小區(qū)雨污分流改造的設計方法探討

劉飛陽

摘 要：針對當前城市小區(qū)雨污分流系統(tǒng)的改造問題，提出了一套綜合性的設計方法。通過對小區(qū)排水系統(tǒng)現(xiàn)狀的分析，結合雨污分流技術的最新發(fā)展，提出一種既經(jīng)濟又高效的改造方案。介紹雨污分流的基本原理及其在城市排水系統(tǒng)中的重要性，詳細分析現(xiàn)有小區(qū)排水系統(tǒng)的常見問題及其對環(huán)境和居民生活的影響，提出一套基于現(xiàn)場調查和數(shù)據(jù)分析的設計方法，包括管網(wǎng)布置優(yōu)化、雨水收集與利用、污水處理與排放等關鍵環(huán)節(jié)的設計，并通過案例研究，驗證了所提方法的實用性和有效性。

關鍵詞：雨污分流；城市排水系統(tǒng)；設計方法；環(huán)境保護；管網(wǎng)優(yōu)化

中圖分類號：TU992? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2024）05-0097-03

0引言

隨著城市化進程的加快，傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)已難以滿足環(huán)境保護和城市可持續(xù)發(fā)展的需求。近年來，很多城市每逢雨季就會面臨內澇困擾，雨水倒灌致使雨水和污水合流，形成污水反涌，不僅影響居民生活，也會導致城市河流遭受污染。城市內澇的問題在河里，根子在岸上，核心在管網(wǎng)，重點在源頭，因此探索一種適合老舊小區(qū)的雨污分流改造設計方法十分重要。

1雨污分流基本原理及重要性

1.1 雨污分流的概念與意義

雨污分流系統(tǒng)作為一種先進的城市排水方式，通過獨立的管道系統(tǒng)，分別收集和排放小區(qū)內的雨水和污水，解決了城市排水系統(tǒng)在功能上的不足，滿足了環(huán)境保護方面的需求。合理應用雨污分流系統(tǒng)，不僅有效減輕了污水處理廠的處理負擔，降低了處理成本，很大程度上提高污水處理的效率，提升了城市排水管理水平[1]。雨水經(jīng)過分流后，具有城市景觀建設、農業(yè)灌溉等多種用途，在一定程度上節(jié)約了資源，提升了城市的環(huán)保價值。

1.2 雨污分流的工作原理

在雨污分流系統(tǒng)中，雨水和污水分別通過兩套獨立的管網(wǎng)進行收集和排放。雨水管網(wǎng)主要負責收集屋面、道路及地面的雨水，而污水管網(wǎng)則負責收集家庭、工廠等處產生的生活污水和工業(yè)污水。這種分離式的設計可以有效避免雨水與污水的混合，從而降低雨季期間污水處理廠的處理難度，提高其處理效率。

1.3 雨污分流的環(huán)境保護作用

雨污分流系統(tǒng)對環(huán)境保護的貢獻不可忽視。傳統(tǒng)的混合式排水系統(tǒng)中，雨水和污水混合后，大量的污染物隨雨水一起流入河流、湖泊，造成水體污染。而雨污分流系統(tǒng)則可以將這些污水截留，送到污水處理廠進行處理，從而減少對水體的污染。通過雨污分流，雨水被收集并用于城市綠化、景觀建設等，美化了城市環(huán)境，也提高了城市的可持續(xù)發(fā)展能力。

1.4 雨污分流在城市排水中的作用

在城市排水系統(tǒng)中，雨污分流起著至關重要的作用。它不僅改善了城市的排水狀況，還減輕了城市內澇的風險[2]。在傳統(tǒng)的混合式排水系統(tǒng)中，大量的雨水與污水混合，往往會超出排水系統(tǒng)的處理能力，導致城市內澇問題。雨污分流系統(tǒng)通過分開處理雨水和污水，有效避免了這一問題，提高了城市抵抗極端降雨天氣的能力。雨污分流也將大大提升城市的環(huán)境質量，切實改善市民群眾的生活環(huán)境和質量。

1.5 雨污分流的經(jīng)濟效益

雨污分流系統(tǒng)的經(jīng)濟效益也非常顯著。這種系統(tǒng)通過減少污水處理廠的處理負擔，能夠大大降低處理成本。分流后的雨水可以用于多種用途，如城市綠化和農業(yè)灌溉、消防用水以及公共廁所用水等。這不僅節(jié)約了水資源，還減少了對其他水源的依賴，從而降低了城市的整體運營成本。

