基于海綿城市的老城區雨污分流改造路徑分析
——以廣元市老城區嘉陵片區排水系統改造工程為例

朱建樹，龍 霞

1.中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430000

2.中國市政工程西南設計研究總院有限公司，四川 成都 610000

1 海綿城市背景下開展雨污分流改造的必要性

海綿城市建設過程中，國內外已經展開了相對深入的研究，海綿城市的基本概念為城市下墊面如同海綿一般具有彈性，能適應城市洪澇問題，有效減少城市洪澇災害風險，強化城市生態系統功能。在實踐調查中，部分老城區基礎設施較為陳舊、功能性不強，排水系統管道淤堵破損及混接問題依舊存在，需對雨污管網進行優化，及時開展分流改造。在海綿城市背景下，文章將對廣元市老城區嘉陵片區排水系統改造工程進行分析，探索老城區雨污分流及海綿城市改造路徑。

2 工程概況

案例工程為嘉陵片區排污排水支管改造工程，項目位于廣元市利州區嘉陵片區，處于嘉陵江與南河教會位置，規劃總體面積大約為259.89hm2。嘉陵片區是廣元市老城區，排水以合流制為主，新建小區根據城市規劃政策采取分流管道系統，但公共管道建設及小區建設不同步，導致管道混接問題明顯，污水系統合流制及分流制交叉存在，排水體制較為混亂。雨季時大量的雨水會經過合流管路進入截污管路，最終引入污水處理廠，對污水處理廠正常運行產生影響，對此，實施雨污分流改造措施十分必要。結合目前老城區實際情況，此次改造范圍是城區主道路，并未對小區及巷道進行處理。工程范圍包括建設路（A段）及煙波街（C段）、政府街（F段）等，改造工程需新建污水管2.6km，管徑為DN300～DN800，新建雨水管6.4km，挖掘雨水邊溝1.3km。

3 老城區雨污管網系統現狀

3.1 排水系統現狀

中小城市老城區人口數量眾多，基礎設施老舊，部分老舊管線沒有及時更新，新建管網無法跟隨城市擴張速度，排水系統建設依舊處于停滯階段，相比其他新城區明顯落后，排水系統標準較低。老城區建設環境及設計方法等因素下，老城區雨水管網系統相對紊亂，導致雨污混流問題依舊存在。例如廣元市嘉陵片區合流制排水區較大，雨水及污水管路混合現象較為嚴重，尤其是老城區人口密度大，管網已建設多年，市政道路存在污水現象，雨水管道銜接紊亂，對地區管網數據進行調查，老城區市政道路雨污混接位置有200多處。

3.2 排水體制現狀

現階段，廣元嘉陵片區分流制、合流制、污水直排制共存，并未形成完善的雨污分流排水系統，合流區排水管道未成系統，導致大量污水直接污染自然水體。嘉陵老城區多采取傳統合流排水機制，通過直排合流管路，將雨水及生活污水排入水體，截污主干管路覆蓋范圍小，形成污水管道骨架的同時，以截流及排污為主，無法改善上游水體環境，從而影響人們的生活質量及身體健康。

3.3 老城區雨污徑流現狀

老城區普遍存在建筑密度大、公園綠地面積小、硬質路面范圍廣等問題，加之老城區房屋建筑較為老舊，表現出房屋老化及配置不足、空間限制等問題，蓄水凈水設施量少，在降雨季節，雨污混流也會導致徑流污染的風險增加，在城區部分低洼位置常見積水內澇，給人們的生活質量造成了負面影響。

4 基于海綿城市的老城區雨污分流改造具體路徑

4.1 設計原則

（1）根據總體規劃及指導細則，采取全面規劃及遠近結合、分期實施原則，保證工程建設與城市發展協調，保護環境的同時，也能在最大程度上發揮工程效益。（2）嚴格執行雨、污分流排放制度，達到雨污順利排放的目的。（3）排水管網設計過程中應關注經濟性及技術性，在尊重事實的前提下，思考利用現狀合流管作為污水管，并建立雨水管系統，局部根據施工條件及排水情況建立污水管，將合流管作為雨水管。（4）建立排水管網，思考區域排水情況及地塊情況，結合地塊規劃，在排水管道斷面及平面上進行規劃布置，保證功能性及適應性。（5）在雨、污分流設計過程中，現狀與規劃不符合的情況下，可以將收集污水作為第一目標，兼顧未來規劃，預留相關的接口。（6）在設計及選材過程中，基于過往的分流改造技術，思考技術發展趨勢及新工藝、材料情況，兼顧經濟性及投入合理性，避免使用淘汰產品以及與國家標準不符的產品。

