎮一樣，除橫穿鎮區東西的運河和貫穿南北的河流水質相對較好外，其他河流由于穿過密集的居民區和養殖場、印染廠，河道內水質較差，呈墨綠色，水面有大量的水草和綠藻，靠近居民區的部分還有大量的建筑廢料，導致河道變窄，甚至堵塞。因為規劃范圍內都是采用雨污合流制排水，且污水都是就近排入水體，所以除栟茶運河外，其他水系都存在一定程度的污染，整體水環境質量較差，且布局凌亂、無組織、無規劃性。

1.2 給水現狀及存在問題

大約在2014年，才由市區的自來水廠通過加壓泵站引入長江水，目前居民飲用長江水覆蓋率達95%以上，水廠一個月供水約40 000 t(不包括工業用水)。古鎮區有3個供水干管進入，直徑均為160 mm；除此之外，主路上也有直徑為160 mm的給水管；其余給水支管均為支狀敷設，為100 mm管道，通過小管徑給水管牽入住戶。古鎮區無專門的消防管道，所有消防栓均連接在100 mm給水管道上。

由于古鎮的開發較晚，自來水引入也較晚，給水管敷設均是直接從干管遷入住戶，不成環網敷設，用水高峰可能會有供水水壓不夠的現象；古鎮區的消防栓數量和規格均不符合規定，且消防和給水共用一套給水管網，會導致消防水壓不足，存在嚴重的消防隱患。

1.3 污水現狀及存在問題

古鎮的歷史街區為石板街，石板街下是寬×高為45 cm×70 cm的排水明溝，主要收集兩側居民的生活污水和雨水，排入河流。規劃區域內基本無污水收集系統，均為沿街敷設的污水管，均為300 mm或400 mm，現狀污水進入敷設的污水管道，然后就近排入水體，污染下游河道。

區內有一座污水處理廠，設計處理能力為 0.50萬m3/d，實際日處理能力為 0.3萬m3，污水處理廠年污水處理量為 110萬m3。現狀工業企業污水自主處理，生活污水部分經污水處理廠處理，部分直接排入水體。古鎮區西南角有一印染廠，印染廠廢水輸送到污水處理廠處理。在古鎮改造規劃中，印染廠需搬遷。

古鎮和我國大部分的古鎮區以及舊城區一樣，采用雨污合流制的排水方式，且古鎮的合流管均通入附近水體，不經過處理的生活污水造成鎮區河流和水系的嚴重污染；古鎮區域內沒有有效的污水收集系統，污水也存在散排的現象。

1.4 雨水現狀及存在問題

規劃范圍內用地以居民居住和商鋪為主，含廠房、農田、池塘、綠地等，排水系統建設不完善，古鎮區內沒有雨水管線，雨水現狀基本是散排、并排入現狀河道水系。規劃范圍內雨污合流，雨水通過雨水管落到地面后，匯流至污水井中，通過污水管和污水一起排入就近水體。

連續大雨時可能會造成小片積水，但不會有洪澇災害，這源于古鎮發達的水系；但是古鎮沒有雨水收集和排放系統，且雨污合流的排放方式會給污水處理廠或河道水系帶來負擔。

2 改造措施

2.1 水系規劃

首先將已經堵塞的水系全部疏浚，溝通已經斷開的水系，清理水溝內的垃圾和底部淤泥，將堵塞水溝的建筑垃圾全部清理，使水溝恢復原來的寬度和深度，保持有效的水流和水深。

搬遷河流兩側的養殖場和印染廠，防止養殖廢水和印染廢水進入河道水系。生活污水不直接排入河流，改善古鎮區域水環境質量，河流兩側改造成生態護坡，增強景觀效果。另外，古鎮規劃區內的天然水體都要保留，它們是天然的蓄水池，雨水管線可以就近接入。

在古鎮規劃區域東部建一個自然濕地系統，需將部分堵塞的水溝疏通、清淤，兩岸種植植物，設置溢流壩，形成一個天然的循環濕地系統，可以處理東片區的生活污水。

2.2 給水規劃

2.2.1 用水量預測

目前有很多種方法測算用水量，常用的有綜合用水定額法、地均指標法、分類預測法等多種城市用水量預測方法。

人均綜合用水指標法：根據《古鎮保護規劃》，現狀鎮區規劃范圍內人口約7 000人，規劃居住人口8 000人，預計每日游客人數2 000人。根據《室外給水設計規范》(GB 50013—2006)，該古鎮屬于一區中、小城市，綜合生活用水定額為220～370 L/d，由于現在居民生活水平較高，生活用水定額取370 L/d，規劃區內人數取10 000人，規劃范圍內用水總量為3 700 t/d。