2小區(qū)排水系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

2.1 排水系統(tǒng)設計的歷史局限性

過去很多城市小區(qū)的排水系統(tǒng)設計存在一定的歷史局限性。這些系統(tǒng)大多在數(shù)十年前設計建造，那時的城市規(guī)模、人口密度以及水資源利用情況，與現(xiàn)在相比有很大的不同。隨著城市的快速擴張和人口的激增，這些原有的排水系統(tǒng)逐漸顯露出設計上的缺陷。這些系統(tǒng)當初的設計沒有充分考慮到未來的擴展性和可持續(xù)性，導致在現(xiàn)代城市環(huán)境下出現(xiàn)了種種不適應的情況。

2.2 管網(wǎng)老化及其后果

多年使用和環(huán)境因素影響使得許多管道出現(xiàn)了腐蝕、堵塞或破裂等問題。老化的管網(wǎng)不僅難以有效地處理日益增長的污水量，還可能導致泄漏，污染地下水和周邊環(huán)境。管網(wǎng)的老化也會大大增加維修和更換的成本，不僅影響居民生活水平，也造成了小區(qū)的經(jīng)濟負擔。

2.3 容量不足

除了老化問題，現(xiàn)有排水系統(tǒng)的另一個關鍵問題是容量不足。隨著城市化的推進和居民生活水平的提升，居民用水量顯著增加，而許多老舊小區(qū)的排水系統(tǒng)難以滿足以上需求。容量不足導致的后果包括污水處理不徹底、排水效率低下，甚至在雨季可能導致排水系統(tǒng)超負荷運行，引起內澇等問題。這不僅對居民生活造成了嚴重影響，也增加了城市治理的難度。

2.4 對居民生活的影響

排水系統(tǒng)的不足對居民的日常生活產生了直接和間接的影響。一方面，排水不暢可能導致小區(qū)內部積水，影響居民的出行和生活質量。另一方面，排水系統(tǒng)的問題也可能影響居民的健康。例如，排水不暢易造成污水反流，增加了細菌滋生、病毒感染等風險，對居民的健康構成威脅。

2.5 環(huán)境污染與城市內澇風險

除了影響居民生活，排水系統(tǒng)的不足還加劇了城市環(huán)境問題。排水系統(tǒng)的不暢導致污水未能有效處理，進而污染了城市的水體和土壤，破壞了城市的生態(tài)環(huán)境。排水系統(tǒng)的不完善也是造成城市內澇的重要原因之一。在極端天氣條件下，排水系統(tǒng)的超負荷運行可能導致城市內部積水嚴重，影響城市的正常運作和居民的安全。

3小區(qū)雨污分流改造設計方法

3.1 現(xiàn)場調查與數(shù)據(jù)分析的重要性

在小區(qū)雨污分流改造的設計方法中，首要步驟是進行現(xiàn)場調查與數(shù)據(jù)分析。這一步驟的核心在于全面了解小區(qū)的具體情況，包括地形特征、建筑布局和現(xiàn)有排水系統(tǒng)的狀況。這些信息對于制定有效的改造計劃至關重要。地形分析有助于理解水流方向和可能的積水區(qū)域，而建筑布局的了解則關系到管網(wǎng)的鋪設和調整。

收集相關的水文和氣象數(shù)據(jù)也是必不可少的，這些數(shù)據(jù)能夠幫助設計師預測雨水量，從而更好地規(guī)劃排水系統(tǒng)[3]。專業(yè)的現(xiàn)場調查可以揭示小區(qū)內部復雜的排水狀況，如地下管道的走向、徑流特性及其與周邊地區(qū)的關系。這不僅有助于識別現(xiàn)有系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，如容易堵塞或磨損的區(qū)域，也能夠為改造方案的確定提供科學依據(jù)。例如，通過地形分析，設計師能夠發(fā)現(xiàn)某些區(qū)域由于地勢較低，容易積水。然后針對這些區(qū)域，重點考慮排水設施的設置。

對建筑布局的詳細分析，對于管網(wǎng)的重新規(guī)劃同樣至關重要。了解建筑物的位置、高度以及周圍空間的使用情況，有助于設計更高效的排水路徑，確保新的管網(wǎng)布局既能滿足排水需求，又不影響居民的日常生活。對有地下室的建筑，可能需要考慮更加復雜的排水方案，以防止地下水位上升。