4.2 規劃設計

該工程為新建區永久性排水工程，排水系統規模根據規劃設計，采取雨、污分流制建立雨污管網體系。在雨水管道滿流設計過程中，污水非滿流設計中，管徑為400mm，最大設計充滿度為0.65；管徑為500～900mm，最大設計充滿度為0.70；管徑大于1000mm，最大設計充滿度為0.75。最小管徑及最小設計坡度上，排水管最小管徑為300mm，最小坡度設計為0.003。在雨水系統上，雨水量計算公式如下：

式中：q為設計暴雨強度，L/s·hm2；ψ為徑流系數；F為匯水面積，hm2。

由公式（1）獲取雨水系統計算結果，部分結果如表1所示。

表1 雨水系統計算結果（部分）

4.3 污水管道布置

雨水管道沿管道現狀進行布置，工程污水管道沿順坡敷設，接入后建立市政污水管，最終接入下游污水廠，為便于沿線污水收集，沿線道路交叉口處及小區入口預留污水支管。為保證項目投入使用及工程質量，該工程雨水管路接口采取平口式Ⅱ級鋼筋混凝土排水管，其他采取承插式鋼筋混凝土排水管，將平口式排水管接口接入鋼絲圈，承插式排水管道采取橡膠圈柔性接口，排水管成品滿足《混凝土和鋼筋混凝土排水管》（GB/T 11836—2009）相關要求。管道基礎在密室的土層上，承載力大于120kPa，遇到流沙、淤泥、松散雜填土等時，采取對應的加固措施，使其滿足承載力要求。根據建設單位相關意見，密切關注管道結構穩定性，對于HDPE纏繞結構排水管，均采用滿包方式。

4.4 溝槽開挖及回填

管基開挖及支護方案需施工單位提供，采取可靠的措施保證邊坡穩定性，確保施工人員在施工過程中的安全。溝槽開挖寬度及邊坡坡度等根據《給水排水管道工程施工及驗收規范》（GB 50268—2008）相關及實際情況確定。嚴格按照設計進行開挖，挖掘設計高程差控制在200mm，采取人工開挖方式，遇到軟土表層土及軟塑粉質黏土時，需及時清理軟土層，并利用鵝卵石回填，在開挖過程中遇到地下水，應及時降水施工，保證干槽施工，針對交叉處排水管采取混凝土進行滿包處理，保證水管的鋪設質量。

4.5 其他措施

（1）植草溝：建設開放性的緩坡植草通道，其作用在于傳遞雨水，滯留生物，由草葉及連生植物過濾徑流，吸附及沉淀污染物，及時清理初級垃圾。在雨污分流改造技術背景下，在人行道支路設置植草溝，及時將雨水排入分流系統，例如邊坡坡度設置為1/3以下，縱坡設置為4%以下，下凹度控制在600mm以下，寬度控制在600～2000mm，根據匯水面積及設計面積計算傳遞流量。（2）雨水花園：雨水花園可以分散設置，規模無須過大，單面積為30～40m2即可，包裹一層防滲土工膜及排水層，雨水花園接納的水能澆灌植物，也能進入分流改造系統，具有良好的滲透及補充作用。

5 結束語

綜上所述，文章將嘉陵地區老城區分流排水系統改造作為案例，探討老城區雨污分流改造具體路徑。海綿城市背景下，隨著老城區雨污分流改造系統逐步建設及發展，雨污系統在不斷完善，老城區的水環境也在不斷發生變化，但是老城區雨污分流系統改造進程仍需不斷推進，以實現老城區雨污水的綜合管理，在保護城市水資源的同時，改善人們的生活環境，實現生態環境可持續發展目標。