地均指標法：根據鎮區規劃范圍用地的匯總，結合《城市給水工程規劃規范》(GB 50282—1998)和《城市用地分類與規劃建設用地標準》(GB 20137—2011)，計算規劃范圍內用水總量為6 253.06 t/d。

以上2種方法預測古鎮區域內用水量的結果有差異，以地均指標法來預測用水量是適宜的。因此，古鎮區域內用水量預測結果為6 253.06 t/d。

2.2.2 給水管網布置

給水管網的布置應當滿足當地的水質、水量、水壓及安全給水和城鎮消防的要求，要根據當地的地形和布局、技術經濟等因素來確定[1]。通過對當地的調查，該古鎮的各用戶對水質、水壓要求差別不大，且地形起伏變化較小，所以規劃采用統一的給水系統，即生活用水、工業用水、消防用水等均按生活飲用水水質標準，接管于當地的城市自來水供水系統，由統一給水管網供給用戶。古鎮給水管線布置如圖2所示。

古鎮原有3個供水干管進入，分別為于橋一、橋二和橋三。橋二處的干管是沿省道而來，直徑為160 mm，主要供水區域為東片區和中片區石板街以南；橋一處的給水管是由運河北部的新鎮區引來，主要供水區域為西片區和中片區石板街以北，并與橋三處的供水干管相連接，形成環狀管網，管線形成若干閉合環，水流四通八達，安全可靠，保證古鎮區域內供水水壓。同時，古鎮的路網有所改變，輸配水管渠走向和位置應符合城市和工業企業的要求，并盡可能沿規劃道路敷設，故要根據其路網圖對給水管網進行部分改造，改造時需注意配水管與建筑物和工程管線的間距[1]。管網沿線按規范要求布置消火栓。

2.3 污水規劃

(1)污水量預測

為準確預測古鎮區域的污水量，規劃采用地均污水指標法、人均污水指標法這兩種方法預測古鎮污水量。

地均指標法：根據預測，歷史鎮區規劃污水總量為4 651.46 m3/d。

人均綜合指標法：現狀鎮區規劃范圍內人口約7 000人，規劃居住人口8 000人。預計每日游客人數為2 000人。總服務人口10 000人。根據《給水排水設計手冊5》，該鎮屬于一區中、小城市，綜合生活用水定額為220～370 L/d，取生活污水量為生活用水量的80%，生活用水定額取370 L/d，規劃區內人數取10 000人，規劃范圍內污水總量則為2 960 t/d。

圖2 給水管線圖及消火栓位置圖Fig.2 Plan of Water Supply Pipelines and Position of Hydrants

以上兩種方法預測古鎮區域內污水量的結果有差異，以地均污水指標法來預測污水量是適宜的。因此，古鎮區域內污水量預測結果為4 651.46 t/d。

(2)污水分區收集和處理

古鎮現狀不存在完整的污水收集系統，所以需要根據古鎮的地形等新建一套完整的污水收集系統，重新劃分污水收集區域，以確保古鎮區域內污水

可以全部經過處理后再排放。根據古鎮的歷史形成等，污水收集可劃分為3個分區，分別為西片區、中片區和東片區，其中西片區為古鎮規劃區域內道路一以西片區；中片區為古鎮規劃區域內道路一和道路三之間的區域；東片區為古鎮規劃區域內水系一以東的區域。古鎮污水管線布置如圖3所示。

圖3 污水管線圖Fig.3 Plan of Sewage Pipeline

規劃使用原印染廠內的印染廢水蓄水池為生活污水蓄水池，西、中、東3個片區的污水全都利用污水管線收集起來輸送至污水蓄水池，再利用原印染廠輸送至污水處理廠的污水管道輸送生活污水。

西片區：西大街以北的污水通過道路二污水干管進入污水蓄水池；西大街上污水管收集西大街兩側的污水進入污水蓄水池；河道二北岸敷設污水干管，收集西大街以南、中片區和東片區的部分污水進入污水蓄水池；道路五敷設污水管，收集污水進蓄水池。

中片區：中市街、道路四上敷設污水管，收集的污水分別東、西向流入道路一和道路三的污水干管，道路一污水干管通過道路二的污水管流入污水蓄水池，道路三污水干管流入道路四污水泵站，然后通過道路四污水干管流入污水蓄水池。