收集和分析水文和氣象數(shù)據(jù)是確保改造方案科學合理的關鍵。這些數(shù)據(jù)不僅包括降雨量、降雨頻率等基本信息，還應包括地下水位、歷史洪水記錄等更為詳細的資料。通過對這些數(shù)據(jù)的深入分析，設計師能夠更準確地預測不同氣候條件下的排水需求，并據(jù)此設計出能夠適應各種天氣變化的排水系統(tǒng)。

3.2 管網(wǎng)布置優(yōu)化策略

需根據(jù)現(xiàn)場調查和數(shù)據(jù)分析的結果，優(yōu)化管網(wǎng)布置，這一過程的目標是確保雨水和污水管道能夠有效地分離并合理布置。優(yōu)化管網(wǎng)布局不僅涉及到新管道的鋪設，也包括對現(xiàn)有管網(wǎng)的改造和升級。合理的管網(wǎng)布置不僅應考慮到雨水流向、地形起伏、建筑物位置以及地下設施的分布，還需考慮管網(wǎng)的維護和日后可能的擴展需求，以確保長期的運行效率和可靠性[4]。

管網(wǎng)優(yōu)化的核心在于高效分流和準確導向，確保污水和雨水的有效分離以及迅速排出。在管網(wǎng)布置過程中，需要詳細考慮每個排水點的位置以及如何通過最短的距離連接到主管道。這不僅有助于提高排水效率，還能減少施工成本和未來的維護工作量。

在優(yōu)化管網(wǎng)布局時，還需要充分利用現(xiàn)有地形和自然坡度，以減少對排水泵和其他人工排水設施的依賴。例如，可在地勢較低的區(qū)域設置集水井和排水泵，而在地勢較高的區(qū)域則利用重力排水。老舊小區(qū)改造過程中，需要特別注意現(xiàn)有建筑物和地下設施的保護，確保施工過程中不會對這些結構造成損害。

管網(wǎng)的設計還應考慮到未來的發(fā)展和變化。隨著城市化的進一步發(fā)展和人口增長，排水系統(tǒng)可能面臨更大的壓力。另一方面也面臨城市改造的問題，在城市規(guī)劃設計以及拆遷等問題上，不要因為管網(wǎng)設計給城市重新規(guī)劃設計造成困擾。因此，在設計時應預留一定的容量和擴展空間，以應對未來可能的需求增加。新的管網(wǎng)布置應盡量減少對居民日常生活的干擾，例如避免在人行道或者常用道路下方鋪設主要管道。管網(wǎng)優(yōu)化需要利用先進技術，如使用耐腐蝕和高強度材料制造管道，引入智能監(jiān)測系統(tǒng)來實時監(jiān)控排水系統(tǒng)的運行狀態(tài)。這些技術的應用不僅提升了管網(wǎng)的耐用性和可靠性，還有助于及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，從而降低了長期運維成本。

3.3 雨水收集與再利用的設計

在雨污分流改造中，雨水的收集和再利用是至關重要的一環(huán)。設計雨水收集系統(tǒng)需綜合考慮雨水箅子、蓄水池等關鍵設施的布置，以高效地過濾和儲存雨水。雨水箅子的作用在于去除雨水中的雜質，確保收集到的雨水質量，而蓄水池則負責儲存這些經(jīng)過初步處理的雨水。

收集后的雨水廣泛用于城市綠化灌溉、清洗道路、消防用水、公廁清洗及其他非直接飲用的場合，有效減輕了對城市主要供水系統(tǒng)的壓力。雨水的再利用也體現(xiàn)了城市可持續(xù)發(fā)展和綠色生態(tài)理念的實踐，促進了資源的節(jié)約和環(huán)境的保護[5]。通過這樣的設計，不僅提高了雨水資源的利用率，也為城市帶來了更多環(huán)保和經(jīng)濟上的益處。

3.4 污水處理與排放的優(yōu)化

改造設計的另一個重要方面是污水的處理與排放。這一環(huán)節(jié)的目標是通過有效處理減少污水對環(huán)境的污染。應對污水進行必要的處理，包括物理、化學或生物方法的凈化，以確保排放的水質符合環(huán)保標準。優(yōu)化后的管網(wǎng)，應能夠安全、高效地將處理過的污水排放到指定地點，如市政污水處理廠或其他處理設施。在設計這一環(huán)節(jié)時，還需要考慮到處理設施的運行成本、維護需求以及對周圍環(huán)境的影響。

4案例研究

4.1 老舊小區(qū)改造前的問題分析

在某城市的老舊小區(qū)中，排水系統(tǒng)一直是一個棘手的問題。該小區(qū)建設于20世紀90年代，共有居民400戶。由于長期以來缺乏有效的維護和升級，小區(qū)的排水系統(tǒng)出現(xiàn)了嚴重的老化和損壞。在雨季，由于排水系統(tǒng)的不暢，經(jīng)常發(fā)生內澇現(xiàn)象，最高水位可達30 cm，嚴重影響居民的正常生活和出行。此外，由于污水和雨水混合排放，也造成了環(huán)境污染問題，居民對此頗有怨言。

4.2 改造設計的具體實施

針對該小區(qū)這些問題，決定采用先進的雨污分流改造設計方法。改造項目的第一步是對小區(qū)的排水系統(tǒng)進行全面的調查和分析。專家團隊對小區(qū)的地形、建筑布局以及現(xiàn)有的排水設施進行了詳細的勘察。調查結果顯示，小區(qū)的排水管網(wǎng)嚴重老化，且設計時未充分考慮到雨水和污水的有效分離。

改造工程隨后開始，先是對老舊管網(wǎng)進行更換，新增雨水管道長度達到1.8 km，再是對污水管道也進行了相應的升級，總長度達1 km，并建立包括進水井、雨箅在內的雨水收集系統(tǒng)。

4.3 改造效果

改造完成后，該小區(qū)的排水系統(tǒng)運行效率顯著提升。在隨后的雨季，小區(qū)再未出現(xiàn)過內澇現(xiàn)象，即使在暴雨的情況下，地面積水也能在短時間內迅速排除。由于實施了雨污分流，污水處理效率也得到了提高，附近河流的水質監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，改造后河水的水質指標提升了約20%。

改造項目對居民的生活質量產生了直接的積極影響。居民不再擔心雨季的內澇問題，生活環(huán)境得到了明顯改善，居民對改造效果普遍滿意，感到居住環(huán)境更加安全和舒適。

通過這個案例研究可以看出，針對老舊小區(qū)的雨污分流改造是非常必要和有效的。通過專業(yè)的設計和實施，不僅解決了長期困擾居民的內澇問題，還提升了環(huán)境質量和居民的生活質量。這一案例為類似小區(qū)的改造提供了可行的范例，展示了城市更新和環(huán)境改善的巨大潛力[6]。

5結束語

通過對小區(qū)雨污分流改造設計方法的探討，本文提出了一套既經(jīng)濟又有效的解決方案。這不僅對提升城市小區(qū)的居住環(huán)境具有重要意義，也為其他類似項目提供了參考和借鑒。隨著城市規(guī)模的不斷擴大、人口的增多，城市功能將不斷豐富，勢必給城市排水系統(tǒng)帶來更大壓力，雨污分流的改造也將因為技術的發(fā)展、城市環(huán)境變化而面對新的問題和挑戰(zhàn)，需要持續(xù)跟進城市建設保障需求，不斷創(chuàng)新雨污分流技術，迭代更為先進、完善的雨污分流系統(tǒng)，為城市發(fā)展、群眾生活需要提供更多幫助。

參考文獻

[1] 管慧玲.關于上海市分流制地區(qū)住宅小區(qū)雨污分流改造的總結和思考[J].凈水技術，2021（z2）：85-86.

[2] 牛燕，袁建佳.黃山市中心城區(qū)老舊小區(qū)雨污分流改造設計[J].山西建筑，2021（21）：61-63.

[3] 中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會.城鎮(zhèn)水務2035年行業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2021.

[4] 侯連珍.關于市政雨污分流工程項目管理存在的問題與優(yōu)化舉措的思考[J].清洗世界，2021，37（7）：124-125.

[5] 劉永富.市政雨污分流改造工程項目管理要點實例分析[J].建筑與預算，2021（7）：59-61.

[6] 吳窮.老舊小區(qū)排水管網(wǎng)改造方案的實踐探析[J].福建建設科技，2021（4）：93-96.