東片區：東片區分為兩個片區收集污水，第二條水系以北為一個片區，收集污水后通過河道一橋污水泵站流入道路三污水干管，第二條水系以南的污水收集后通過倒虹過河進入道路四污水泵站，游客中心的污水通過倒虹過河進入污水干管[2]。

方案的總處理水量為4 651.46 m3/d，接近現有污水處理廠的日處理能力，但超出了污水蓄水池的容納能力，采用該方案，需對污水蓄水池進行改造。在河道一橋處和環栟南路設置兩個污水泵站以提升污水，減小管道埋深。

2.4 雨水規劃

(1)雨水規劃方案

充分利用地形和原有的雨污合流管線，盡量利用自然地形坡度，將雨水以重力流的方式和最短的距離排進附近的池塘、河流、湖泊等水體中，可以減少管渠工程造價[3]。在地形坡度較大時，雨水干管宜布置在地面標高較低處；當地形平坦時，雨水干管宜布置在排水流域的中間。本古鎮雨水管網采用主要敷設暗管的布置方式，分散式出水口的管道布置形式，在西大街、中市街、東大街則采用石板街下的矩形暗渠收集排放。古鎮的雨水管線布置如圖4所示。

考慮到古鎮改造后將作為旅游小鎮開發利用，必須要有美觀的效果，且根據古鎮的保護規劃，一些古建筑物要妥善保存，巷道的格局不能改變，但是一些巷道較窄，重新敷設雨水管是不現實的，所以建議在小巷道內使用線性排水溝。在確保水體盡可能不受污染和滿足水力條件的情況下，充分利用現有合流排水設施，可大大節省工程造價和縮短工期，只需新建線性排水溝3 156.22 m，若不利用現有合流制排水設施作為雨水排水設施，則需新建線性排水溝10 737.42 m。

古鎮原雨污合流管都是就近排入水體的，且古鎮區域內不存在內澇災害，所以可充分利用原雨污合流管作為雨水管排水，從而節約造價和施工工程量。污水管網施工應盡量減小開挖量，可將原先的合流管取出后再進行污水管的敷設。

(2)石板街下排水暗渠規劃

石板街用花崗巖條石鋪成，每場塊條石長約0.95 m，寬約0.37 m，厚約0.12 m，中間橫鋪，兩側豎鋪。現東大街尚存約230 m，東起東碼頭，西至憶農橋；西大街尚存約270 m，東起衛海路，西至印染廠；中市街尚存300 m，東至憶農橋，西至衛海路；北大街尚存390 m，南起中市街，北至栟茶運河，總長約1 190 m。

石板街下為古時磚砌排水明渠，深70 cm，寬45 cm，作為排雨水和生活污水使用，主要收集兩邊居民的生活污水，就近排入水域。規劃方案內，將原本的雨污合流管作雨水管排雨水，所以石板街下的排水暗渠也用作雨水管排雨水。因石板街的寬度較窄，并且需要在石板街上另鋪設污水管，所以可以考慮在石板街上新建污水支管，將管徑較小的污水支管鋪設在排水暗渠內，如有需要可以增大排水暗渠的深度[4-5]。

由于石板街和排水暗渠歷經風霜，有些地方損壞嚴重。所以石板街的路面需要重新改造，恢復中間橫鋪、兩側豎鋪的原始樣貌。部分已經斷裂的石板需要更換，兩側被水泥覆蓋的豎鋪石板暴露出來，不能被水泥覆蓋。

3 結論

(1)鑒于古鎮的水環境問題，需要疏浚河道和溝通水系以改善古鎮水系的水環境，使水質達到Ⅳ類水標準。

(2)考慮到目前給水管網的缺陷、未來用水量增加和消防供水問題，全面改造古鎮給水管網，形成環狀管網，管線形成若干閉合環，保證供水水壓和消防供水。

(3)為防止生活污水直接進入水體和現有的雨污合流管，需要新建一套完善的污水管網收集系統，保證生活污水全部經過處理排入水體。

(4)因為原先雨污合流管能充分排放雨水，所以利用原先的合流管，可以有效地排放雨水，不會形成內澇和積水。

(5)古鎮區域內需要保存原有風貌,故不會有高樓，所以電線還是建議從空中敷設，通訊電纜和煤氣建議埋地敷設，可與管網一起施工，降低工程量，縮短工期。

(6)結合此規劃方案，需對改造后的古鎮區域水環境進行跟蹤觀察，驗證此方案是否對古鎮環境有明顯的改善效果。